Голографическое считывающее устройство

(54)(5 УСТРОЙ цу гол через лючен квторойусилителя сферически зеркала, нейтральный н, два фотоприемных ически связанные перлогарифмические усили устройство, блок Ин" оптический кл блока и элект вый и второй тели, реаающе дикации и затНедостатк аии устройства являются ункционэльной схемы, громоздкость ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГННТ СССР ВТОРСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТ 7) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ СЧИТЫВАЮЩЕЕСТВО, содержащее лазер, матри-,ограмм, оптически связаннуюобъектив считывания с первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых соответственно через первый и второй усилители считыВаиия подключены к входам компаратора, блок обработки информации, первый выход которого подключен к блоку отображения, а второй выход блока обработки информации через блок выделения сигнала адреса подключен к блоку сканирования, связанному через механический привод с матрицей голограмм, блок управления, подключенный к тактирующим входам блока обработки Изобретение относится к области вычислительной. техники и может быть испОльзовано в системах накопления и обработки больших .массивов информации, в частности в ЭВМ с голографической памятьюИзвестно устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные лазер, плоские информации и блока выделения сигналаадреса и к управляющим входам первого и второго фотоприемных блоков,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьпиения надежности устройства, в него введены усилитель постоянного тока, блок памяти, инвертор, интегратор, блок компенсацииразброса оптических сигналов, электрооптический модулятор и коммутатор,информационный вход которого соединен с выходом компаратора, а тактирующий - с блоком упрачления, причемпервый вход коммутатора подкблоку обработки информации,через блок памяти - к входупостоянного тока, выход которогонепосредственно соединен с управляющим входом первого усилителя считывания и.через инвертор - с управляющимвходом второго усилителя считывания,подключенного через интегратор иблок компенсации разброса оптическихсигналов к электрооптическому модулятору, который оптически связан с лазером и иатрицей голограмм, управляющие входы блока компенсации разбросаоптических сигналов и блока памятиподключены к блоку управления.низкая надежность считывания информации,В устройстве источником ошибокпри считывании является разброс па 5раметров субголограмм, вызванный каклокальными свойствами записывающейсреды, так и влиянием конкретногохарактера информации (хеминговскоговеса матрицы) на отношение сигнал/ О/шум в восстановленной субголограмме.Наряду с этим в устройстве имеетсяреальная вероятность полной потеристраницы информации при считываниииз-за действия различных дестабилизирующих факторов на систему адресации,. поскольку структура устройстване позволяет производить проверкуадреса считываемой субголограммы.Это приводит к тому, что становится 20возможной считывание голограммы садресом,. не соответствующим заданн,ому.Из известных устройств наиболееблизким по технической сущности к , 25предложенному является голографическое считывающее устройство, состоящее из оптичесКи последовательносвязанных лазера, матрицы голограмм,объектива считывания, связанного спервым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых подключены соот, ветственно через первый и второй уси-лители считывания к входам компаратора, а также блока обработки информации, один из выходов которого соединен с блоком отображения, а другойчерез блок выделения сигнала адреса -с блоком сканирования, связанным через механический привод сматрицей ;40голограмм, при этом тактирующие входы блока обработки информации, блокавыделения сигнала адреса, а такжеуправляющие входы фотоприемных блоковподключены к блоку управления. 45В данном устройстве на каждой субголограмме, кроме основной информации, записывается служебная информа-ция, содержащая ключевое кодовое 50слово (признак адреса субголограммы)и эталон плотности (признак количества информации на данной субголограмме).;Перед началом цикла считывания инфор-.мации адресное ключевое слово, записанное на служебнойчасти субголограммы, считывается вторым фотоприем-,ным блоком и поступает в блок выделения сигнала адреса, гдепроисходит сравнение адреса выбранной субголограммы с заданным.Во время считывания информационной части субголограммы порог срабатывания усилителей считывания регулируется по сигналу второго фотоприемного блока, который считывает эталон плотности, записанный на служебной части субголограммы.Недостатком устройства являетсянизкая надежность из-.за недостаточ- .ной достоверности преобразованияоптической информации в электрическую оПоскольку в реальных фотоприемниках всегда имеет место некоторый разброс параметров и последние неодинаково изменяютоя под действием температуры, в электрическом канале трактасчитывания возникает погрешность вустановке порога срабатывания усили"телей считывания. Далее ввиду тогочто хеминговский вес информациончойстраницы каждой субголограммы естьвеличина случайная, отношение сигнал//шум в оптическом тракте изменяетсяот голограммы к голограмме, поскольку по эталону плотности регулируетсятолько электрический канал,Цель изобретения - повьппение надежности устройства.Для достижения указанной цели вустройство, состоящее из лазера, .матрицы голограмм, оптически связаннойчерез объектив считывания с.первым ивторым фотоприемными блоками, выходыкоторых соответственно через первыйи второй усилители считывания электрически связаны с входами компаратора,блока обработки информации, один извыходов которого соединен с блокомотображения, другой через блок вьделения сигнала адреса - с блоком сканирования, связан через механический,привод с матрицей голограмм, и блокауправления, соединенного с тактирую. -щими входами блока обработки информации, блока выделения сигнала адреса и управляющими входами первогои второго фотоприемных блоков, введены усилитель постоянного тока, блокпамяти, инвертор, интегратор, блоккомпенсации разброса оптических сигналов, электрооптический модулятор икоммутатор, информационный вход которого соединен с выходом компаратораа тактирующий - с блоком управленияЭпричем первый выход коммутатора под5 95 ключен к блоку обработки информации, второй через блок памяти - к входу усилителя постоянного тока, .выход которого непосредственно соединен с управляющим входом первого усилителя считывания и через инвертор - с управляющим входом второго усилителя считывания, подключенного через интегратор и блок компенсации разброса оптических сигналов к электрооптицескому модулятору, который оптически связан с лазером и матрицей голограмм, а управляющие входы блока; компенсации разброса оптических сигналов и блока памяти подключены к блоку управления.На чертеже изображено устройство, содержащее лазер 1, электрооптический модулятор 2, матрицу голограмм 3, объектив считывания 4, первый фотоприемный блок 5, первый усилитель считывания 6, второй фотоприемный блок 7, второй усилитель считывания 8, компаратор 9, коммутатор 1 О, блок обработки информации 11, блок отображения 12, блок компенсации разброса оптических сигналов 13, механический привод 1 4, инвертор 1 5, усилитель постоянного тока 16, блок памяти 17, блок выделения сигнала адреса 18, интегратор 19, блок управления 20, блок сканирования 21,Лазер 1 последовательно оптически связан с электрооптическим модулятором 2, матрицей голограмм 3, объективом считывания 4, первым 5 и вторым 7 фотоприемными блоками, Фотоприемные блоки 5 и 7 через усилители считыва-, ния б и 8 связаны с входами компаратора 9. Выход компаратора 9 соединен с информационным входом коммутатора 10, первый выход которого связан с блоком обработки информации 11, а второй - с блоком памяти 17. Один из выходов блока обработки информации соединен с блоком отображения 12, другой - с блоком выделения сигнала адреса 18, выход которого через блок сканирования 21 и механический привод 14 связан с матрицей голограмм 3. Выход блока памяти подключен к усилителю постоянного тока 1 б, выход которого связан с управляющим входом первого усилителя считывания 6 и инвертором 15. Выход инвертора 15 связан с управляющим входом второго усилителя считывания 8. Управляющие входы блока компенсации .разброса 20126оптических сигналов 13 и блока памяти17 подключены к блоку управления 20,.В данном устройстве блок памяти17 представляет собой совокупность5интегрирующей цепи, буферного усилителя с большим входным сопротивлениемна транзисторе КП 305 Ж и цепи сброса(Разряда) с диодом КД 516,Усилитель постоянного тока - на .микросхеме К 140 УД 8.В качестве инвертора 15 используется операционный усилительК 140 УД 1. Такая же микросхема вдругом включении используется в ка 5честве интегратора 19.Блок компенсации разброса .оптических сигналов 13 собран по схемерегулируемого стабилизатора постоян 20 ного напряжения на транзисторахКТ 603, КТ 808.Электрооптический модулятор 2представляет собой кристалл танталата лития с нанесенными на него про 25 водящими электродами. В кристаллеиспользуется поперечный электрооптический эффект. Полуволновое напряжение модулятора - 120 В.Коммутатор 10 - диодная переключающая схема, лазер 1 - типа ЛГ 1матрица голограмм 3 - фотоноситель(среда записи) с размещенными на немсубголограммамн. Объектив считываниявыпускаемый промьнпленностью оптический прибор с соответствующим фокусным35расстоянием, фотоприемные блоки 5,7 - выпускаемые промышленностьюматричные фотоприемники, усилителисчитывания 6, 8 - операционные. уси 40 лители К 140 УД 1 А, компаратор 9 -на микросхеме КПС 102, блок обработки информации 11 - логическое устройство, включающее пересчетныесхемы, преобразователи кодов и дешиф 45 Ратдры, собрано на микросхемах серийК 155 и К 516. Блок отображения 12дисплей, выпускаемый промьппленностью,типа "Кварц" . Механический привод14 - линейный двигатель,.выпускаемый0 промьппленностью для привода координатографов. Блок выделения сигналаадреса 18 - логическая схема, включающая дешифраторы и сумматоры но модулю два, выполнена на цифровых мж".кросхемах серии 1 55. Блок сканирования 21 - линейная схема генерации импульсов переменной частоты ы амплитуды, обеспечивающая необходимыйрежим работы механического привофа.Собран на транзисторах КТ .603, КТ 903 и линейных микросхемах серии К 18. Блок управления 20 - логический блок,4включающий схемы генерации, пересчета и распределения импульсов, собран на микросхемах серии К 155.Работает устройство следующим образом.( Перед началом цикла считывания с бло ка управления 20, который связан с ЭВМ,по-. ступает код адреса голограммы, подлежащей считыванию, в блок выделения сигнала адреса 18. В блок сканирования 21 поступает команда, по которой 15 блок сканирования управляет работой механического привода 14 таким образом, что матрица голограмм 3 перемещается в позицию, соответствующую заданному адресу, После этого с бло ка управления 20 подается управляющий сигнал на второй фотоприемный блок 7, по которому производится считывание ключевого слоЬа, записанного на служебной части восстановленной субголограммы. Сигнал с второго Фотоприемного блока 7 через второй усилитель считывания 8, компаратор 9 поступает на коммутатор 10. В нормальном положении первый выход коммутато ра 1 0 соединен с его входом в результате открывается путь для сигнала второго фотоприемного блока в блок обработки информации 11 и далее - в блок выделения сигнала адреса 18, 35 где происходит сравнение ключевого адресного слова восстановленной субголограммы с заданным адресом ключе.- вым словом). Если ключевые слова совпадают, с блока управления 20 посту пает команда на блок компенсации разброса оптических сигналов 13, по которой на выходе блока вырабатываетмя напряжение, смещающее рабочую точку электрооптического модулятора452 в область максимальной экстинкции," после чего при наличии разрешающего сигнала как на первом 5, так и на втором 7 фотоприемных блоках фиксиру-; ется величина сигнала на выходе ком паратора 9. Вход коммутатора 10 при этом соединен с вторым выходом; сигнал с компаратора 9 поступает в блок памяти 17, и величина его на выходе данного блока в дальнейшем не меняет . ся в течение всего цикла считывания. По сигналу, хранящемуся в блоке памяти 17, подается корректирующее напряжение на управляющие входы усилителей,считывания 6, 8. При этом корректирующее напряжение на один из усилителей подается через инвертор, надругой - непосредственно, поэтому приизменении величины корректирующегонапряжения происходит изменение коэффициента. усиления одного из усилителей считывания и противоположное изменние коэффициента усиления другогоусилителя. В результате достигаетсябаланс коэффициентов усиления усилителей считывания 6, 8, при которомсигналы на входах компаратора 9 приотсутствии информации на входахфотоприемных блоков 5,имеют одинаковую величину, Далее с блока управления 20 поступает сигнал в блок компенсации разброса оптических сигналов13, по которому рабочая точка электрооптического модулятора 2 смещаетсяна середину линейного участка характеристики, на второй Фотоприемныйблок 7 и первый Фотоприемный блок 5подается разрешающий сигнал. Второйфотоприемный блок при этом производит считывание эталона плотности, повеличине сигнала на выходе которого,поступающего через усилитель 8, интегратор 19 в блок компенсации разброса оптических сигналов 13, вырабатывается корректирующее напряжение,смещающее рабочую точку электрооптического модулятора 2 таким образом,чтобы обеспечить необходимую интенсивность восстанавливающего луча,требуемую для данной субголограммы.После этого происходит считывание информационной части субголограммы припомощи первого Фотоприемного блока 5.После окончания цикла считыванияс блока управления на фотоприемныеблоки 5, 7 подается запрещающий сигнал, на блок памяти - сигнал стирания, на коммутатор 10 - сигнал, покоторому его вход соединяется с первым выходом, а на блок компенсацииразброса оптических сигналов 13 -сигнал, смщающий рабочую точку электрооптического модулятора на середину линейного участка характеристики.Устройство готово к поиску и считыванию следующей субголограммы,В устройстве не предъявляется тре-:,бований к идентичности характеристик,фотоприемных блоков, в частности ксовпадению величин их темновых токови одинаковой их зависимости от температуры, поскольку разброс парамет10 95201 2 СоставительТехред Л. Сердюкова орректор В,Гирняк едактор 0.10 рк Тираж 343 Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8 ВНИИПИ Г водственно-издательский комбинат Патент , г,ужгород, у . Р1 1 17 л. Гага ина 10 Пр ров автоматически компенсируетсяизменением баланса коэФфициентов усиления первого и второго усилителейсчитывания, осуществляемым по сигналуна выходе компаратора в момент отсутствия оптических сигналов на входахФотоприемных блоков. Внешние факторы,которые одновременно действуют какна первый, так и на второй Фотоприемные блоки, также не оказывает влиянияна работу устройства, поскольку ихдействие в конечном счете сводится кизменению соотношения сигналов на выходах фотоприемных блоков, которыетакже компенсируются сигналом, подаваемым с усилителя постоянного токана управляющие входы усилителей считывания. Уменьшение вероятности1ошибки и соответствующее повышение надежности устройства осуществляется также за счет того, что каждой субголограмме с определенной плотностью записи и хеминговским весом страницы информации соответствует интенсивность восстанавливающего луча, обеспечивающая максимальное отношение сигнал/шум в оптическом канале.Таким образом, устройство позволяет устранить влияние разброса параметров фотоприемных блоков, а также осуществить адаптацию интенсивности восстанавливающего луча по хеминговскому весу страницы информации.