Оптоэлектронное суммирующее устройство

(5)5 6 06 Е 3/ОО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ческий институМорозов и Н,И,З ричный оптико - Автометрия,урье-оптики / о и связь, 1988,УММИРУЮ к области выдназначено для ния последовазаписанных на н ых ка рти н ах.,7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относитсячислительной техники и превыполнения операций сложтельности массивов чисел,оптических информацион Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выполнения суммирования последовательности оптических цифровых картин. Устройство осуществляет запоминание, временное интегрирование поступившей информации и выполняет по сути функции счетчика в глубину картинного типа с возможностью параллельного считывания разрядных картинных срезов результата. Расщирение функциональных возможностей достигнуто за счет введения в устройство первого 2поляризатора, и блоков 31, 32.3 П счетных динамических Т-триггеров картинного типа соответственно со счетными динамическими параллельными оптическими входами 41, 42, , 4 л, параллельными оптическими входами 51,52,.,5 л подпитки световой энергии у и параллельными оптическими выходами 61, 62, , 6 п. 2 з.п.ф-лы, 4 ил, 170928910 30 50 Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выполнения операций сложения последовательности массивов чисел, записанных на оптических информационных картинах.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выполнения суммирования последовательности оптических цифровых картин и области применения.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - схема блока счетного динамического Т-триггера картинного типа со счетным динамическим параллельным оптическим входом, входом подпитки световой энергией и параллельным оптическим выходом; на фиг, 3 - диаграмма работы счетного динамического Т-триггера картинного типа; на фиг, 4 - совокупности оптических цифровых картин, поступающих на вход устройства и получаемых на его разрядных выходах за три такта работы,Устройство содержит источник 1 плоскопараллельного излучения, выход которого оптически связан с входом первого поляризатора 2, и блоков счетных динамических Т-триггеров 31, Зг, , Зп картинного типа (где индексы 1, 2, и означают порядковый номер блока, соответствующий порядковому номеру разрядного среза начиная со среза с младшим весом), соответственно со счетными динамическими параллельными оптическими входами 41, 4 г,4 л, параллельными оптическими входами 51, 5 г, ., 5 п подпитки световой энергией и параллельными оптическими выходами 61; бгбп, причем счетный динамический параллельный оптический вход 4, первого блока 31 счетного динамического Т-триггера картинного типа является параллельным оптическим входом устройства, параллельные оптические входы 51, 5 г, , 5 П подпитки световой энергией блоков 31, Зг, , Зп связаны с оптическим выходом первого поляризатора 2, счетные динамические параллельные оптические входы 4 г, .", 4 п соответственно блоков Зг, Зл соединены с параллельными оптическими выходами предыдущих блоков 31, 3 ппараллельные оптические выходы 61, бг, , бп соответственно блоков 31, Зг, , Зп являются разрядными выходами устройства,Каждый из блоков 31, 3 г;Зл счетных динамических Т-триггеров картинного типа содержит первый 71 и второй 7 г О-триггеры- защелки картинноо типа с информационными параллельными оптическими входами 81 и 8 г, управляющими входами 91 и 9 г, прямыми 101 и 10 г и инверсными 111 и 11 г параллельными оптическими выходами, оптически управляемый переключатель 12 световых потоков с сигнальным параллельным оптическим входом, связанным с параллельным оптическим входом 5 подпитки световой энергией блока 3,управляющим входом, связанным со счетным динамическим параллельным оптическим входом 4 блока 3, прямым и инверсным сигнальными выходами, которые связаны с управляющими входами 91 и 9 г первого 71 и второго 7 г О-триггеров-защеток, прямой параллельный оптический выход 101 первого О-триггера-защелки 71 соединен с параллельным оптическим входом первого 131 светоделителя, первый параллельный оптический выход которого посредством отражателей связан с первым параллельным оптическим входом первого светообьединителя 14, второй параллельный оптический выход первого 13, светоделителя является информационным параллельным оптическим входом Зг второго О-триггера-защелки 7 г. инверсный параллельный оптический выход 11 г которого является параллельным оптическим входом второго 13 г светоделителя, первый параллельный оптический выход которого посредством отражателей связан с информационным параллельным оптическим входом 81 первого О-триггера-защелки 7, а второй параллельный оптический вьход второго 13 г светоделителя связан с втооым параллельным оптическим входом первого светоделителя 14, первый параллельный оптический выход которого является разрядным 6 выходом устройства, а второй - , выходом блока 3.О-триггер-защелка 7 картинного типа содержит второй светообьединитель 15, параллельный оптический выход которого связан с управляющим оптическим входом пеового транспаранта 16, сигнальный па раллельный оптичес. ий вход которого связан с параллельным оптическим выходом второго поляризатора 17 плоскопараллельного света, вход которого является управляющим входом 91 первого О-триггера- защелки 71, параллельный оптический выход первого транспаранта 16 связан с па. раллельным оптическим входом третьего 18 светоделителя, первый и второй параллельные оптические выходы которого связаны с оптическими входами соответственно первого 19 и второго 20 анализаторов, выходы которых связаны соо. ветственно с инверс-ным 111 параллельным оптическим выходом первого О-триггера-защелки 71 и оптическим параллельным входом четвертого 21 светоделителя, первый выход которого является прямым парал.пельным выходом 101первого О-триггера-защелки 71, второй выход посредством отражателей связан с первым оптическим параллельнь 1 м входом второго светоделителя 15, второй параллельный оптический вход которого является информационным входом 81 первого О- триггера-защелки 71.Оптически управляемый переключатель 12 световых потоков содержит второй оптически управляемый транспарант 22, управляющий и сигнальньй параллельный оптические входы и параллельный оптический выход которого связаны соответственно с управляющим и сигнальным входами переключателя 12 и параллельным оптическим входом пятого светсделителя 23, первый и второй параллельные оптлческие выходы которого связаны с оптическим входом соответственно третьего 24 и четвертого,25 анализаторов, выходы которых являются соответственно прямым и инверсным параллельными оптическими выходами оптически управляемого переключателя 12 световых потоков.Устройство работает следующим образом.Работу предлагаемого устройства, выполняющего фактически функци с счетчика в глубину картинного типа, поясним на примере описания принципа действия базового блока 3-счетного динамического Т-триггера картинного типа с помощью диаграммы работы, представленной на фиг. 3, Рассмотрим случай, когда на вход 4 блока 3 поступает оптическая, цифровая картина в виде совокупности оптических сигналов с уровнями либо только "1", либо только "0", т.е, исключен случай, когда входная оптическая цифровая картина представлена совокупностью оптических сигналов с уровнями "О" и "1" в разных точках картины.В исхОднОм состоянии источник 1 плсскопараллельного излучения погашен, поэтому нэ параллельном оптическом входе подпитки световой энергией 5 блока 3 отсутствует световой поток, а следовательно, он отсутствует и нэ сигнальном параллельном оптическом входе второго оптически управляемого транспаранта (ОУТ) 22 переключателя 12 светового потока. Работа ОУТ основана на том принципе, что изображение, поступающее на его внешний параллельный оптический вход, являющийся управляющлм входом узла 12 и счетным динамическим параллельным оптическим входом 4 блока 3, объединяется ,с изображением, поступающим на сигнальный параллельный оптический вход второго ОУТ 22, Следовательно, отсутствие светового потока на входе 5 блока 3 приводит к егоских сигналов "1". На выходе 6 блока 3 устанавливается световой поток с уровнем 1При поступлении совокупности оптических сигналов с уровнями сигналов "1" на 50 55 счетный динамический параллельный оптический вход 4 блока 3 на прямом и инверсном выходах оптически управляемого переключателя 12 светового потока устанавливаются оптические картины с уровнями интенсивностей соответственно "1" и отсутствию на параллельном оптическом выходе ОУТ 22, выходах пятого светоделителя 23, выходах третьего 24 и четвертого 25 анализаторов, являющихся прямым и ин версным выходами оптически управляемого. переключателя 12 светового потока. Работапервого 71 и второго 72 О-триггеров-защелок картинного типа возможна только при наличии светового потока на управляющих 10 входах 91 и 92 соответственно первого 71 ивторого 72 узлов. Поскольку световой поток отсутствует на этих входах, то нэ прямых и инверсных выходах 101, 11102 и 112 отсутствует световой поток.15 Таким образом, вход 5 блока 3 счетногодинамического Т-триггера картинногс типа выполняет функцию входа "Сброс" триггера, активным является совокупность оптических сигналов с уровнем "0" (Й-вход), 20 соответствующая выключенному состояниюисточника 1 света.Поступление совокупности оптическихсигналов уровня "1" на вход 5 блока 3, которая предварительно была поляризована по ляризэторсм 2, даже в случае отсутствиясовокупности оптических сигналов на входе 4 приводит к появлению светового потока на выходе четвертого поляризатора 25 узла 12, являющегося управляющим параллель ным оптическим входом свторого О-триггера-защелки 72, в то время, как нг выходе третьего 24 анализатора узла 12, являющегося управляющим параллельным оптическим входом 91 первого О-триггера-защел ки 35 7, световой поток отсутствует, Таким образом, первый О-триггер-защелка 71 не подготовлен к работе, а второй О-триггер- защелка 72 находится в рабочем состоянии.Поэтому на прямом 101 и инверсном 111 40 выходах первого О-триггера-защелки 7; устанавливается совокупность оптических сигналов с уровнем "0", на прямом выходе 102 второго О-триггера-защелки 72, в результате поступления на его информэцион ный вход 82 светового потока с уровнем "О"с выхода 101 устанавливается также световой поток с уровнем интенсивности "0", но на инверсном выходе 112 формируется олтическая картинас интенсивностью оптиче 1709289"0", что приводит в рабочее состояние первый 0-триггер-защелку 71 и включает второй О-триггер-защел ку 72. Поскольку наинформационный параллельный оптический вход 81 первого узла 71 поступает путем обратной. связи через отражатели свыхода второго светоделителя 132 световойпоток уровня "1", то на прямом выходе 101первого узла 71 формируется световой поток с уровнем "1", который через первыйсветоделитель 131, отражатели и первыйсветообъединитель 14 совместно с совокупностью оптических сигналов с инверсного.11 выхода второго О-.триггера-защелки 72 суровнем "0" за счет выключенного состояния второго узла 72 передается на выход 6блока 3.По заднему фронту импульса световогопотока (выключения), поступающего на вход4 блока 3, происходит смена режимов работы первого 7 и второго 72 О-триггера-защелки, т.е, перезапись совокупностиоптических сигналов с прямого выхода 101первого узла 71 во второй узел 72 и сброспредыдущего состояния прямого 101 и инверсного 111 выходов узла 71. Таким образом, на выходах узлов 7 и 72устанавливается световой поток со следующими уровнями: 101, 111, 112 - О, 102 1Следовательно, на выходе первого светообъединителя 14, являющегося выходом 6блока 3, происходит сброс в нулевое состояние,На втором такте работы блока 3, т.е. приновом поступлении на вход 4 светового потока с уровнем "1" оптически управляемыйпереключатель 12 светового потока включа. ет первый узел 71 путем подачи на его управляющий вход 91 светового потока суровнем "1" и выключает второй узел 72 путем подачи на его управляющий вход 92светового потока с уровнем "0",Поскольку на информационный параллельный оптический вход первого 71 узлапоступает путем обратной связи через отражателй с выхода второго светоделителя 132световой поток с уровнем "0", то на прямомвыходе 101 первого узла 71 формируетсясветовой поток с уровнем "0", который черезпервый светоделитель 131, отражатели ипервый светообьединитель 14 совместно ссовокупностью оптических сигчалов с инверсного выхода 112 второго узла 72 с уровнем "0" за счет выключенного состояниявторого узла 72 передается на выход 6 блока3.По заднему фронту импульса светового потока, поступающего на вход 4 блока 3, происходит смена режимов работы первого 71 и второго 72 узлов, приводящая к появле 40 45 50 55 5 102025ЗО нию на инверсном выходе 112 второго узла 72 совокупности оптических сигналов суровнем "1", а на выходах 101, 111 и 102 - с уровнем "0", Следовательно, на выходе 6блока 3 происходит переключение из состояния "0" в состояние "1".Таким образом, блок 3 реализует функцию динамического Т-триггера картинного типа, поскольку по заднему фронту импульса светового потока, поступающего на егопараллельный оптический вход 4, изменяет состояние выходной совокупности оптических сигналовсформированное на предыдущем такте работы, на противоположное, Необходимость представления выходной совокупности оптических сигналов 6 блока 3 как объединения совокупностей оптических сигналов с прямого выхода 101 узла 71 и инверсного выхода 112 узла 72 следует из требования исключения возможности потери выходной информации, Как видно из диаграммы работы блока,З, представленнойна фиг.3, если в качестве выхода блока 3рассматривать инверсный выход 112 второго 0-триггера-защелки 72, то в моменты присутствия светового потока с уровнем."1" навходе 4 теряется информация на выходе 6блоха 3,При поступлении на вход 41 последовательности оптических цифровых картин привключенном источнике 1 светового излучения устройство работает следующим образом.количество и выходов 61, 62 6 п устройства рассчитано на последовательность из 2"-1) входных оптических цифровых картин, где веса параллельных оптических выХОДОВ Т-трИГГЕрОВ 31, 32, ,Зп СООтВЕтСтВЕН- но 2, 2, , 2"-1.После начальной установки триггеров 31, 32, ., Зп УСтРОйСтаа В НУЛЕВОЕ СОСТОЯНИЕ путем гашения источника 1 света на выходах 61, 626 п сфоРмиРованы оптические цифровые картинь 1, представленные совокупностью оптических сигналов с уровнями "0", При подаче первой оптической цифровой картины на вход 41 устройства на выходе 61 первого Т-триггера 31 устанавливается поступившая с входа оптическая информационная картина, а нэ параллельных оптических выходах 62, , 6 п остаютсЯ те же оптические цифровые картины, что были и в предыдущий момент временй, После подачи следующей оптической цифровой картин ы н а вход 41 устройства происходит изменение состояния выходной совокупности оптических сигналов на выходе 61 на противоположное в той ее области, которой соответствует область с уровнями "1" входной оптической цифровой картины, Приоптическим входом, связанным с параллельным оптическим входом подпитки световой энергией Т-триггера, управляющим 55входом, связанным со счетным динамическим параллельным оптическим входом Ттриггера, прямым и инверснымсигнальными выходами, которые связаны с управляющимися входами соответственно этом в случае совпадения областей с уровнями "1" во входной совокупности оптических сигналов, поступающей в момент времени на вход 41, и выходной совокупности оптических сигналов на выходе 61 узла 31, сформированной на предыдущем(М)-м такте работы устройства, кроме сброса в состояние "0" соответствующей области выходной оптической цифровойкартины на выходе 6, происходит возбуждение входа 42 блока 32 и установка на выходевторого. блока 32 устройства состояния "1" аналогичной области выходной оптической цифровой картины. Работа устройства на последующих тактах осуществляется аналогичным образом.На фиг. 4 приведены совокупности оптических цифровых картин, поступающих на вход 41 устройства и получаемых на его выходах 61 и 62 за три 1 = 3) такта работы.Устройство обладает расширеннымифункциональными возможностями за счет суммирования последовательности оптических цифровых картин и области применения, осуществляет запоминание и временное интегрирование поступившей информации и выполняет по, сути функции счетчика в глубину картинного типа. Накопленная путем временного интегрированияинформация считывается с и параллельных оптических выходов устройства.Формула изобретенияОптоэлектронное суммирующее устройство, содержащее источник плоскопараллельного излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет выполнения суммирования последовательности оптических цифровых картин и области применения, в него введены первый поляризатор, и блоков счетных динамических Т-триггеров картинного типа со счетным динамическим параллельным оптическим входом, параллельным входом подпитки световой энергией и параллельным оптическим выходом каждый, содержащих каждый первый и второй О- триггеры-защелки картинного типа с информационным параллельным оптическим ,входом, управляющим входом, прямым и инверсным параллельными выходами, оптически управляемый переключатель световых потоков с сигнальным параллельным 10152030 354045 50 первого и второго О-триггеров-защелок, прямой параллельный выход первого О- триггера-защелки соединен с параллельным оптическим входом первого светоделителя, первый параллельный оптический выход которого посредством отражателей связан с первым параллельным оптическим входом первого светообъединителя, второй параллельный оптический вы-, ход первого светоделителя, - с информационным параллельным оптическим входом второго О-триггера-защелки, инверсный параллельный оптический выход которого связан с параллельным оптическим входом второго светоделителя, первый параллельный оптический выход которого посредством отражателей связан с информационным параллельным оптическим входом первого О-триггера-защелки, а второй параллельный оптический выход второго светоделителя-с вторым параллельным оптическим входом первого светообьединителя, первый параллельный оптический выход которого является разрядным выходом устройства, а второй - выходом Т-триггера, причем счетный динамический параллельный оптический вход первого Т-триггера картинного типа является входом устройства, счетный динамический параллельный .оптический вход каждого последующего Т- триггера связан с параллельным оптическим выходом предыдущего Т-триггера, параллельные оптические входы подпитки световой энергии и Т-триггеров соединены с оптическим выходом первого поляризатора, параллельный оптический вход которого связан с выходом источника излучения.2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что О-триггер-защелка картинного типа содержит второй светообъединитель, первый оптический управляющий транспарант, второй поляризатор, третий и четвертый светоделители, первый и второй анализаторы, причем параллельный оптический выход второго светообьединителя связан с управляющим параллельным оптическим входом первого оптически управляемого транспаранта, сигнальный параллельный оптический вход которого связан с параллельным оптическим выходом второго поляризатора, вход которого является управляющим входом О-триггера- защелки, параллельный оптический выход первого транспаранта связан с параллельным оптическим аходом третьего светоделителя, первый и второй параллельные оптические выходы которого связаны с оптическими входами соответственно первого и второго анализаторов, выходы которых связаны соответственно с инверсным па 1709289раллельным оптическим выходом О-триггера-защелки и оптическим параллельным входом четвертого светоделителя, первый выход которого является прямым параллельным оптическим выходом 0-триггера- защелки, второй выход посредством отражателей связан с первым оптическим параллельным входом второго светообъединителя, второй параллельный вход которого является информационным входом О-триггера-защелки;3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оптически управляемый переключатель световых потоков содержит второй оптически управляемый транспарант,пятый светоделитель, третий и четвертый анализаторы света, управляющий и сигнальный параллельные опические входы и параллельный оптический выход второго 5 оптически управляемого транспаранта связаны соответственно с управляющим и сигнальным входами переключателя и параллельным оптическим входом пятого светоделителя, первый и второй параллель О ные оптические выходы которого связаны соптическими входами соответственно третьего и четвертого анализаторов, выходы которых являются соответственно прямым и инверсным параллельными 15 оптическими выходами оптически управля-,емого переключателя световых потоков,1709289 Составитель В, Красиленкоедактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал КорректоР С,Шевкун Заказ Ф 85ВНИИПИ Г Тираж Подпиарственного комитета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 оеытиям при ГКНТ ССС кий комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 роизводственно-изд Ии ЕП 1 П Ы Выгиб 8 МЕ