Оптоэлектронный процессор Советский патент 1986 года по МПК G06G9/00 

Иа оретение относится к оптоэлект ронной аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в сис темах оптической обработки информации с помощью нзкогерентной оптики. Цель изобретения - повышение точности, а также расширение области применения за счет выполнения операций И-НЕ, ИЛИ и ШШ-НЕ. На фиг.1 представлена структурная схема оптоэлектронного процессора; на фиг.2 - вариант выполнения управляемого транспаранта, реализующего функции И и И-НЕ; на фиг.З - вариант выполнения управляемого транспаранта реализующего функции ИЛИ и ИЛИ-НЕ. Оптоэлектронный процессор содержи источник 1 первого (записывающего) излучения, п входных каналов, состоя щих из входных транспарантов 2, светофильтров 3 и проекционных объективов 4-6, оптически связанных с помощью зеркал 7-10 с управляемым тран парантом 11 и с вторым фотоприемником 12, выход которого через усилитель 13 подключен к входу управляемо го источника 14 питания и к управляющему входу источника 15 второго (считывающего) излучения, который с помощью светоделителя 16 оптически связан с первым фотоприемником 17 через управляемый транспарант 11. Управляемый транспарант 11 со-стои из последовательно расположенных на оптической оси п-1 многослойных струк тур, каждая из которых состоит из стеклянной подложки. 18, первогопрозрачного электрода 19, второго прозрачного электрода 20, фоточувствительного 21 (22) и электрооптического 23 слоев с диэлектриком 24, и п-о структуры, состоящей из стеклянной подложки 18, первого 19 и второго 20 прозрачных электродов, фоточувствительного 25, фильтрующего 26, зеркального 27 и электрооптического 23 слоев. Другой вариант управляемого транс паранта включает в себя последовательно расположенные на оптической оси (фиг.З) стеклянную подложку 18, первый прозрачный электрод 19, п стру ктур, каждая 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 электро21да 20. При этом диапазон спектральной чувствительности фоточувствительных слоев 21, 22 и 25 равен диапазонам спектрального пропускания светофильтров 3, Зу, 3, а спектральный диапазон оптического пропускания фильтрующего слоя лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев. Устройство работает следующим образом. При 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) с В момент, когда на вход управляемого транспаранта 11 поступают изображения 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 хотя бы из входных изображений несет логический О, от транспаранта 11 не происходит отражения считывающего излучения, что регистрируется фотоприемником 17. Для обеспечения надежной работы устройства в условиях случайных помех инедостаточной 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 считывакнцего потока от источника 15 излучения. Процесс формирования изображений 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 из31менеиия электрических свойств. Это приводит к увеличению напряжения, прикладываемого к слою 23 в соответс вующих участках, что вызывает измене ние его оптической плотности. В результате данные участки становятся прозрачными для прохождения следующего потока Р , спектральный диапазо которого соответствует диапазону спект ральной чувствительности слоя 22, Под действием потока f происходя аналогичные изменения во втором слое 23, что обеспечивает прохождение сле дующего потока, и т.д. При просветле нии последнего электрооптического слоя 23 считывающий поток отражается от зеркального слоя 27, т.е. происхо дит модуляция по апертуре считывающего излучения. Фильтрукяций слой 26 предотвращает влияние потока Pf. на характеристики фоточувствительных слоев, В случае отсутствия хотя бы одного из потоков Ф, , 2 ,,..,9 элект рооптический слой не изменяет своих свойств и отражения от зеркального слоя не происходит. В другом варианте выполнения транс паранта 11 (фиг.З) попадание хотя бы одного из потоков i , , . .., Р на соответствукщий фоточувствительный слой 21, 22, 25 вызывает изменения оптической прозрачности электроопти1ческого слоя 23 и соответствующее изменение считывающего потока. В случае выполнения операций И-НЕ и ИЛИ-НЕ управляемый источник 14 питания изменяет напряжение и частоту питания, осуществляя изменение ориен тации доменной структуры электрооптического материала и осуществляя тем самым инверсию изображения. Формула изобретения 1. Оптоэлектронный процессор, содержащий источник первого излучения, первьй входной канал, состоящий из оптически связанных входного транспаранта, светофильтра и проекционного объектива, управляемый транспарант, источник второго излучения и первьш фотоприемник, причем источник первого излучения оптически связан с входным транспарантом, проекционный объектив оптически связан с управляемым транспарантом, а источник второго излучения оптически связан с первым фотоприемником через управляемый транспарант, отличающийся тем. 62 что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены п-1 входных каналов, входные транспаранты которых оптически связаны с источником первого излучения, а проекционные объективы входных, каналов оптически связаны с управляемым транспарантом, второй фотоприемник, усилитель и управляемый источник питания, при этом диапазоны спектрального пропускания светофильтров входных каналов выполнены неперекрывающимися, второй фотоприемник выполнен чувствительным ко всем диапазонам пропускания, светофильтров и оптически связан с проекционными объективами входных каналов, электрический выход второго фотоприемника через усилитель подключен к управляющему входу источника второго излучения и к входу управляемого источника питания, выход которого подключен к входу управления пропусканием управляемого транспаранта. 2.Процессор п п.1, отличающий с я тем, что, с целью расширения области применения за счет выполнения операции И-НЕ, управляемый транспарант выполнен в виде сэндвичструктуры, состоящей из последовательно расположенных на оптической оси п-1 многослойных одинаковых структур, каждая из которых состоит из стеклянной подложки, первого прозрачного электрода, фоточувствитепьного и электрооптического слоев и второго прозрачного электрода, и п-й структуры, состоящей из стеклянной подложки, первого прозрачного электрода, фоточувствительного, фильтрукяцего, зеркального и электрооптического слоев и второго прозрачного электрода, при этом диапазоны спектральной чувствительности фоточувствительных слоев равны диапазонам спектрального пропускания соответствующих светофильтров, спектральньпЧ диапазон оптического пропускания фильтрующего слоя лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев, а выводы первых и вторых прозрачных электро- дов объединены и являются входом управления пропусканием управляемого .транспаранта. 3.Процессор ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет выполнения операций ИЛИ и ИЛИ-НЕ, управляемый транспарант выполнен в виде 5 12 сэндвич-структуры, состоящей из последовательно расположенных на опти-ческой оси стеклянной подложки, первого прозрачного электрода, п структур, каждая 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 пропускания соответствукядих светофильтров, спектральный диапазон оптического пропускания фильтр клцего слоя лежит за пределами чувствительности фоточувствительных слоев, а вывод первого и второго прозрачного электродов является входом управления пропусканием управляемого транспаранта.

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-НЕ устройство содержит вход-i ные транспаранты с установленными на каждом светофильтрами, спектральные полосы пропускания которых не перекрываются, а управляемый транспарантна 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.

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)