Оптоэлектронное устройство Советский патент 1993 года по МПК H01L31/04 

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов на твердом теле и может быть использовано в вычислительных системах и для обработки сигналов, в том числе радиолокационных.

Цель изобретения - расширение поля зрения при одновременном уменьшении шумов.

На чертеже показана конструкция опто- электронного устройства.

. Оптоэлектронное устройство выполняется следующим образом. Последовательно устанавливаются линейка светодиодов 1, выполненная в виде непрерывных параллельных полосок, световолоконная шайба 2 с диаметром волокон, меньшим размера

элементов матричного фотоприемника 4, опорная маске 3 и матричный фотоприемник 4. При этом поперечный размер полосок светодиодов кратен размеру элементов матричного фотоприемника 4, а шаг полосковых светодиодов источника излучения не меньше шага элементов матричного фотоприемника 4.

Опорная маска 3 может быть нанесена на чувствительную поверхность матричного фотоприемника 4, который установлен вплотную к выходному торцу световолокон- ной шайбы 2, на поверхность линейки светодиодов 1 либо на один из торцев световолоконной шайбы. Опорная маска 3 может быть выполнена в виде пространстсо о о

ю со

со

венного модулятора света, например, жидкокристаллического, у которого жидкокристаллический слой расположен между поляризаторами.

Примером конкретного выполнения оп- тоэлектронного устройства служит его использование в качестве оптического процессора обработки данных радиолокатора с синтезированной апертурой. На управляющие электроды линейки полосковых светодиодов подается сигнал с фазового детектора локатора. При этом в зависимости от времени поступления сигнала-отклика зоны обзора, сигнал последовательно разворачивается по входам линейки светодиодов, что обеспечивает соответствие излучения полосок линейки светодиодов сигналам-откликам с различных дальностей. Излучение линейки светодиодов 1 проецируется световолоконной шайбой 2 на матричный фотоприемник 4, в данном случае матричный ПЗС-фотоприемник. Так как поперечный размер полосок светодиодов кратен размеру чувствительных элементов матричного ПЗС-фотоприемника, шаг полосковых светодиодов не меньше шага элементов матричного ПЗС-фотоприемника, а диаметр волокон световолоконной шайбы 2 меньше размера чувствительных элементов матричного ПЗС-фотоприемника, то свето- еолрконная шайба достаточно точно передает распределение излучения светодиодов в пространстве и во времени на матричный ПЗС-фотоприемник.

При рав енстве поперечного размера полосок светодиодов размеру элементов матричного ПЗС-фотоприемника, и шага полосковых светодиодов шагу элементов матричного ПЗС-фотоприемника, диаметр световолокон должен быть меньше размера чувствительных элементов матричного ПЗС-фотоприемника по крайней мере в три раза. Если поперечный размер полосок светодиодов кратен (т.е. в п раз больше) размеруэлементов матричного ПЗС-фотоприемника, а шаг полосковых светодиодов кратен шагу элементов матричного ПЗС-фотоприемника, то диаметр световолокон может быть практически равен размеру элементов матричного ПЗС-фотоприемника при п 3.

Световолоконная шайба 2 служит не только для пространственного проецирования излучения линейки полосковых светодиодов, но и для стабилизации теплового режима оптоэлектронного устройства, что обеспечивает значительное снижение шумов выходного сигнала.

Световое распределение излучения после выхода из световолоконной шайбы падаетна опорную маску 3 функция пропускания которой отвечает заданным параметрам геометрии схемы полета носителя с локатором. Это излучение освещает повер- хность матричного ПЗС-фотоприемника. работающего в режиме временной задержки с накоплением и осуществляющего временное интегрирование периодически поступающих световых сигналов и функции

пропускания опорной маски для каждого

дальностного канала. В результате этого процесса на экране монитора, на вход которого подается электрический сигнал со сдвигового регистра матричного ПЗ С-фотоприемника, формируется изображение подстилающей поверхности.

Электронные блоки управления линейки светодиодов 1 и матричным ПЗС-фото- приемником позволяют реализовать

различные режимы их работы, что дает возможность использовать предлагаемое опто.- электронное устройство для проведения разнообразных вычислений, в том числе как вектор-матричный перемножитель.

Разнообразие применения предлагае- мого оптоэлёктронного устройства можно увеличить, используя в качестве опорной, маски управляемый пространственный модулятор света, в частности жидкокристаллический. В настоящее время разработаны жидкокристаллические модуляторы, имеющие 64X64 элементов, которые с успехом могут быть применены для указанных целей.

Преимуществом предлагаемого, оптоэ- лектронного устройства является также возможность использования сборки из нескольких устройств, что обеспечивает увеличения числа каналов корреляционной

обработки и, следовательно, расширение диапазона обрабатываемых дальностей при обработке сигналов радиолокатора с синтезированной апертурой (т.е. расширение поля зрения), так и число шагов

интегрирования, что обеспечивает повышение разрешения по второй координате изображения.

50

Формула изобретения

1.0птоэлектронное устройство, содержащее многоэлементный источник излучения на основе полосковых светодиодов, многоэлементный фотоприемник и бинар- 5 ный растр, размещенный между ними, от.-, личающееся тем, что, с целью расширения поля зрения при одновременном уменьшении шумов, многоэлементный фотоприемник выполнен в виде матрицы, между многоэле.ментными источником

излучения и фотоприемником размещена световолоконная шайба, причем диаметр ее волокон не превышает линейных размеров элементов фотоприемника, а шаг полосно- вых светодиодов источника излучения не меньше шага элементов фотоприемника.

2 .Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что между источником излучения и фотоприемником размещен пространственный модулятор света.

Использование: изобретение относится к области полупроводниковых приборов на твердом теле и может быть.использовано в вычислительных системах и для обработки сигналов. Сущность изобретения: многоэлементный фотоприемник выполнен в виде матрицы. Между многоэлементными источником излучения и фотоприемником размещена световолоконная шайба, причем диаметр ее волокон не превышает линейных размеров элементов фотоприемника, а шаг полосковых светодиодов источника излучения не меньше шага элементов фотоприемника. Между многоэлементными источником и фотоприемником расположен бинарный растр, который может быть выполнен в виде пространственного модулятора света. 1 з.п.ф-лы. 1 ил. (Л С

i