Устройство для выборки оптической информации из массива Советский патент 1992 года по МПК G11C11/42 

8

/

ч|

ю ел

Ю СЛ

Изобретение относится к обработке информации, а именно к средствам извлечения из массива информации, записанной оптическим способом в фотослое на прозрачной основе, и может быть использовано в информационных хранилищах (библиотеках, центрах научно-технической информации), в устройствах извлечения данных постоянной памяти для ЭВМ.

Известна оптическая система памяти с ассоциативно-адресной выборкой информации, содержащая лазер, адресную де- флекторную систему, согласующую оптическую систему, расщепитель лазерного пучка, управляемый транспорант, приз- менные световодные каналы, содержащие управляемые призмы и переключатели поляризации, невзаимный элемент, коллективные объективы, линзовые растры, массив носителей информации в виде кас- сет, содержащих светозаписи и отражающие зеркала, установленные за каждой светозаписью, оптический элемент с полупрозрачной наклонной плоскостью для вывода извлеченной из массива информации, систем управления транспорантом и переключателями поляризации.

Недостатком известной оптической системы является ослабление лазерного луча при его расщеплении перед управляемым транспорантом, его одновременном рассредоточении по всей .поверхности светозаписи и при отсутствии системы усиления.

Известно поликубическое оптическое запоминающее устройство, содержащее ла- зер, систему развертки лазерного луча, состоящую из первого линзового расширителя луча, двухкоординатного многоступенчатого дефлектора, управляемого цифровой задающей системой, формирую- щей на выходе из дефлектора изображения, подлежащие записи, второго линзового расширителя канала с развернутым лазерным лучом, из первого расщепителя луча, систему фокусирующих линз, второго пол- икубического расщепителя пучка, на выходных плоскостях поликубической системы установлены запоминающие матрицы, кристаллы памяти.

Недостатками известного оптического запоминающего устройства являются ослабление лазерного луча в результате последующего расщепления в первой, второй расщепляющих системах при отсутствии системы усиления и оставление без разработ- ки способа вывода записанной информации из массива матриц.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выборки оптической информации из массива, содержащее лазер, адресный дефлекторный блок, выходы которого оптически связаны с оптическими входами блока хранения информации, включающего носитель информации, содержащий кадры информации, группу призмен- ных световодов, оптически связанных со световодом, выход которого является оптическим выходом блока хранения информации, оптический вход каждого призменного световода через соответствующий кадр носителя информации оптически связан с выходом узла освещения кадра, вход которого оптически связан с выходом гибкого световода, вход которого является одним из оптических входов блока хранения информации, выход световода оптически связан с входом первого призменного светоделителя, блок накачки, первый выход которого связан с входом лазера, а второй выход - с входом квантового усилителя, блок обращения волнового фронта, второй и третий призменные светоделители, где первый выход первого призменного светоделителя оптически связан через квантовый усилитель с блоком обращения волнового фронта, а второй выход первого призменного светоделителя оптически связан с входами второго и третьего призменных светоделителей, выходы которых являются оптическими выходами устройства.

Недостатками известного устройства для выборки оптической информации из массива, являются ослабление лазерного луча на подсветке им кадров носителей информации.в результате его одновременного рассредоточения по всей поверхности подсвечивающего элемента и кадра носителя информации, а также энергетические потери пучка на поворачивающих гранях свето- делительных призм в светородных каналах при выводе информации из массива,

Цель изобретения-снижение энергетических потерь лазерного луча в устройстве.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем лазер, адресный дефлекторный блок, выходы которого оптически связаны с оптическими входами блока хранения информации, включающего носитель информации, содержащий кадры информации, группу призменных световодов, оптически связанных со световодом, выход которого является оптическим выходом блока хранения информации, оптический вход каждого призменного световода через соответствующий кадр носителя информации оптически связан с выходом узла освещения кадра, вход которого оптически связан с выходом гибкого световода, вход которого является одним из оптических входов блока хранения информации, выход световода оптически связан с входом первого призмен- ного светоделителя, блок накачки, первый выход которого связан с входом лазера, а второй выход - с входом квантового усилителя, блок обращения волнового фронта, второй и третий призменные светоделители, где первый выход первого призменного светоделителя оптически связан через квантовый усилитель с блоком обращений волнового фронта, а второй выход первого призменного светоделителя оптически связан с входами второго и третьего призмен- ных светоделителей, выходы которых являются оптическими выходами устройства, в устройство между лазером и адресным дефлекторным блоком введен линзовый расширитель луча, двухкоординатный многоступенчатый дефлектор с автоматическим задающим блоком, причем первый выход лазера оптически связан с входом линзового расширителя луча, выход которого оптически связан с входом двухкоординатного многоступенчатого дефлектора, выход которого оптически связан с входом узла сжатия канала с развернутым лазерным лучом, выход которого оптически связан с входом адресного дефлекторного блока, узел освещения кадра выполнен в виде линзовой системы расширения канала с развернутым лазерным лучом, состоящей из входной и выходной линз, вход в которую является выходом гибкого светодиода, соединенного с выпуклой частью малой линзы, а выходом является большая линза, выполненная в форме полусферы, плоская сторона которой прилегает к плоскому полупрозрачному зеркалу, прилегающему другой стороной к кадру носителя информации, призменные световоды выполнены в виде управляемых электрическим полем поляризационных призм, электрические входы которых подключены к выходам адресного блока переключения поляризации, управляющий вход которого электрически соединен с управляющим входом адресного дефлекторного блока.

На фиг. 1 изображена общая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - блок хранения информации, разрез; на фиг. 3 и 4 - разрезы А-А и Б-Б на фиг. 2 соответственно; на фиг. 5 - фрагмент блока хранения информации, вертикальный разрез; на фиг. 6 - фрагмент микрофиши.

Устройство для выборки оптической информации из массива (фиг. 1) состоит из блока 1 накачки, выход которого оптически связан с входом в лазер 2, выход которого оптически связан с входом в линзовый расширитель 3 луча, выход которого оптически связан с входом в двухкоординатный многоступенчатый дефлектор 4, управляемый автоматической задающей системой 5, выход дефлектора 4 оптически связан с входом в

узел 6-сжатия канала с развернутым лазерным лучом, выход которого оптически связан с входом в адресный дефлекторный блок 7, управляемый электрическим блоком 8, последний одновременно электрически

0 управляет адресным блоком 9 переключения поляризации, выходы блока 7 связаны оптически, а блока 9 - электрически с соответствующими входами блока 10 хранения информации (на фиг. 1 обозначен пункти5 ром), выход которого оптически связан с входом в первый призменный светоделитель 11, за которым последовательно расположены квантовый усилитель 12 и блок обращения волнового фронта (нелинейное

0 зеркало) 13. Второй выход первого призменного блока светоделителя 11 оптически связан с вторым 14 и третьим 15 призмен- ными светоделителями, имеющими выходы из устройства на воспроизводящее, фикси5 рующееи считывающее (для ЭВМ) устройства (не изображены).

Блок 10 хранения информации содержит индивидуальные гибкие световоды 16, оканчивающиеся в линзовых расширителях

0 канала 17с развернутым лазерным лучом (узлах освещения кадра), имеющих малую входную линзу 18 и болыцую выходную линзу 19, выполненную в форме полусферы. Плоской стороной линза 19 прилегает к пло5 скому полупрозрачному зеркалу 20, которое другой стороной прилегает к кадру 21 носителя информации, в свою очередь прилегающему другой стороной к поляризационной призме 22, имеющей управляемую электри0 ческим полем поворачивающую лучи грань 23. Последовательно расположенные под кадрами 21 управляемые призмы 22 образуют световодные пути с выходом 24 из блока 10 хранения информации. Блок 10 содержит

5 индивидуальные электрические линии 25 связи, оканчивающиеся в электродах 26 управляемых поляризационных призм 22. Блок 10 состоит из плоских элементов (фиг. 2), расположенных по горизонтали и верти0 кали. В каждом элементе призмы 22 образуют внутренние световодные каналы 27 с оптическими выходами в краевые каналы 28, также состоящие из управляемых поляризационных призм. Каналы 28 имеют опти5 ческие выходы в общие каналы 29, состоящие из сплошных призм с выходом 24 из блока 10. Соседние элементы, расположенные в слоях блока по горизонтали, соединены световодными каналами 30, состоящими из призм. Элементы, расположенные в слоях блока по вертикали, соедийены световодными каналами 31 (фиг. 5), состоящими из управляемых поляризационных призм 22 и имеющими оптический выход 32 в слой, расположенный сверху (фиг. 2)..

В качестве носителей информации в элементах блока использованы микрофиши (фиг. 6), которые содержат кадры 33 и визуально читаемый текст 34, предназначенный для облегчения монтажа. Каждый элемент в блоке состоит из двух микрофиш, между которыми заключены управляемые поляризационные призмы 22 (фиг. 3 и 4).

В качестве автоматической задающей системы 5 (фиг. 1) для даухкоординатного многоступенчатого дефлектора 4 развертки может быть использован, например, генератор пилообразого напряжения.

В качестве линзовых систем 3 и 17 расширения и сжатия 6 канала с лазерным лу- чом может быть использована одна из известных афокальных линзовых систем по схеме Кеплера или Галлилея.

Устройство работает следующим образом.

На пульте 8 управления (фиг. 1) набирается код кадра с нужной информацией. При этом поступающий от лазера 2 через линзовый расширитель 3 луч поступает в двухко- ординатный многоступенчатый дефлектор 4, где при автоматической подаче от задающей системы 5 колеблющегося по величине напряжения происходит развертка лазерного луча во времени и пространстве, при которой на выходе из дефлектора лазерный луч последовательно обегает все точки определенной плоскости, формируя визуально чистое световое поле. По выходе из дефлектора 4 канал с развернутым лазерным лучом сжимается линзовой системой 6, что необходимо для последующего его направления в гибкие световоды. Сжатый канал с лазерным лучом поступает в адресный дефлекторный блок 7, откуда, по заданному блоком 8 адресу, через один из оптических выходов дефлектора 7 и один из оптических входов блока 10 хранения информации, по индивидуально определенному гибкому световоду 16 луч поступает в линзовую систему 17, через входную линзу 18. При этом на выходной плоскости линзы 19 канал с развернутым лазерным лучом расширяется до размеров, достаточных для освещения кадра 21 с извлекаемой информацией, к которому развернутый луч поступает через по- лупрозрачное зеркало 20.

Информация, запечатленная на кадре 21, поступает на управляемую поляризационную призму 22. Одновременно с дачей команды адресному дефлекторному блоку 7

блок 8 управления выдает адресную команду блоку 9 переключения поляризации, от которого через определенные выходы блока 9 и входы блока 10 по индивидуально определенной группе электрических линий 25 связи на электроды 26 управляемых поляризационных призм 22, в том числе на ту, в которую поступил луч с извлекаемой информацией, поступает электрическое напряжение, обеспечивающее необходимые повороты развернутого луча с изображением при следовании его по призменным све- товодным каналам 27-29 (фиг. 2) и вывод извлекаемой из массива информации через выход 24 из блока хранения информации. Из выхода 24 лазерный луч с информацией через призму 11 (фиг. 1) проходит в квантовый усилитель 12, а затем в блок 13 обращения волнового фронта, где на нелинейном зеркале волновой фронт луча отражается, вновь проходит квантовый усилитель 12 и по известному свойству обращаемого волнового фронта возвращается к исходной точке, к полупрозрачному зеркалу 20 блока хранения информации, от которого отражается вновь, повторяет путь к нелинейному зеркалу 13. Многократно проходя через кадр с извлекаемой информацией и квантовый усилитель лазерный луч с извлекаемой информацией усиливается и через второй выход призменного светоделителя 11, через светоделители 14 и 15 выходит из устройства для дальнейшего воспроизведения, фиксирования или считывания.

Формул а изобретения Устройство для выборки оптической информации из массива, содержащее лазер, адресный дефлекторный блок, выходы которого оптически связаны с оптическими входами блока хранения информации, включающего носитель информации, группу призменных световодов, оптически связанных со световодом, выход которого является оптическим выходом блока хранения информации, оптический вход каждого призменного световода через соответствующий кадр носителя информации оптически связан с выходом узла освещения кадра, вход которого оптически связан со световодом, вход которого является одним из оптических входов блока хранения информации, выход призменного световода оптически связан с входом первого призменного светоделителя, блок накачки, первый выход которого связан с входом лазера, а второй выход - с входом квантового усилителя, блок обращения волнового фронта, второй и третий призменные светоделители, первый выход первого призменного светоделителя оптически связан через квантовый

усилитель с блоком обращения волнового фронта, а второй выход первого призменно- го светоделителя оптически связан с входа- ми второго и третьего призменных светоделителей, выходы которых являются оптическими выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью снижения энергетических потерь лазерного луча в устройстве, в устройство между лазером и адресным дефлекторным блоком введен линзовый расширитель луча, узел сжатия канала с развернутым лазерным лучом, .двухкоординатный многоступенчатый дефлектор с автоматическим задающим блоком, адресный блок переключения поляризации, лазер оптически связан с входом линзового расширителя луча, выход которого оптически связан с входом двухкоординатного многоступенчатого де0

5

флектора, выход которого оптически связан с входом узла сжатия канала с развернутым лазерным лучом, выход которого оптически связан с входом адресного дефлекторного блока, узел освещения кадра состоит из входной и выходной линз, выходная линза выполнена в форме полусферы, плоская сторона которой прилегает к плоскому полупрозрачному зеркалу, которое оптически связано с кадром носителя информации, призменные световоды выполнены в виде управляемых электрическим полем поляризационных призм, электрические выходы которых подключены к выходам адресного блока переключения поляризации, управляющий вход которого электрически соединен с управляющим входом адресного дефлекторного блока.

17

16

18 1//О

А-А

1 1 1

Изобретение относится к обработке информации, а именно к средствам извлечения из массива информации, записанной оптическим способом в фотослое на прозрачной основе, и может быть использовано в информационных хранилищах, в устройствах извлечения данных постоянной памяти для ЭВМ. Цель изобретения - снижение энергетических потерь лазерного луча в устройстве. Устройство содержит лазер 2, ад- ресный дефлекторный блок 7, блок хранения информации с носителями, группу призменных световодов, связанных с узлом освещения кадра информации, гибкий световод, три призменных светоделителя, блок 1 накачки, связанный с лазером и квантовым усилителем, блок обращения волнового фронта. Между лазером и адресным дефлек- торным блоком введены линзовый расширитель 3 луча, двухкоординатный многосутпенчатый дефлектор 4 с автоматическим задающим блоком 5, связанным с узлом 6 сжатия канала с развернутым лазерным лучом. Узел освещения кадра выполнен в виде линзовой системы 17 расширения канала с развернутым лучом, вход в которую является выходом гибкого световода116, соединенного с выпуклой частью входной линзы 18, а выходом -линза-19, выполненная в форме полусферы, плоская сторона которой прилегает к полупрозрачному зеркалу 20, контактирующему с кадром 21 информации. Призменные световоды 22 выполнены в виде управляемых электрическим полем поляризационных призм 6 ил. (Л С

/

/

/

/

/

X У У X X

X XX XX

XXXXJC

4AA SЈХАА/УЧ