Устройство для преобразования изображений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 8016548 УБЛИН 06 К 9 00 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ(71) Винницкий пол У 21технический инстиин нко и В.В.Мотыг8)и др. Прострсвета. М,: Рад етельство СССР 06 К 9/00, 1987.ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ относится. к автомаьной технике и предда, преобразования аеас(57) Изобретениетике и вычислителназначено для вво Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для ввода, обработки, преобразования и отображения информации.Целью из обретения является упрощение устройства.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока оптических преобразований.Устройство содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен с установочным входом 2 триггера3, вход 4 сброса которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ 5 и 6 и является установочным входом 7 устройства, свеи отображения информации. Целью изобретения является упрощение устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, триггер, два элемента И-НЕ, светоизлучатель, резистор, блок оптических преобразований, введены усилитель яркости изображения, два отражателя света, элемент задержки, объединитель световых потоков, источник светового потока, пространственный модулятор света. Цель достигается также тем, что блок оптических преобразований содержит два делителя световых потоков, один светообъединитель световых потоков и пять оптичес- д ких затворов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. фМ. тоизлучатель 8, анод которого соединен с шиной 9 питания через ограничительный резистор 10, линию 11 задержки, первый и второй преобразователи 12 и 13 уровня напряжения, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второгоэлементов И-НЕ 5 и 6, усилитель 14 яркости изображения, источник 15 светового потока, который через пространственный модулятор 16 света (управляемый траспарант) оптически связан с сигнальным входом усилителя яркости изображения. Пространственный модулятор 16 света имеет управляющие электрические вины 17 -17 причем первая управляющая электрическая шина 17подсоединена к общей165 шине устройства, вторая управляющаяэлектрическая шина 17 подсоединенак выходу первого преобразователя 12уровня напряжения, третья управляющаяэлектрическая шина 17 подсоединенак выходу второго преобразователя 13уровня напряжения и содержит ячейки,объединенные в две группы таким образом, что справа, слева, сверху иснизу от ячейки первой группы расположены ячейки второй группы. Блок 18оптических преобразователей имеет параллельный оптический вход, два параллельных выхода и шесть управляющихэлектрических шин, первый и второйотражатели 19 и 20, объединитель 21световых потоков, имеющий два оптических входа и один оптический выход.Выход усилителя 14 яркости изображения оптически связан с входом блока18 оптических преобразований, первыйвыход является параллельным оптическим выходом устройства, а второй выход через первый и второй отражатели19 и 20 связан с первым входом объединителя 20 световых потоков, второйвход которого является параллельнымоптическим входом устройства, а выход оптически связан с управляющимвходом усилителя 14 яркости изображения,.Блок 18 оптических преобразованийсодержит первый делитель 22 световыхпотоков, имеющий один оптический входи два оптических выхода, второй делитель 23 световых потоков, имеющийодин оптический вход и пять онтических выходов, объединитель 24 световых потоков, имеющий пять оптическихвходов и один оптический выход, пятьоптических затворов 25-29, пять управляющих электрических шин 30-34,восемь отражателей 35-42, причем первый оптический вьиод. первого делителя 22 световых: потоков через первыйоптический затвор 25 связан с параллельным оптическим выходом устройства, а второй оптический выход связанс входом второго делителя 23 световыхпотоков, первый оптический выход второго делителя 23 световых потоковпосредством первого и второго отражателей 35 и 36 через второй оптический затвор 26 связан с первым оптическим входом объединителя 24 световьи потоков, второй оптический выход второго делителя 23 световьи потоков посредством третьего и четвертого отра 48474жателей 37 и 38 через третий оптический затвор 2 связан с вторым оптическим входом объединителя 24 свето-,5потоков, третий оптический выход второго делителя 23 световых потоков посредством пятого и шестого отражателей 39 и 40 через четвертый оптический затвор 23 связан с третьим оптическим входом объединителя 24 световых потоков, четвертый оптический выход второго делителя 23 световьи потоков посредством седьмого и восьмого отражателей 41 и 42 через оптический затвор 29 связан с четвертьм оптическим входом объединителя 24 световых потоков, пятый оптический выход,второго делителя 23 световых потоковсвязан с пятым оптическим входомобъединителя 24 световых потоков,Устройство работает следующим обРазом,В исходном состоянии до началаразвертки на входе 7 установки в исходное состояние присутствует напряжение логического "О", которое поступает на вход 4 установки триггера 3в нулевое состояние, на первые входы элементов И-НЕ 5 и 6 и на катодсветоизлучателя 8. Вследствие этогона прямом выходе триггера 3 присутствует напряжение логического "0",а на инверторном - напряжение логический "1". Так как на.первых входах элементов И-НЕ 5 и 6 присутствуетнапряжение логического "0", то на их вы-ходах присутствует напряжение логической "1", которое поступает навход преобразователей 12 и 13 уров-.4 Ьня напряжения и далее на управляющие электроды 17 и 17 пространственного модулятора 16 света, в основе работы которого лежит электрооптический зфФект в жидких кристаллах.При подаче напряжения логической11" на электроды 17 и 17 слой жидкого кристалла является непроэрачньмдля светового потока источника 15.Если на электроды 17 и 17 у подаетсянапряжение логического "0", то в жид 50.кокристаллическом слое изменяетсяориентация молекул и он пропускаетсветовой поток. Жидкокристаллическийслой заключен между двумя прозрачными электропроводимыми пластинами,)5 причем одна из них соединена с корпусом устройства электродом 17, а1другая разбита на ячейки, объединенные в две группы таким образом, что516 справа, слева, сверху и снизу от ячейки первой группы расположены ячейки второй группы; ячейки первой группы соединены с электродом 17, а второй группы - с электродом 17Э Так как уровня логического "0" и логической "1", которые присутствуют на выходах логических элементов И-НЕ.5 и 6, ве достаточно для изменения молекулярной структуры жидкокристаллического слоя цифрового электроуправляемого транспаранта 16, то в устройство введены преобразователи 12 и 13 уровня напряжения .Через светоизлучатель 8 протекает электрический ток и он находится в возбужденном состоянии, его излучение поступает на информационный вход усилителя 14 яркости изображения с пространственно-временным модулятором света, обязательным условием работы которого является наличие светового потока на информационном и сигнальном входах, которые совпадают в пространстве и во времени. Так как на электродах 17 и 17 э присутствует напряжение логической "1", то пространственный модулятор 16 света рассеивает излучение источника 15 светового потока и на сигнальном входе усилителя 14 яркости иэображения отсутствует световой поток, т.е. световой поток отсутствует и на выходе усилителя 14.Генератор 1 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы, которые поступают на вход 2 установки триггера 3, но не изменяют состояние, пока на входе 4 присутствует нулевое напряжение.В момент начала процесса развертки на вход 7 установки в начальное состояние поступает напряжение логической 1, в результате чего триггер 4 3 начинает переключаться под действием импульса генератора 1, приходящих на его счетный вход 2. Напряжение логической "1" с входа 7 поступает на первые входы элементов И-НЕ 5 и 6, в результате чего начинается прохождение прямоугольных импульсов с выходов триггера 3 на входы этих элементов, оттуда они поступают на входы преобразователей 12 и 13 уровня на 5 пряжения и далее на клеммы 17 и 17 э пространственного модулятора 16 света. Таким образом, на клеммах 17 и 17 Э имеются противофазные последова 548476тельности одинаковых прямоугольныхимпульсов, длительность которых равна периоду следования импульсов гене 5ратора 1, а скважность равна единицеПри этом первая и вторая группы ячеек модулятора 16 поочередно то пропускают, то рассеивают световой потокисточника 15. При поступлении напряжения логической "1" на вход 2,светоизлучатель 8 должен погаснутьЭно наличие в его цепи линии 11 задержки подцерживает его в возбужденном состоянии.В это время одна из групп ячеекмодулятора 16 пропускает световой поток источника 15 на сигнальный входусилителя 14 яркости изображения.При совпадении световых потоков от 20 светоизлучателя 8 и от модулятора 16общий световой поток усиливается ипоступает на вход блока 18 оптическихпреобразований. До начала разверткипервые четыре оптических затвора 26- 25 29 закрыты, что обеспечивается отсутствием напряжения на управляющихэлектродах 31-34. Световой поток, поступив на вход первого делителя 22,делится на две части, одна из кото рых через пятый оптический затвор 25,который является открытым, что обеспечивается подачей соответствующегосигнала на электрод 30, попадает напервый выход блока 18 оптических преобразований который является параллельным оптическим выходом устройства, где наблюдается изображение точки, Вторая часть светового потокачерез второй выход первого делителя.22 пятый вход и выход вторго делители, вход и пятый выход объединителя 24 световых потоков посредствомотражателей 19 и 20 через первыйвход и выход объединителя 21 посту 5 пает на информационный вход усилителя 14 яркости изображения, В этотмомент светоизлучатель 8 гаснет, ноналичие световых потоков на информационном и сигнальном входах усилите 0 ля 14 обеспечивает наличие световогопотока на выходе, усилителя 14, т.ена выходе устройства наблюдаетсяизображение точки.Если подать соответствующие сигналы на электроды 31-34 и открытьоптические затворы 26-29, то втораячасть светового потока, поступившаяна вход второго делителя 23 разделит 1ся на пять частей, первая из кото 1654847рых посредством первого и второго отражателей 35 и 36, расположение которых обеспечивает сдвиг светового потока на один шаг вверх, равный размеру ячейки пространственного модулятора 16 света, через оптический затвор 26, первый вход объединителя 24 световых потоков поступает на. выход объединителя 24, который является вторым выходом блока 18 оптических преобразований, Вторая часть посредством третьего и четвертого отра. жателей 37 и 38, расположение которых обеспечивает сдвиг светового потока на один шаг вниз, равный размеру ячейки модулятора 16, через второй оптический затвор 27, второй вход объединителя 24 поступает на выход объединителя 24. Третья часть посред й ством пятого и шестого отражателей 39 и 40, расположение которых обеспечивает сдвиг светового потока на один шаг влево, равный размеру ячейки модулятора 16, через третий оптический затвор 23 поступает на третий вход объединителя 24 и далее на выход объединителя 24. Четвертая часть посредством седьмого и восьмого отражателей 4 1 и 42, расположение которых обеспе чивает сдвиг светового потока на один шаг вправо, равный размеру ячейки модулятора 16, через оптический затвор 29, четвертый вход объединителя24 поступает на выход объединителя24, через пятый вход объединителя 24 поступает на выход объединителя 24,который является вторым выходом блока 18 оптических преобразований. Таким образом, на втором выходе блока 4 й18 оптических преобразований имеетсяизображение пяти точек, которые расположены так, что одна точка находится в центре, а остальные - справа,слева, снизу и сверху от нее на рас- д 5стоянии одного шага, равного размеру ячейки пространственного модулятора16 света, Это изображение посредством отражателей 19 и 20 через первый вход и выход ббъединителя 21 поступает на информационный вход усилителя 14 яркости изображения, Но навыходе усилителя 14 имеется изображение только одной центральной точки, так как изображениям точек, расположенным сверху, снизу, слева и справаот нее, не соответствуют световыепотоки сигнального входа усилителя14,. потому что соответствующие ячейки модулятора 16 в данный моментвремени рассеивают излучение источника 15 светового потока.Процесс развертки можно осуществлять с любой точки, не обязательнос первой. Для этого необходимо переместить запускающий светоизлучатель8 в любую точку информационного входа усилителя 14 яркости изображения,чтобы его световой поток совпадал сосветовым потоком, поступающим с сигнального входа,Если необходимо процесс разверткипроизводить построчно вправо, топодают соответствующий сигнал на шину 34 управления устройством, который делает второй оптический затвор29 прозрачным, так что через негопроходит оптическое изображение, которое через первый делитель 22 световых потоков попадает на вход второгоделителя 23 световых потоков, далеечерез четвертый выход второго делителя 23 световых потоков посредствомседьмого и восьмого отражателей 41 и42 смещается по апертуре вправо наодин шаг, равный размеру ячейки циф"рового электроуправляемого транспаранта 16. Через оптический затвор29 изображение поступает на . четвертый вход объединителя 24 световых потоков и через второй выход объединителя 24 световых потоков, через первый и второй отражатели 19 и 20 уст- .ройства, через объединитель 21 световых потоков попадаетна информационный вход усилителя 14 яркости изображения, В это время происходит переключение пространственного модулятора 16 света, ячейки, бывшие прозрачными, становятся непрозрачными, аячейки, бывшие непрозрачными, становятся прозрачными, Совпадают световыепотоки управляющего и сигнальноговходов усилителя 14 яркости изобра" .жения и на его выходе появляется изображение, которое появляется и на первом выходе блока 18 оптических преобразований. Таким образом, смещенноена один шаг вправо изображение появляется на выходе устройства.Если необходимо процесс разверткипроизводить влево, то на шину 33управления устройством подается соответствующий сигнал и оптический затвор 28 становится прозрачным.Если необходимо процесс разверткипроизводить вверх, то соответствую1654847щий сигнал подается на шину 31 управ- ческих преобразований, электрическиеления устройством и оптический зат- входы которого являются управляющимивор 26 становится прозрачным. входами устройства, о т л и ч а юЕсли необходимо процесс развертки щ е е с я тем, что, с целью упропроизводить вниз, то соответствующий щения, в него введены усилитель ярсигнал подается на шину 32 управле- кости изображения, два отражателяния устройством и оптический затвор света, элемент задержки, вход которо 27 становится прозрачным. го соединен с входом сброса триггера,Развертка может производиться од О а выход подключен к другому входуновременно вправо и влево или вверх светоизлучателя, объединитель светои вниз, для этого подается одновре- вых потоков, два преобразователяменно сигнал на шины 26 и 28 или 26 уровня напряжения, входы которых соеи 27. Если необходимо процесс раз- динены с выходами элементов И-НЕ,вертки производить одновременно в че пространственный модулятор света, пертырех направлениях (вверх, вниз, вле- вый управляющий вход которого являво и вправо), то подают соответству- ется общим входом устройства, а двающие сигналы на шины 31-34 управле- других управляющих входа подключения устройством, ны соответственно к выходам преобраЕсли через параллельный оптичес- зователей уровня напряжения, источниккий вход устройства, которым является светового потока, оптически свявторой вход объединителя 21, ввести занный с информационным входом произображение, то устройство позволяет странственного модулятора света, выосуществить сдвиг всего изображения ход которого оптически связан с инв любом направлении. 25 формационным входом усилителя яркосЗакон, по которому осуществляется ти изображения, выход которого оптиразвертка, определяется управляющими чески связан с оптическим входомсигналами развертки, которые подаются блока оптических преобразований, перна шины 31-34 управления устройст- вый выход которого является выходомвом. Благодаря восьми отражателям 30 устройства, а второй выход через35-42, двум делителям 22 и 23, объе- два отражателя света оптически свядинителю 24 световых потоков и четы- зан с пеРвым входом объединителЯрем оптическим затворам 26-29, этот световых потоков, втоРой вход котоРозакон может быть произвольным, Нади- го ЯвлЯетсЯ информационньп входомчие пятого оптического затвора 2535устройства, а выход оптически связанпозволяет получить разрывную траекто- с управляющим входом усилителя яррию развертки. Таким образом, вь 1 ход- кости изображения, который такженой апертурой луча является выход оп- оптически связан с выходом светоизлутического затвора 25, Разрывнаячателя,траектория достигается тем, что на упО 2. УстРойство по п, 1, о т л иравляющую шину 30 подается сигнал ч а ю щ е е с я тем, чта блок оптидлительностью разрыва траектории, т.е. ческих преобразований содержит первыйна этот период времени затвор 25 ста- делитель световых потоков, имеющийновится непрозрачным. один вход и два выхода, второй дели 45 тель световых потоков, имеющий одинф о р м у л а и 3 о б р е 1 е н и я Вха,и пя ь Вь адов объеди ельсветовых потоков, имеющий пять вха 1. Устройство для преобразования дов и один выход, пять оптических заиэображений, содержащее генератор творов, восемь отражателей, причемимпульсов, выход которого соединен с пеРвый выход первого делителя свето 50установочным входом триггера, входвых потоков оптически связан с аптисброса которого соединен с первыми ческим входом оптического затвора,входами двух элементов И-НЕ и явля- выход которого является первым выхоется установочным входом устройства, дом блока, второй выход связан с. вховторые входы элементов И-НЕ подключе- Дом втоРого делителЯ световых потоны соответственно к прямому и инверс- кове первый оптический выход котаро 55ному выходам триггера, светоизлуча- го посредством первого и второго оттель, Один вход которого подключен к Ражателей чеРез ВТОРой Оптическийшине питания устройства, блок апти- затвоР связан с первым входом абъе 654847 диннтеля световых потоков так, чтоизображение по апертуре оказываетсясмещенным вверх, относительно оптической оси блока, второй выход второго делителя световых потоков по"средством третьего и четвертого отражателей через третий оптическийзатвор связан с вторым входом объединителя световых потоков так, чтоизображение по апертуре оказывается смещенным вниз относительно оптической оси блока, третий выходвторого делителя световых потоковпосредством пятого и шестого отражателей через четвертый оптический затвор связан с третьим входом объединителя световых потоков так, чтоизображение по апертуре оказываетсясмещенным влево относительно оптической оси блока, четвертый выходвторого делителя световых потоковпосредством седьмого и восьмого отражателей через пятый оптическийзатвор связан с четвертым входомобъединителя световых потоков так,что изображение по апертуре оказывается смещенным вправо относительнооптической оси блока, пятый выходвторого делителя световых потоковсвязан с пятым входом объединителясветовых потоков, выход которого является вторым выходом блока, причемэлектрические входы оптических затворов являются электрическими входами блока, оптическим входом которогоявляется вход первого делителя световых потоков1654847 Составитель А,КрасноТехредЛ.Сердюкова ктор.Н.Ренская Редактор Л т льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 иэводственно-иэд Заказ 1953 Тираж 394 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККХ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д, 4/5