Голографическое запоминающее устройство Советский патент 1989 года по МПК G11C11/42 

Выход

4 СО

со

4 О СО

Изобретение относится к оптоэлект- ронной технике и может быть использовано в системах обработки оптической информации, в волоконно-оптических линиях связи, в оптических запоминающих устройствах, преимущественно в голографических запоминающих устройствах.

Цель изобретения - повьшение на- дежности устройства :-а счет увеличения достоверности сч тывания информации в голографическом запоминающем устройстве.

На фиг. 1 показана фоточувстви- тельная область фотоприемного блока с проецируемым на нее опознавательным знаком, фрагменту на фиг, 2 - функциональная блок-схема голографического запоминающего устройства.

При неизменных ширине спектра излучения источника излучения и размерах излучательной области размер 1 (фиг, 1) опознавательного знака соответствует элементам фотоприемного блока. Значения 1, следовательно и k, определяются условиями записи информации и типом применяемого Полупроводникового лазера. При увеличении ширины спектра излучения или уве личении размеров излучательной области происходит увеличение размера 1 до L (пунктирная линия), что соответствует i элементам фоточувствительной области фотоприемного блока. При достижении некоторого значения Р увеличение размера достигает такой величины, что элементы информационного изображения накладываются друг на друга, т.е. информация искажается.

Голографическое запоминающее устройство (фиг. 2) состоит из сканирующего излучателя 1, оптически связанного через последовательно расположеные коллиматор 2 и носитель 3 голо- графической информации с матричным фотоприемным блоком 4, блока 5 накачки, выход которого подключен к входу сканирующего излучателя 1, блока 6 управления, состоящего из узла 7 запуска, RS-триггера 8, ждущего генератора 9 и распределителя 10 син- хрои тульсов. При этом вход узла 7 запуска является третьим управляющим входом блока б управления, второй. ч вход узла 7 запуска является первым управляющим входом блока 6 управления, выход узла 7 запуска является первым выходом блока 6 управления и

подключен к S-входу RS-триггера 8 и управляющему второму входу распределителя 10 синхроимпульсов, прямой выход RS-триггера 8 является четвертым выходом блока 6 управления, инверсный выход RS-триггера 8 подключе к входу ждущего генератора 9, выход которого подключен к первому входу распределителя 10 синхроимпульсов, первый и второй выходы которого являются соответственно вторым и третьим выходами блока 6 управления.

Кроме того, устройство состоит из блока 11 выделения информационного фрагмента, аналого-цифрового преобразователя 12, формирователя 13 выходного, сигнала, содержащего последовательно соединенные сумматор 14, поро говьй элемент 15 и элемент И 16, второй вход которого является управляющим входом формирователя 13 выходного .сигнала, выход элемента И 16 является выходом устройства, формирователя 17 фазовых напряжений, содержа- щего первый 18 и второй 19 генераторы импульсов, два элемента И 20 и 21 элемент ИЛИ 22, счетчики 23-25, причем выход генератора 18 импульсов является первым выходом формирователя 17 фазовых напряжений и подключен к первым входам элементов И 20 и 21, вторые входы которых являются соответственно третьим и вторым входами задания режимов формирователя 17 фазовых напряжений, выход элемента И 20 подключен к счетному входу счетчика 23 и является вторым выходом формирователя 17 фазовых напряжений, выход элемента И 21 подключен к счетному, входу счетчика 24, выходы счетчиков 23 и 24 подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 22, выход которого подключен к входу.генератора 19 импульсов, выход которого является третьим выходом формирователя 17 фазовых напря- . жений и подключен к счетному входу счетчика 25, входы сброса счетчиков 23-25 объединены и являются первым входом сброса формирователя фазовых напряжений, выход счетчика 25 является четвертым выходом формирователя 17 фазовых напряжений, анализатора 26 начала считьшания, содержащего пороговый элемент 27 и RS-триггер 28, причем первый вход порогового элемента 27 является информационным входом анализатора 26 начала считьшания, выход порогового элемента 2 подключен к S-входу RS-триггера 28, R-вход которого является управляющ1-м входом анализатора 26 начала считывания., выходы RS-триггера 28 являются выходами анализатора 26 считывания, элементов И 29-32, норогового элемента 33, связанного через элемент И 34 с S-входом RS-триггера 35, элемента И 36, связанного со счетным входом счетчика 37, выход которого является S-входом RS-триггера 38, прямой выход которого является управляющим входом блока 39 индикации, а инверсный выход является первым входом элемента И 40, вторым входом которого является выход элемента И 41, а выход элемента И 40 является третьим входом формирователя 17 фазовых напряжений.

Кроме того, выход элемента И 36 является S-входом RS-триггера 42, прямой выход которого является вторы входом элемента И 41, а первым его входом является прямой выход RS-триггера 35, выход элемента И 41 также поступает на первый вход элемента ИЛИ 43, второй вход которого объединен с R-входами треггеров 35, 38, 42 и связан с первым выходом блока 6 управления. Выход элемента ИЛИ 43 является R-входом счетчика 37.Пер- вьм входом элемента И 36 является прмой выход анализатора 26 начала считывания, а вторым - первый выход формирователя 17 фазовых напряжений, причем первый информационньш вьгход матричного фотоприемного блока 4 под0

0

КЛ О Г: к :Ci;i; ;:; i.-,,;;. ,i; i: i J 29-31, инверс1 ый выход анализатора 26 начала считывангш подключен к второму входу задания режгвда формирователя 17 фазовых напряжений, управляющие выходы которого с первого по третий подключены соответственно к вторым входам элементов И 29-31, третий управляющий выход также подключен к первому входу элемента И 32, второй вход которого соединен с выходом элемента И 40. Вькоды элементов И 29 и 30 подключены соответственно к первому и второму управляющим входам фотоприемного блока 4, выходы элементов И 31 и 32 подключены к первому и второму управляющим входам блока 11 выделения информационного фрагмента, четвертьй управляющий выход формирователя 17 фазовых напряжений подкшо- чен к первому входу блока 6 управления, третий вход которого является входом Пуск устройства.

Голографическое запомгшающее устройство работает следзтащим образом.

По сигналу , являющимся входом устройства, с выхода узла 7 запуска блока 6 управления поступает 0 сигнал, устанавливающий RS-триггер 8 и распределитель 10 синхро -1мпуль- сов в един гчное положение, этот же сигнал поступает на первьш вьгход блока 6 управления, откуда проходит на вход сброса формирователя фазовых напряжений, на второй вход анализатора 26 начала считывания, на второй вход элемента ТШИ. 43, на R-входы триггеров 35, 38 и 42. Прямой выход RS5

5

Изобретение предназначено для использования в системах оптической обработки информации. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет увеличения достоверности считывания информации в голографическом запоминающем устройстве при увеличении ширины спектра излучения и размеров излучающей области, приводящих к ухудшению качества восстановленного изображения. Для контроля качества восстановленного изображения в голографическое запоминающее устройство введены элементы И 34,36,40,41, RS =триггеры 35,38,42, счетчик 37 с задаваемым модулем пересчета, элемент ИЛИ 43, пороговый элемент 33 и блок 39 индикации "Выход из строя излучателя". Это позволяет анализировать ширину линии излучения источника излучения 1, учитывать увеличения элементов изображения в зависимости от размера излучательной области, изменять алгоритм работы устройства, сигнализировать о недопустимом ухудшении качества изображения и о необходимости замены источника излучения. 2 ил.

ключен к первому информационному входу40 триггера 8 является четвертым выходом

блока 11 выделения информационного фрагмента, информационному входу анализатора 26 начала считывания и к входу порогового элемента 33. Выход блока 11 выделения информационного д5 фрагмента подключен к входу аналого- цифрового преобразователя 12, выходы которого подключены к т-шформационным входам формирователя 13 выходного, сигнала, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока 6 управления. Второй выход фотоприемного блока 4 подключен к второму входу блока 6 управления, первый выход которого подключен к первому входу сброса формирователя 17 фазовых напряжений и к управляющему входу анализатора 26 начала считывания, второй выход блока 6 управления подблока 6 управления, по сигналу 1 с этого выхода включается блок 5 накачки, связанньй со сканирующим излучателем 1, и начинается засветка голограммы. На матр1гчный фотоприем- ньш блок 4 проецируется восстановленное изображение с гoлoгpa мы и опознавательный знак.

Длительность засветки определяется автоматически при помощи центрального электрода, работающего в режиме плавающего затвора и обеспечивающего . считывание суммарного заряда по строке. Этот сигнал с второго выхода 55 фотоприемного блока 4 поступает в блок 6 Т равления (вход 1) и обнуляется триггер 8, что вызывает выключение блока 5 , запускается ждущий генератор 9 и связанный с ним

50

5

блока 6 управления, по сигналу 1 с этого выхода включается блок 5 накачки, связанньй со сканирующим излучателем 1, и начинается засветка голограммы. На матр1гчный фотоприем- ньш блок 4 проецируется восстановленное изображение с гoлoгpa мы и опознавательный знак.

Длительность засветки определяется автоматически при помощи центрального электрода, работающего в режиме плавающего затвора и обеспечивающего . считывание суммарного заряда по строке. Этот сигнал с второго выхода 5 фотоприемного блока 4 поступает в блок 6 Т равления (вход 1) и обнуляется триггер 8, что вызывает выключение блока 5 , запускается ждущий генератор 9 и связанный с ним

0

распределитель 10 синхроимпульсов, сигнал с второго выхода блока 6 управления разрешает прохож ение сигналов с первого, второго и третьего выходов формирователя 17 фазовых напряжений на управляющие входы фотоприемного блока 4 и на первьй вход блока выделения информационного фрагмента.

Информация фотоприемного блока 4 построчно сдвигается в выходной регистр, из которого поэлементно выводится в блок 11 выделения информационного фрагмента, в анализатор 26 начала считывания и на пороговый эле- мент 33. В анализаторе 26 начала считывания пороговьй элемент 27 обнаруживает единичный сигнал с выхода фотопрйемного блока 4, пороговьй элемент 33 обнаруживает нулевой сигнал (меньший порогового значения). При нулевом состоянии триггера 28 в анализаторе 26 начала считывания в формирователе 17 фазовых напряжений генератор 19 переключается по сигналу от. счетчика 24, модуль пересчета которого равен количеству элементов с в строке фотоприемного блока 4.

Анализатор 26 начала считывания для регистрации положения опознавательного единичного сигнала, по которому формируется сигнал раз- решения опроса информационного массива. Для организации контроля состояния излучателя необходимо также оценить линейный размер опознавательного знака (количес тво элементов, занимаемое опознавательным знаком, должно быть менее некоторого значе- ния Р). При выводе первого единичного сигнала с фотоприемного блока 4 срабатывает пороговый элемент 27 (при L Lf,op) 5 после чего триггер 28 переключается в состояние , и сиг нал с его прямого цикла, разрешает прохождение через элемент И 36 импульсов с первого выхода формирователя 17 фазовых напряжений., которые осуществляют поэлементный вывод информации из фотоприемного блока 4. Количество единичных выведенных сигналов определяется в счетчике 37, модуль пересчета которого задается равным Р (количеству элементов фото- чувствительной области, занимаемому опознавательным знаком, при котором информа1Д1С1Нные сигналы накладываются друг на друга).

0

0 д г

5

0

Если число импульсов, поступивших на счетный выход счетчика 37, достигло модуля пересчета, то со счетчика поступит сигнал переполнения на S- вход RS-триггеря 38, прямой выход которого является управляющим входом блока 39 индикации Выход из строя излучателя, инверсный вьпсод триггера блокирует прохождение через эле-. мент И 40 сигнала начала считывания- на третий вход формирователя 17 фазовых напряжений. Прием информации блоком 11 вьщеления информационного фрагмента блокируется.

Если число импульсов, поступивших на счетный вход счетчика 37, не выходит из допустимого, то счетчик не вьщаст сигнал переполнения и RS-триг- гер 38 останется в начальном нулевом состоянии. RS-триггер 42 переключается в единичное состояние по первому импульсу с выхода элемента И 36 и свидетельствует о том, что опознавательный знак зарегистрирован. Порого- вьш элемент 33 обнаруживает нулевой сигнал с выхода фотоприемного блока 4 (L Ьпор) и при обнаружении его после опознавательного знака черей элемент И 34 передает сигнал на S- вход RS-триггера 35, с прямого выхода которого сигнал проходит через элемент И 41 при условии единичного состояния RS-триггера 42, через элемент ИЛИ 43 на R-вход счетчика 37 и на второй вход элемента.И 40, на первый вход которого поступает разрешающий сигнал с инвер сного выхода RS-триггера 38.

Выход элемента И 40 является управляющим третьим входом начала считывания для формирователя фазовых напряжений. По этому сигналу начинается цикл считывания, он разрешает прохождение управляющих сигналов с генератора 19 через элемент И 32 к блоку 11 выделения информационного фрагмента, а также изменяет в формирователе 17 фазовых напряжений период . переключения генератора 19, так как импульсы от генератора 18 будут проходить через элемент И 20 и счетчик 23 с модулем пересчета, равным количеству элементов строки, на которые проецируется информационный массив. Информационные сигналь; поступают в блок 11 выделения информационного фрагмента, откуда матрица информационных сигналов фрагмента в аналоговой

форме подается иа входы аналого-цифрового преобразователя 12, выходы которого связаны с информационными входами формирователя 13 выходного сигнала, где они суммируются в сумматоре 14, и полученное значение сравнивается с пороговым значением яркости фрагмента. На выходе порогового элемента 15 получается значение, соот- ветствукяцее единичному оптическому сигналу, спроецированному на обработанный фрагмент фотоприемного блока 4, которое поступает на вькод устройства по синхроимпульсу от 1 выхо- да распределителя 10 синхроимпульсов По окончании опроса фотоприемного блока 4 выдается сигнал о конце цикл который-вырабатывается в счетчике 25, модуль пересчета которого равен количеству строк в фотоприемном блоке 4, и поступает в блок 6 управления на вход узла 7 запуска, после чего цикл работы устройства повторяется.

Формула изобретения

Голографическое запоминающее устройство, содержащее сканирующий излучатель, оптически связанный через последовательно расположенные коллиматор и носитель голографической информации с матричным фотоприемным блоком блок накачки, выход которого подключен к входу сканирующего излучателя, блок вьщеления информационного фрагмента, информационный вход которого соединен с первым информационным выходом матричного фотоприемного блока, управляющий выход которого подключен к управляющему входу анализатора начала считывания, выход блока вьщеле- ния информационного фрагмента подключен к входу аналого-цифрового пре- образователя, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам формирователя выходного сигнала, выход которого является информационным выходом голографическо- го запоминающего устройства, второй информационный выход матричного фо- топриемного блока подключен к входу сигнала окончания считывания блока управления, первый выход которого

подключен к управляющему входу формирователя фазовых напряжений, второй выход - к первым входам элементов И с первого по третий, инверсный

выход анализатора начала считывании подключен к входу задания ре-жима формирователя фазовых напряжений, управляющие выходы которого с первого по третий подключены соответственно к вторым входам элементов И с первого по третий, четвертьм управляющий выход формт-фователя фазовых напряжений подключен к первому входу четвертого элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому и второму управляющим входам матричного фотоприемного блока, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к пepвo гy и второму управляющим входам блока выделения информационного фрагмента, четвертый управляющий выход формирователя фазовых напряжент подключен к входу сигнала сброса блока управления, вход Пуск которого является входом Пуск голографичес- кого запоминающего устройства, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элементы И с пятого по восьмой, RS-триггеры с первого по третий, счетчик и пороговый элемент, прз-гчем первый информационньй выход матричного фотоприемного блока подключен к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен с выходом источника порогового напряжения, выход порогового элемента подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом анализатора начала считывания, выход шестого элемента И подключен к S-входу второг го RS-триггера, первый вход пятого элемента И соединен с первым управляющим выходом форм1фователя фазовых напряжений, второй вход пятого элемента И соединен с третьим выходом анализатора начала считывания, выход пятого элемента И подключен к S-входу счетчика, выход которого подключен к S-входу первого RS-триггера, выход которого является управляющим выходом голографического запоминающего устройства, выход второго RS-триггера подключен к первому входу седьмо- го элемента И, первьпЧ выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ выход которого подключен к R- входу счетчика, выхол, пятого элемента И подключен к S-иходу третьего RS- триггера, выход которого подключен

11

к второму входу седьмого элемента И второй выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого Е5-триггера выход восьмого элемента.И подключен

1499403

12

к второму входу четвертого элемента И и третьему управляющему входу формирователя фазовых напряжений, первый выход блока управления подключен к R-входам первого и третьего RS-триг- геров и второму входу элемента ИЛИ.

Фиг.1