Преобразователь изображения Советский патент 1991 года по МПК G02F1/135 

Изобретение относится к оптоэлектро- нике, так как связано с обработкой и преобразованием оптической информации и может найти широкое применение в автоматике, вычислительной технике, телевидении и голографии.

Известен преобразователь изображения, выполненный в виде структуры: входной прозрачный электрод, первый слой диэлектрика, высокоомный фоточувствительный полупроводник, обладающий линейным электрооптическим эффектом, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный проводящий электрод. Запись изображения в этом устройстве осуществляется при воздействии света, к которому чувствителен высокоомный фоточувствительный полупроводник, через входной прозрачный проводящий электрод по всей рабочей поверхности полупроводника при приближении к электродам внешнего напряжения. Регистрируемое изображение хранится в виде зарядного рельефа на границе раздела полупроводник - диэлектрик. Считывание записанного изображения проводится полязированным нейтральным для полупроводника светом в режиме на просвет за счет электрооптического эффекта в полупроводнике.

Недостатком этого устройства является обработка и преобразование регистрируемых обьектов по яркости серого тона в черно-белом или монохроматическом изображении. В результате на преобразованном изображении цветной объект обесцвечивается, а его цветовые оттенки и детали исчезают вообще. Кроме того, для обеспечения разрешающей способности и контраста изображения необходимо приложение высоких рабочих напряжений ввиду больших полуволновых напряжений в ис

О 00

ел

00

о

пользуемых электрооптических кристаллах (обычно это кристаллы типа силленита).

Наиболее близким техническим решением является преобразователь изображения, выполненный в виде структуры входной прозрачный электрод, первый слой диэлектрика, высокоомный фоточувствительный полупроводник, светоизолирую- щий слой, диэлектрическое зеркало, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный электрод. В данном устройстве регистрации изображения проводится в фоточувствительном полупроводнике, а его считывание с помощью электрооптического (жидкого) кристалла. Регистрируемое изображение в виде зарядового рельефа находится на границе раздела фоточувствительный полупроводник - диэлектрик. При использовании в таком преобразователе изображения ори- ентационных (полевых) эффектов в жидких кристаллах можно управлять изменением фазовой задержки в широких пределах. Это позволяет создавать отображающие устройства с псевдоцветным изображением, когда определенному уровню яркости серого тона в исходных изображениях соответствует определенный цвет в преобразованных изображениях.

Недостатком этого устройства является низкий контраст преобразованного изображения.

Целью изобретения является повышение контраста изображения.

Для этого слои диэлектрика выполнены в виде Планерной матрицы дискретных микроотверстий, в которых периодически расположены наборы светофильтров, при этом в обоих слоях диэлектриков пространственные координаты светофильтров с одинаковыми спектральными характеристиками совпадают.

Записывающий свет спектрального состава ДАн достигает поверхности фоточувствительного полупроводника, вызывая в нем генерацию информационных носителей заряда только на участках матрицы под соответствующими данной длине волны фильтрами, В результате дискретного разложения спектра записывающего света путем фильтрации совокупностью цветных фильтров в первом диэлектрическом слое происходит преобразование спектра записывающего света s соответствующий ему зарядовый рельеф в объеме фоточувствительного полупроводника. Это приводит к. модуляции падений напряжения на соответствующих данной длине волны участках матрицы второго диэлектрического слоя, совмещенных с идентичными участками первого диэлектрического слоя. Под действием считывающего поляризованного света в режиме На отражение на выходе цветофиль- тровой матрицы второго диэлектрического

слоя формируется цветное изображение, в точности соответствующее исходному регистрируемому изображению.

На фиг. 1 представ г ем а схема преобразователя изображения; на фиг. 2 - фрагмент

поперечного сечения диэлектрического слоя.

Преобразователь (фиг. 1 и 2) содержит записывающий свет 1 в диапазоне длин волн ДАо1, транспарант 2, промодулированное после транспаранта излучение 3 ДАн, входной прозрачный проводящий электрод 4, первый слой диэлектрика 5, слой фоточувствительного высокоомного кристалла 6, светоизолирующий слой 7, диэлектрическое зеркало 8, слой электрооптического кристалла 9, второй слой диэлектрика 10, выходной прозрачный проводящий электрод 11, считывающий свет 12 спектрального состава ДАоа, анализатор 13, промодулированный по интенсивности считывающий свет 14 AAia, источник 15 внешнего напряжения, светофильтры 16- 18.

Преобразователь изображения работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии записывающей подсветки 1 (фиг. 1) со спектром длин волн ДДо1 напряжение Uo, приложенное к структуре, делится на слоях

фоточувствитеяьного кристалла 6 и электрооптического кристалла 9 обратно пропорционально их емкостям,

Запись транспаранта 2 осуществляется только со стороны слоя первого дииэлектрика 5 активным для высокоомного фотонувст- вительного кристалла 6 светом 1 спектрального состава ААсл при приложенном к структуре внешнем напряжении Uo, Промодулированный по интенсивности в соответствии с прозрачностью транспаранта записывающий свет 3 спектрального состава ДАп проходит через входной прозрачный электрод 4 и достигает слоя первого диэлектрика 5, который выполнен в виде

пленарной матрицы микроотверстий, в которых расположены светофильтры 16-18 (в данном случае совокупность фильтров состоит из трех элементов, при необходимости можно выбрать другое их количество,

при этом изменится разрешающая способность устройства). Каждый элемент совокупности фильтров прозрачен для строго определенной длины волны. Поэтому на выходе слоя первого диэлектрика записывающий свет оказывается разложенным по спектру в соответствии с цветом материалов фильтров, а распределение его интен- сивностей по площади определяется прозрачностью транспаранта и цветофиль- трое.

Свет, прошедший слой первого диэлектрика, попадает на полупроводник, в котором происходит генерация информационных носителей заряда. Концентрация ге- нерированных носителей заряда под каждым светофильтром 16-18 определяется распределением интенсивности записывающего сета на их выходе и коэффициентами поглощения, характерны- ми для заданных светофильтрами длин волн.

Под действием приложенного напряжения информационные носители заряда движутся к границе раздела полупроводник - диэлектрик, образуя зарядовый рельеф регистрируемого цветного изображения. Возникновение информационных носителей заряда в полупроводнике 6 при воздействии записывающего света приводит к перерас- пределению (модуляции) падений напряжения на полупроводнике и слоях первого 5 и второго 10 диэлетрикоз,

Считывание скрытого изображения осуществляется постоянно действующим поля- ризованным светом 12, спектральный состав которого ДЛо2 включает и длины волн, характерные для светофильтров. Считывающий свет проходит через анализатор 13 (в качестве анализатора в этом случае может быть использована призма Глана), выходной прозрачный электрод 11 и достигает поверхности слоя второго диэлектрика, в виде планарной матрицы микроотверстий, заполненных материалом периодически расположенных светофильтров. После слоя второго диэлектрика разложенный в спектр поляризованный считывающий свет проходит электрооптический кристалл 9. Достигая диэлектрического зеркала 8 и отражаясь от его поверхности, он выходит из структуры через выходной прозрачный электрод 11. Для исключения попадания считывающего света в фоточувствительны и полупроводник 6 через диэлектрическое зеркало 8, которое привело бы к размазыванию изображения, и развязки каналов записи и считывания использован светоизолирующий слой 7.

На выходе каждого участка структуры считывающий свет промодупировзн по фазе в соответствии с распределением падений напряжения по участкам площади фоточувствительного полупроводника, соответствующим распределению концентрации информационных носителей заряда. Промо- дулированный по фазе считываний свет с помощью анализатора 13 преобразуется в модулированный по интенсивности свет 14 спектрального состава AAi2, и регистрируемое изображение транспаранта 2 передается в дальнейшие каналы его обработки. Поскольку светофильтры 16 - 18 в первом и втором слоях диэлектрика совмещены в плоскости изображения, то спектральные составы записывающего света, вызывающего генерацию информационных носителей заряда в полупроводнике 6, и считывающего света после анализатора 13 одинаковы. Поэтому цветовые оттенки воспроизводимого изображения и записываемого совпадают.

Предлагаемый преобразователь позволяет воспроизводить цветное изображение, идентичное регистрируемому. Использование считывающего монохроматического поляризованного света дает возможность расширить шкалу градиента яркости монохроматического изображения, а также выделить его отдельные детали.

Формула изобретения

Преобразователь изображения, содержащий последовательно расположенные входной прозрачный электрод, первый слой диэлектрика, слой высокоомного фоточувствительного полупроводника, светоизолирующий слой, диэлектрическое зеркало, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения контраста изображения, слои первого и второго диэлектриков выполнены в виде планарной матрицы дискретных микроотверстий с периодически расположенными в них наборами светофильтров, при этом в обоих слоях диэлектриков светофильтры расположены так, что пространственные координаты светофильтров с одинаковыми спектральными характеристиками пропускания одинаковы.

/ / J 456 7 8 9 1011

15 h

Un о

/

J2 13 14

/А

п

и

Изобретение относится к оптоэлектро- нике и может найти применение в автоматике, вычислительной технике, телевидении и голографии. Цель изобретения - повышение контраста изображения. В преобразователе изображения, содержащем последовательно расположенные входной прозрачный проводящий электрод, первый слой диэлектрика, слой высокоомного фоточувствительного кристалла, светоизолирую- щий слой, диэлектрическое зеркало, слой электрооптического кристалла, второй слой диэлектрика, выходной прозрачный проводящий электрод, слои диэлектрика выполнены в виде матрицы дискретных микроотверстий с размещенными в них светофильтрами. При этом фильтры одинакового цвета в обоих слоях диэлектрика имеют одинаковые пространственные координаты, 2 ил. Ё

Фиг.1

&

11Ш

Фм.