Оптоэлектронный модуль для обработки изображений Советский патент 1987 года по МПК H03K23/78 

1

Изобретение относится к импульсной, измерительной и информационной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики, в том числе в цифровых вычислительных машинах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение надежности.и быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема оптоэлектронного модуля для обработки изображений; на фиг. 2 - принхщпиальная схема одного разряда

«I

Оптоэлектронньй модуль для обработки изображений содержит переключатель 1, три усилителя 2-4, инвертор 5, разряды 6, соединенные шиной 7 между собой и с контактами 7.1-7.8 переключателя 1, выходом 7.9 усилителя 3 и выходом 7.10 усилителя 2. Каждьй разряд 6 оптически связан с восьмью соседними разрядами так, что оптический вход 8 данного разряда соединен с оптическим выходом 9 левого верхнего разряда, оптический вход 10 с оптическим выходом 11 левого разряда, оптический вход 12с оптическим выходом 13 левого нижнего разряда, вход 14 с выходом 15 верхнего разряда, вход 16 с выходом 17 правого верхнего разряда, вход 18 с выходом 19 правого разряда, вход 20 с выходом 21 правого нижнего разряда, и вход 22 с выходом 23 нижнего разряда. Кроме того, каждый разряд 6 имеет индиви- дуальный оптический выход индикации 24 и оптический вход записи 25, а также для светоизлучателя 26 и 27, семь фотоприемников 28-34 и транзисторов 35, причем первые четыре фотоприемника 28-31 реализуют оптические входы 10, 18, 14, 22 разряд 6, пятьй фотоприемник 32 реализует оптический вход записи 25 и первым выходом 36 соединен со входом 7.10 разряда, а вторым выводом 37 с баз 38 транзистора 35, которая соединена с первым выводом 39 шестого фотприемника 33, оптически связанного со вторым светоизлучателем 27, соединенным первым вьтодом 40 с коллектором второго транзистора 38 и оптически связанньм с седьмым фотоприемником 34 и с оптическ1Й и выходами 9,11, 13, 15, 17, 19, 21, 23 и 24 своего разряда. Кроме того

5

0

5

транзистор 41 так же, как и транзистор 35, соединен эмиттером и базой через резисторы 42 с общей шиной 43, восьмой фотоприемник 44, оптически связанный с первым светоизлучателем 26 и соединенный первым выводом 45 с базой транзистора 41, а вторым выводом 46 через резистор 47 со вторыми выводами 48 светоизлучате- лей 26 и 27 и с клеммой питания 49, которая также соединена через резистор 50 со вторым выводом 51 шестого фотоприемника 33.

Восемь развязывающих диодов 52, соединенных анодами 53 соответственно с контактами 7,1-7.8 и с первыми вьшодами 54 соответственно первых четырех 28-31 и четырех дополнительных фотоприемников 55-58, вторые выводы 59 которых соединены между собой и с базой транзистора 41, а соединенными между собой катодами 60 с первым выводом 61 девятого фотоприемника 62, второй вывод 63 которого подключен к эмиттеру транзистора 41, а оптический вход 64 соединен с первым светоизлучателем 26, подключенным первым выводом 65 к коллектору транзистора 41 и оптически связанным с десятым фотоприемником 66, соединенным первым выводом 67 с базой 38 транзистора 35, а вторым выводом 68 с клеммой 7.9 и с первым выводом 69 седьмого фотоприемника 34,. второй вывод 70 которого соединен с эмиттером транзистора 35, причем оптические входы фотоприемников 55-58 реализуют соответственно входы 8, 12, 16 и 20 своего разряда.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени все разряды 6 в модуле находятся в обну5 ленном состоянии, т.е. светоизлуча- тели 27 не излучают свет. В режиме записи информации на вход усилителя 2 подается положительный импульс напряжения, который после усиления

0 поступает на клеммы 7.10 всех разрядов 6. Сопротивление тех фотоприем- нйков 32, которые в этот момент освещены по входам 25, уменьшается и соответствующие им разряды возбужда5 ются, т.е, открывается транзистор 35, светодаод 27, включенньй в цепь его коллектора, начинает светиться, освещая фотоприемник 33, через который протекает ток от источника пита0

5

0

ния в базу транзистора 35 и поддерживает его в открытом состоянии после окончания импульса записи. Таким образом, оптическая информация (изображение) через оптические входы 25 параллельно записывается в разряды 6 модуля. 1

Для сдвига записанной информации

в любом направлении подаются импульсы на управляющий вход модуля. Выбор направления сдвига производится при помощи переключателя 1. Например при сдвиге вправо, переключатель 1 устанавливается в первое положение и импульсы с управляющего входа через усилитель 4 и переключатель 1 поступают на контакт 7.1 всех разрядов. Те же импульсы после инвертирования инвертором 5 через усилитель 3 поступают на выходы 7.9 всех разрядов. Так, при подаче, положительного импульса напряжение прикладывается к фотоприемникам 28 всех разрядов, оптически связанным с выходами предьщущих, в данном случае расположенных слева разрядов. Если предыдущий разряд возбужден и освещает фотоприемник 28 данного разряда, то сопротивление этого фотоприемника падает, через него проходит ток, который открывает тран-зистор 41. За счет положительной оптической обратной связи со светоизлучателя 26 на фотоприемник 44 транзистор 41 остается в открытом состоянии. Этот же положительный импульс напряжения через развязывающий диод 52 подается на фотоприемник 62, однако, когда транзистор 41 закрыт и фотоприемник 62 не освещен, это напряжение на эмиттер пройти не моглоJ когда же фотоприемник 62 начал освещаться светоизлучателем 26 и потенциал эмиттера транзистора 41 повысился, то одновременно открьшся и фотоприемник 44, повышая потенциал базы того же транзистора. Таким образом, прохойодение импульса напряжения на эмиттер транзистора 41 через развязывающий диод 32 и фотоприемник 62 не влияет на его состояние за счет пропорционального увеличения потенциалов базы и эмиттера. Если же в мо-: мент прихода импульса фотоприемник 28 не освещен, то транзистор 41 не откроется, В случае, если он открыт в предьщу1ций момент времени, фотоприемник 62 освещен, с приходом им

5

0

5

пульса транзистор 41 закроется, так как этот импульс через диод 52 и открытый фотоприемник 62 пройдет на эмиттер транзистора 41 и повысит его потенциал при неизменном потенциале базы. Таким образом, при освещенном фотоприемнике 28 с приходом положительного импульса на контакт 7.1 происходит запись логической 1 в ту часть разряда, которая выполнена на транзисторе 41; при затемненном фотоприемнике 28 записывается логический О.

При поступлении низкого потенциала второго полупериода импульса с управляющего входа, транзистор 41 сохраняет свое состояние неизменным, а на выход 7.9, за счет инвертирования, поступает высркий потенциал, который прикладывается к фотоприемникам 66 и 34. За счет оптической связи между светоизлучателем 26 и фотоприемником 66 происходит либо отпирание, либо запирание транзистора 35 в зависимости от состояния светоизлучателя 26. При этом процессы, происходящие в электроннооптическом ключе на транзисторе 35, аналогичны процессам, происходившим в предыдущий момент времени в ключе на транзисторе 41. С приходом следующего импульса на управляющий вход транзистор 41 данного разряда примет новую информацию с предьщущего разряда, транзистор 41 последующего разряда примет информацию со светоизлучателя 27 данного разряда, индицирующего состояние транзистора 35, которое при этом не изменится за счет наличия низкого потенциала на выходе 7.9.

Таким образом, запись информации в каждый разряд происходит по положительному полупериоду управляющего импульса, а индикация и, следовательно, передача записанной информации - по его отрицательному полупериоду. Так, при подаче серии импульсов про- / исходит параллельный сдвиг записан- 0 ной информации в одном из выбранных направлений на столько разрядов, сколько управляющих импульсов подано.

0

5

0

5

При изменении положения переключателя 1 процесс сдвига протекает так же. Прием информации в каждом разряде осуществляется одним из восьми входных фотоприемников (28-31, 55-58) в зависимости от положения

51283963

того переключателя. Соответственно пересьтка информации в данный разяд производится по одному из выбраных направлений.

со мо ля кл и со ди со в зи зо во св и зо че св та ре ем

ормула изобретения

Оптоэлектронный модуль для обраотки изображений, содержащий перелючатель, три усилителя, п разрядов, первая группа входов которых подключена к общей шине и каждый из которых состоит из двух светоизлучателей, сени фотоприемников и первого тран- зистора, первые четыре фотоприемника оптически связаны с первьми светоиз- лучателями соответственно левого правого, верхнего и низшего разрядов, пятьй фотоприемник связан с оптичес- кш. входом предварительной записи разряда и первым выводом соединен с выходом первого усилителя, а вторым- с базой первого транзистора, кото- ран соединена с первым выводом шестого фотоприемника, оптически связанного с первым светоизлучателем, соединенным первым выводом с коллектором первого транзистора и оптически связанным с седьмым фотоприемни- ком этого же разряда и первым, вто-, рым, третьим и четвертым фотоприем- ннками соответственно правого, левого, нижнего и верхнего разрядов, а первые светоизлучатели каждого разряда связаны также с оптическими выходами своих разрядов, первые вы- воды первых четырех фотоприемников соединены с соответствующими контак- тами переключателей, а вторые выводы соединены между собой, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения надежности и быстродействия за счет возможности диагонального сдвига и однотактного управления, разряды расположены в шахматном порядке, в устройство введен один инвертор, соединенный выходом с входом второг о усилителя S а входом

соединенный с управляющим входом модуля и с входом третьего усилителя, выход которого соединен с переключающим контактом переключателя, и дополнительные оптические связи, соединяющие каждый разряд с четырьмя диагонально расположенньву1и от него соседними разрядами, кроме зтого, в каждый разряд введены второй транзистор, соединенный эмиттером и базой через резисторы с общей шиной, восьмой фотоприемник, оптически связанный с вторым светоизлучателем и соединенньш первым выводом с базой второго транзистора, а вторым - через резистор с вторыми выводами светоизлучателей и с источником питания, который также соединен через резистор с выводом шестого фотопри- емника, четыре дополнительных фото5

0

приемника и восемь развязывающих диодов, соединенных анодами с соответству1ощр1ми контактами переключателя и первьми выводами соответственно первых четырех и четырех дополнительных фотоприемников, вторые выводы которых соединены между собой, с вторыми выводами первых четырех фотоприемников и базой второго транзистора, а катоды диодов - с первым выводом девятого фотоприемника, второй вывод которого подключен к эмиттеру второго .транзистора, а оптический, вход сое- . динен с вторым светоизлучателем, 5 подключенным первым выводом к коллектору второго транзистора и оптически связанным с десятЕ,м фотоприемником, соединенным первым выводом с базой первого транзистора, а вторым- с выходом второго усилителя и первым выводом седьмого фотоприемника, второй вывод которого соединен с эмиттером первого транзистора и через . резистор с общей шиной, причем оптические входы четырех дополнительных фотоприемников связаны с первыми светоизлучателями соответственно Четырех диагонально расположенных соседних разрядов.

0

5

Изобретение относится к импульсной, измерительной и информационной технике и может быть использовано для построения узлов оперативной обработки изображений в цифровых вычислительных машинах. Цель изобретения - расширение функциональных возмох ностей, повьшение надежности и быстродействия. Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство введен инвертор 5,дополнительные опт1-тческие связи иразряды расположены в шахматном порядке. 2 ил.