(54) ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
1
Изобретение относится к оптике и вычислительной технике и может быть использовано при построении линзово-растровых оптических запоминающих устройств (ЗУ) большой информационной емкости.
Известны линзово-растровые оптические ЗУ, содержащие коммутируемый источник света, линзовый регистр или систему из линзовых растров, фотографический носитель информации и блок фотоприемников IJ.
Наиболее близко по техническому решению к изобретению оптическое долговременное запоминающее устройство, содержащее размещенные на одной оптической оси коммутируемый источник света, коллиматорный объектив, передняя фокальная плоскость которого совмещена с экраном источника света, линзовый растр, размещенный за объективом перпендикулярно оптической оси ЗУ, носитель информации, размещенный за линзовым растром в его (|)окальной плоскости, н подключенный к носителю информации блок фотопрИемников (2).
Недостатком известных устройств является малая светосила оптической части, обус« ловливающая необходимость использования мощных источнико в.
Цель изобретения - снижение потребляемой мощности за счет уменьшения световой энергии при записи и считывани информации.
Поставленная цель достигается тем, что оптическое запоминающее устройство, содержащее коммутируемый источник света и последовательно расположенные и оптически связанные коллиматорный объектив, линзовый растр, носитель информации и блок фотоприемников, содержит зеркальный
10 объектив, например, вогнутой формы, расположенный перед коллиматорным объективом, в центральной части которого выполнено отверстие, в котором установлен коммутируемый источник света, оптически связанный с зеркальным объективом.
5 На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит коммутируемый источник I света, коллиматоряый объектив 2, экран 3 коммутируемого источника света I,
2Q переднюю фокальную плоскость 4 коллиматорного объектива 2, главную оптическую ось 5 ЗУ, зеркальный объектиг 6, например, вогнутой формы, мнимое изображение 7 экра на 3 источника света I, фокус 8 зеркаль744725
3
ного объектива, вершину 9 зеркального объектива, линзовый растр 10, носитель II информации (светочувствительный), отдельные микрокадрь 12 информации, группу 13 .кадров, пластину 14 из оптических световодов, отдельные оптические световоды 15, блок 16 фотог1риемНИКОВ, общие выходы. 17 группы фотоприемников, блоки 18 и 19 управления, входы 20 и 21 v3y.
Коммутируемый источник 1 свита вмонтирован в отверстие,центральной части коллиматорного объектива 2 и повернут своим экраном 3 в сторону передней фокальной плоскости 4 объектива 2, при этом центр источника света совпадает с оптической осью 5 кбллиматорногр объектива 2, который является также главной оптической ос1)Ю ЗУ. Перед объективом 2 и источником 1 света установлен обращенный отражающей поверхностью в сторону источника света вогнутый зеркальньш объектив 6, например, сферической или параболоидальной формы, настроенный так, что увеличенное мнймое изображение 7 экрана 3 источника света подучается в фокальной плоскости, коллиматорного объектива 2, при этом экран 3 источника I света оказывается размещенным в пространстве между фокусом 8 зеркального объектива б и верщиной 9 этого объектива. За объективом 2 по ходу световых лучей размещен линзовый растр 10, придвинутый возможно ближе к коллиматорному объективу. Поверхность растра перпендикулярна оптической оси ЗУ. За линзовым растром 10 в его фокальной плоскости размещен светочувствительный носитель II информации с двоичньши данными, записанными Ца нем в .виде отдельных микрокадров 12. В качестве носителя 11 информации может быть использован любой подходящий по чувствительности носитель информации, например фотографический носитель информации для ЗУ постоянного ти.па, фртохромный или магнитооптический носитель информации для ЗУ оперативного типа. На носителе информации принят способ представ: ления двоичных знаков, при котором коду «I соответствует, например, наличие прозрачного, пропускающего свет участка в условленном месте, коду «О - отсутст ше прозрачного участка в условленном месте. Каждый микрокадр 12 носителя информации представляет собой отображение на нем «света и «тени, создаваемое источником 1 cEieTa при записи д1зоичиых данных. Количество двоичных знаков одного микрокадра равнб тСоЛгГчёству нёзгГвЙсимых световых позиций, формируемых источником 1 света. Каждой позиции светового пят иа на экране источника I светла Cbdtffefствуст свое место в каждом микрокадре 12 носителя 11 информации, куда она проектируется посредством зеркального объектива 6, коллиматорного объектива 2 и линзового растра 10. Все информационно поле носителя разбито на группы 13 кадров, каждая
,:,-,Мад/..-..,|;
4
из которых содержит однои.менные разряды всех хранимых в ЗУ чисел, например все первые разряды всех хранимых в ЗУ чисел, все вторые разряды всех хранимых в ЗУ чисел и т. д. Микрокадры, относящиеся к одной
rjpynne кадров, размещены на носителе вместе, один около другого, как это показано на чертеже. К носителю 11 информации подключена контактно пластина 14, состоящая из отдельнь1Х для каждого микрокадра оптических световодов 15. При этом, каждый микрокадр 12 носителя информации подключен всеми своими двоичными разрядами к одному, соответствующему ему световоду плас-. тины 14, К каждому световоду плас.тины 14 подключен, также контактно, один соответств.ующий ему фотоприемник блока 16 фотоприемников, например один фотоэЛектронныи умножитель (ФЭУ). Выходы фотоприемников, подключенных к одной информационной области носителя информации, объединены и образуют один общий выход 17
группы фотоприемников. К коммутируемому источнику 1 света и к блоку 16 фотоприемников подключены соответственно бло7{ 18 и блок 19, являющиеся, блоками управления ЗУ; Входа м.к ЗУ являются кодовые щины 20 и 21 адреса, выходами - объединенные выходы 17 блока фотоприемников.
Источник 1 света и з еркальный объектив 6 установлены друг относительно друга так, что мнимое изображение экрана источника света, создаваемое зеркальцым объектиBOM, получается в фокальной плоскости коллиматорного объектива 2. Поэтому в этой схеме при записи и считывании данных для оптической части ЗУ сохраняются те же условия работы, что и в известном устройстве.
,,. , . .. ;При считывании данных, в зав.исимостя. от ДВОИЧНОГО кода адреса, поступиви его на Ьины 20, высвечивает та или ийая.позиция . экрана источника I света, пространственное размещение которой соответствует поступивщему на щины 20 коду адреса. Зеркальный объектив 6 создает в фокальной плоскости 4 объектива 2 мнимое изображение высветившей световой позиции, повторяюш.ей зеркальное размещение световой позиции на экране источника 1 света. Отраженные от зеркального объектива 6 световые лучи поступают в объектив 2, за которым возникает поток параллельньтх световых лучей, наклон которых пЬ отнощенню к оптической .оси ЗУ соответствует пространственН0му размещению включенной световой позиции. Растр 10 расщепляет поступивщий на его вход поток световых лучей и фокусирует эти лучи по заданному адресу на поверхность носителя информации одновременно во всех микрокадрах. При этом, в тех микрокадрах, где по заданному адресу за- , писаны «1, свет проходит через носитель нкформацйй ипо световодам 15 пластины 14 поступает на входы фотоприемников блока б. Там же, где по выбранному адресу в микрокадрах записаны , свет на входы фотоприемников не проходит. Блок 19 осуществляет дог1олнительную выборку данных в блоке 16 фотоприемников и в зависимости от поступившего на его входы 21 двоичного кода адреса включает тот или иной фотоприемник в каждой группе фотоприемников блока 16. Там, где на входы включенных фотопрнемников поступает С1вет, на соответствующих этим фотоприемникам выходах .17 появляются импульсы напрйжёния, так же, где на входы включенных фотоприемников свет не поступает, на соответствующих этим фотоприемникам выходах 17 импульсы напряжения не появляются.
Для описанной схемы ЗУ справедливо отношение у .
где X расстояние от мнимого изображения 7 экрана источника света 3 до вершины 9 .зеркального объектива 6, h - расстояние от вершины 9 зеркального объектива 6 до экрана 3 источника света I, f-фокусное расстояние зеркального
объектива 6.
Так как BorHyfbie зеркальные объекти.вы дают мнимое изображение предмета лишь Нри условии, когда изображаемый предмет размещен в пространстве между фокусом объектива и его вершиной, -г - всегда меньше едикиць, а - - больше единицы. Следовательно, длина оптической части устройства, начало которого размещено в вершине 9 з1еркального объектива 6, всегда будет более чем в 2 раза меньще длииы оптической части известного устройства, начало которого размещено за фокальной плоскостью 4 коллиматорного объектива 6. Указанное обстоятельство и обеспечивает уменьшение, так же не менее чем в 2 раза габаритов и, соответственно, геометрического объема ЗУ.
Увеличение светосилы оптической части ЗУ вытекает из того, что внешний телесный угол И, опирающийся на некоторую воображаемую плоскость АА и охватывающий световой поток, поступающий в коллиматорный объектив по схеме известного ЗУ, значительно меньше внутреннего телесного угла й, опирающегося на ту же плоскость АА и охватывающего поток световых лучей, поступающи.х в коллийаторный объектив в предлагаемой схеме ЗУ.
Практически оптическая часть ЗУ может быть настроена так, чтобы почти весь световой поток,ис.чодягций от коммутируемого источника света, за исключением потерь при отражении от зеркальной поверхности и незначительной части светового потока, прикрываемого в центральной части коллиматорного объектива коммутируемым источником света, которая в реальных схемах ЗУ составит не более 1% от общего светового излучаемого источником света, попадал в
коллиматорный объектив. Поэтому светособирательиая способность такого ЗУ может достигнуть 80-90%, что позволит перейти к применению в ЗУ менее светочувствительных, чем фотографические носители информации постоянного типа, оперативных носителей информации, например, типа фотохромных или магнитооптических носителей информации, и создавать таким образом линзово-растровое оптическое оперативное ЗУ, увеличить при заданной мощности
источника света объе;м памяти и быстродействие ЗУ.
. Формула изобретения
Оптическое запоминающее устройство, содержа1дее коммутируемый источник света и последовательно расположенные и оптически связанные коллиматорный объективлинзбвый растр, носитель информации и
блок фотоприемникоВ( отличающееся тем, что, оно с целью снижения потребляемой , мощности за счет уменьшения световой энергии при записи и считывании информации содержит зеркальный объектив, например, вогнутой формы, расположенный перед коллиматорным объективом, в центральной части которого выполнено отверстие, в котором установлен коммутируемый источник света, оптически связанный с зеркальным объективом.
Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе 1. Драчев Л. А., Кан А. 3. и др. Некоторые итоги разработки макета растрового фотографического долговременного ЗУ. Сборник тезисов докладов научно-технического совеШанИя по развитию и соверщенствованию ЗУ для ЭВМ, Ленинград, 21-22 октября 1971. ,
«2. Авторское свидетельство СССР №600612, кл. О 11 С 13/04, 1975 (прототип).
