Оптический процессор
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1784957
Авторы: Долгий, Евтихиев, Королев-Коротков, Шестак
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛИ О, 0 01 3 13/90 6 06 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ЗОБ РЕТЕЕЛЬСТВУ ВТОРСКО И.Н; Коро относится к оптической ный с блоком упр мации, в частности к обра- тему формирован алов и вычислительнойтех- ния и ПЗС-м связанную с блок тический процессор 1), со- Недостатком довательно установленные . ся большие габар ния, электрически. связан- ритами оптическоИзобретение обработке инфо ботке радиоси;н нике,Известен оп держащий после источник иэлуце вления, оп я распреде трицу, м управлен тих процес иты, опреде и системы ф ическую сисения иэлучеектрически ия.оров являютляемые габаормирования(57) Изобретение относится к оптической обработке информации, в частности к обработке радиосигналов, и вычислительной технике. Целью изобретения является уменьшение габаритов оптического процессора и повышение надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что источник излучения выполнен в виде линейки светодиодов (ЛС), электрически связанной с блоком управления, оптическая система формирования распределения .излучения выполнена в виде клиновидной многослойной пластинки (КМП), содержащей периодическичередующиеся два слоя различной толщины, причем первый слой обязательно является светопроводящим с показателем преломления (ПП) п 1, второй слой - отражащим излучение и может быть выполнен проЖ , 1784957 А зрачным с ПП п 2 п 1 либо непрозрачным, например металлическим, толщина прозрачного слоя с ПП п 1 не превышает величи,ны, кратной периоду размещения чувствительных элементов ПЗС-матрицы, а суммарная толщина первого и второго слоев кратна периоду размещения чувствительных элементов ПЗС-матрицы, период чередования слоев кратен периоду размещения светодиодов в линейке, слои перпендикулярны наклонной грани КЫП, при этом прямоугольный торец КМП с большей площадью обращен к ЛС и параллелен ей, а ЛС, перед которой может быть расположен линзовый растр, перпендикулярна слоям КМП, на наклонную грань КМП нанесено отражающее покрытие, а ПЗС-матрица, электриче ски связанная с блоком управления, расположена в иммерсии с ПП пэп под гранью КМП, противоположной наклонной грани, причем чувс вительная поверхность ПЗС - матрицы обращена к этой грани, а между КМП и ПЗС-матрицей в иммерсии может быть расположен транспарант с маской, имеющий возможность перемещения, изображение транспаранта с маской может передаваться на ПЗС-матрицу с помощью Оо световолоконной шайбы с диаметром вола- ф кон, меньшим размера чувствительных эле-. О ментов ПЗС-матрицы. 8 з.п, ф-лы, 4 ил, (Я10 15 20 блоком управления, источник излучения вы виде клиновидной многослойной пластинки,"Содержащей периодически чередующи 40 50 линейке светоизлучателей и параллелен ей,а линейка светоизлучателей перпендику распределения излучения, содержащей обычно несколько обьективов, что свидетельствует о плохой виброзащищенности подобных систем и ведет к снижению надежности их работы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому оптическому про. цессору является оптической процессор 2, содержащий последовательно установленные источник излучения, электрически свяэанный с блоком излучения и ПЗ С-матрицу,электрически связанную с блоком управления. Недостатком этого оптического процессора являются большие габариты оптической системы формирования распределения излучения, содержащей несколько объективов, что определяет слабую виброзащищенность процессора и, следователь- но, снижает надежность егд работы.Целью изобретения являетсяуменьшение габаритов оптического процессора и повышение надежности его работы.Поставпейнаяцель достигаегтся тем, что в известномоптическом процессоре, содержащем последовательно установленные источник излучения, электрически связанный с блоком управления, оптическую систему формирОвания распределения излучения и ПЗС-матрицу, злектрйчески связанную с полнен в виде линейки светоизлучателей, на чувствительной поверхности ПЗС - матрйцы расположена система Формирования распределения излучения, выполненная в еся два слоя, различной толщины, причем один из двух слоев является светопроводящим с показателем преломления п 1, а второй слой - отражающим излучение,толщина прозрачного слоя с показателем преломления п 1 не превышает величины,кратной периоду размещения чувствительнйх элементов ПЗС-матрицы, а суммарная толщина первдго и второгО слоев кратна периоду размещения чувствительных элементов ПЗ С-матриць;, период чередования слоев кратен периоду размещения светоиз лучателей в линейке, слои перпендикулярны наклонной грани клиновидной многослойной пластинки, при этом прямоугольный торец клиновидной многослойной пластинки с большей площадью обращен к,лярна слоям клиновидной многослойной пластинки, на наклонную грань клиновидной многослойной пластинки нанесено отражающее покрытие, а ПЗС-матрица расположена под гранью клиновидной многослойной пластинки, противоположной наклонной грани, причем чувствительная поверхность ПЗС - матрицы обращена к этой грани, Второй слой может быть выполнен 5 прозрачным с показателем преломленияп 2 п 1 или непрозрачным, например металлическим, Промежуток между клиновидной многослойной пластинкой и чувствительной поверхностью ПЗС-матрицы может быть заполнен иммерсией с показателем преломления пз п 1, Между клиновидной многослойной пластинкой и чувствительной поверхностью ПЗС - матрицы может быть вплотную установлена световолоконная шайба, диаметр волокон .которой меньше размера чувствительного элемента ПЗС - матрицы, а промежуток между клиновидной многослойной пластинкой и световолоконной шайбой заполнен иммерсией с показа- телем преломления пзп 1, Между линейкой светоизлучателей и клиновидной многослойной пластинкой может быть установлен растр с элементами в виде двояковыпуклых, цилиндрических линз, образующие которых 5 параллельны линейке светоизлучателей, пе-риод размещения линз в растре соответствует периоду размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоиэлучателей и растром составляет 0,50,9 от фокусного расстояния цилиндрических линз. Также растр может быть выполнен в виде двояковыпуклых цилиндрических линз, образующие которых параллельны слоям клиновидной многослойной пластинки, период размещения линз соответствует периоду- размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателей и растром составляет 0,50,9 от. фокусного расстояния цилиндрических линз. Кроме того, растр может быть выполнен в виде двояковыпуклых сферических линз, период размещения которых соответствует периоду размещения светоиэлучателей в линейке, а расстояние между 5 линейкой светоизлучателей и растром составляет 0,50,9 от фокусного расстояния. сферических линз. Между ПЗС-матрицей иклиновидной многослойной пластинкой в иммерсии может быть расположен транспарант с маской, имеющий возможность перемещения вдоль чувствительной поверхности ПЗС-матрицы, Транспарант может быть также расположен в иммерсии между клиновидной многослойной пластинкой и световолоконной шайбой,Выполнение источника излучения в виде линейки светоизпучателей и размещение на чувствительной поверхности ПЗС-матрицы системы формирования распределения излучения в виде клиновидной5 10 15 20 25 30 слоев; на фиг, 4 приведено энергетическое распределение излучения по одной изстрок 35 40 50 многослойной пластинки, содержащей перйодически чередующиеся два слоя различной толщины, при этом одиниз двух слоев с показателем преломления появляется светопроводящим, второй слой - отражающим излучение, толщина прозрачного слоя с показателем преломления пл не превышает величины, кратной периоду размещения чувствительных элементов ПЗС-матрицы, а суммарная толщина первого и второго слоев кратна периоду размещения чувствительных элементов ПЗС-матрицы, период чередования слоев кратен периоду размещения сиетоизлучателей в линейке. слои перпендикулярны наклонной грани клиновидной многослойной пластинки, при этом прямоугольный торец клиновидной многослойной пластинки с большей площадью обращен к линейке светоизлучателей и параллелен ей, размещение линейки свето- излучателей перпендикулярно слоям клиновидной многослойной пластинки, нанесение на наклонную грань клиновидной многослойной пластинки отражающего покрытия, размещение ПЗС-матрицы под грапью клиновидной многослойной пластинки, противополокной наклонной грани, обращение чувствительной поверхности ПЗС-матрицы к этой грани, заполнение промежутка между клиновидной многослойной грани, заполнейиепромежутка между клиновидной многослойной пластинкой и чувствительной поверхностью ПЗ С-матрицы иммерсией с показателем преломления пзпл, установка между клиновидной многослойной пластинкой и чувствительной поверхностью ПЗ С-матрицы световолоконной шайбы, диаметр волокон которой меньше размера чувствительного элемента ПЗС- матрицы с заполнением промекутка между клиновидной многослойной пластинкой и световолоконной шайбой иммерсией с показателем преломления пз и, установка между линейкой светоизлучателей и клиновидной многослойной пластинкой растра с элементами в виде двояковыпуклых цилиндрических линз, образующие которых параллельны линейке светоизлучателей, период размещения линз в растре соответствует периоду размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателай и растром составляет 0,50,9 от фокусного расстояния цилиндрических линз, выполнение растра в виде двояковыпуклых цилиндрических 5 линз, образующие которых параллельны слоям клиновидной многослойной пластинки, период размещения линз соответствует периоду размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателей и растром составляет 0,5.0,9 от фокусного расстояния цилиндрических линз, выполнение растра в виде двояковыпуклых сферических линз, период размещения которых соответствует периоду размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателей и растром составляет 0,50,9 от фокусного расстояния сферических линз, размещение между клиновидной многослойной пластинкой и ПЗС-матрицей (или световолоконной шайбой) в иммерсии транспаранта с маской, имеющего возможность перемещения вдоль чувствительной поверхности ПЗС-матрицы по сравнению с известным способом обеспечивает достижение нового результата - уменьшения габаритов оптического процессора и повышения надежности его работы, В связи с этим предложение отвечает критерию "существенные отличия".Изучение научно-технической и патентной литературы не позволило выявить известность предлагаемых признаков, поэтому предложение отвечает критерию "новизна".На фиг. 1 представлена общая блок-схема оптического процессора; йа фиг, 2 - структурная схема оптическогс процессора; на фиг. 3 - ход луча в одном из прозрачных чувствительной поверхности ПЗС-матрицы,- а фиг. 1 изображены: источник излучения 1, блок управления 2 источником излучения, оптическая система формирования 3 распределения излучения, ПЗС-матрица 4, блок управления 5 ПЗС-матрицей,На фиг, 2 изображено; линейка светоизлучателей 6, клиновидная многослойная пластинка 7, прозрачный слой 8 с показателем преломления пл, второй слс,й 9, ПЗСматрица 4, регистр сдвига 10. Блок управления источника излучения 2 формирует электрический сигнална линейке светоизлучателей б, которые преобразуют сигнал в оптический. В частности, для оптического процессора обработки данных радиолокатора с синтезированной апертурой электрические сигналы представляют собой сигналы-отклики от последовательных участков зоны обзора локатора по дальности. Блок управления делит полный сигнал отклик на части, число которых определяется количеством каналов подальности(т.е. числом элементов в строке ПЗ С-матрицы или числом светоизлучателей в линейке), и подает ихпоследовательно на светоизлучатели. Светоизлучатели могут представлять собой светодиоды или полупроводниковые лазеры, а также другйе микроизлучающие(отсчет ведется от нормалей к поверхностям граней - для входного торца прозрачного слоя углы падения малы), что обеспечивает выполнения условия полного внутреннего 5 отражения при изготовлении второго слоя 9с показателем преломления п 2 п 1. Это обеспечивает разделение каналов передачи оптической информации, что невозмокно в аналогах и прототипе,10 Если угол падения одного из лучей излучения светоизлучателя на входной прямоугольный торец клиновидной многослойной пластинки равен О(см, фиг. 3), то угол прошедшего в прозрачный слой с показателем 15 преломления п 1 луча составит Ф=агсэ 1 позп(йl п 11 где и, - показатель преломления среды 20 между линейкой светоизлучателей и клиновидной многослойной пластинкой. Коэффициент отражения от входного прямоугольного торца клиновидной многослойной пластинки определяется выражением:25 1= 01-6 Угол пэденСлойной пЛКЛОННОЙотракающотражениятов 1, обызок к этому иновидной многоивоположнуо наеотражения от с коэффициентом упрощения расчент отражения бли ставит ия на грань кл астинки, прот (после перГО покрытияравным для о коэ 44 ицие значению), со Ф =,т 2 - 1 45где мно словит Рпз). пл э ческие и1 рованияитичны длказателивны. Дляь и равн отери в оптической распределения изя оптического прореломления и, и пз обеспечения минимерного распреде 55 Если эн системе лучения цессора могут бь мал ьныхргети форм не кр то по ть ра потер элементы; Расходящееся излучение от каждого светодиода попадает в соответствуощие прозрачные слои с показателем преломления п 18 и проникает в них. Второй слой изготавливается либо прозрачным с показаталем преломления п 2 п 1, или непрозрачным - отражающим излучение, например металлическим (серебряное, никелиевое или др. покрытие). Угол расходимости излучения светоизлучателей обычно большой и составляет больше 100 град, Близкое расположение линейки светоизлучателей 6 к прямоугольному торцу клиновидной многослойной пластинки 7 с большей площадью (см, фиг, 2) и соответствие (в частном случае равенство) периодов чередования светоизлучателей О 7 с перио-, дами слоев клиновидной многослойной пластинки сЬ и чувствительных "элементов ПЗС-матрицы сИ обеспечивают прохождение излучения внутрь прозрачного слоя с показателем преломления п 1. Для большинства применений ПЗС-матриц характерно формирование различных распределений излучения по строкам (см. например, прототип), что требует равенства суммарной толщины первого и второго слоев и периода размещения чувствительных элементов (в частности, строк) ПЗС-матрицыи не превышения толщины прозрачного слоя с показателем преломления п 18 периода размещения чувствительных элементов ПЗС-матрицы, Однако для некоторых применений предлагаемого оптического процессора суммарная толщина первого и второго слоев может быть кратна периоду размещения чувствительных элементов в ПЗС-матрице, т.е. равна двум, трем и т,д.периодам, При этом толщина прозрачного слоя с показателем преломления п 1 8, соот ветственно, не должна превышать величины двух, трех и т,д, периодов размещения элементов (строк) ПЗС-матрицы, При этом период чередования слоев может быть равен периоду размещения светоизлучателей в линейке или также кратЕн ему, т,е. в про. зрачный слой с показателем преломления п 1, будет попадать излучение от нескольких светоизлучателей для увеличения уровня сигнала, Блок управления в этом случае подает на такие светодиоды одинаковый сигнал,Второй слой 9 может быть выполненнепрозрачным, стракающим излучение, для разделения каналов распространения излучения от отдельных светоизлучателей, Т.к, толщина прозрачного слоя с показателем преломления п 1 составляет десятки микрометров, то углы падения излучения на грани отдельного прозрачного слоя велики вл (0 -п 2 О+ Ф) а интенсивность луча .1, прошедшего в про зра иый слой споказателем преломлени Л 1, по отношейио к исходной интенсивно сти излучения О, составит гк - угол наклона грани клиновидноослойной пластинки,Угол луча, вышедшего из прозрачногс показателем преломления п 1, саста5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 ления излучения на выходе необходимо выполнение условия; пзп 1, т.е. необходимо заполнение промежутка между клиновидной многослойной пластинкой 7 и чувствительной поверхностью ПЗС-матрицы иммерсией.Коэффициент отражения от выходной грани равен; Й 2 1 ви 4-ф 1 сдФ-Я зп Ф+Р 19 Ф+Р а интенсивность выходящего луча Приведенные выражения позволяют рассчитать распределение излучения на выходе клиновидной многослойной 7 пластинки вдоль прозрачных слоев с показателем преломления п 1 8 в зависимости от координат расположения светоизлучателей относительно нижнего края прямоугольного торца клиновидной многослойной пластинки х,у (см, фиг. 3), наклона оси диаграммы направленности излучения светоизлучателей относительно входного торца клиновидной многослойной пластинки, высоты прямоугольного торца клиновидной многослойной пластинки и, показателей преломления; по, п 1, пз, и угла наклона грани клиновидной многослойной пластинки а.На фиг, 4 приведено распределение выходной интенсивности излучения (падающего на чувствительные элементы ПЗС-матрицы 4) вдоль прозрачного слоя с показателем преломления п 18для следующих параметров: по = 1, п 1 = 1,5, пз = 1,58,0,01 рад, х =-у =1 мм, Ь = 20 мм(предполагается, что второй слой выполнен металлическим с коэффициентом отражения равным единице) в пределах изменения углов падения лучей от светоизлучателей в плоскости слоев; О= 40,60 град. Предлагаемая система формирования распределения излучения позволяет для каждого светодиода обеспечить равномерную засветку строки чувствительных элементов ПЗС-матрицы 4 при наименьших потерях. Размер чувствительной поверхности ПЗС-матрицы не превышает 15 мм.Клиновидная многослойная пластинка 7 (см, фиг. 2) обеспечивает независимое про хождение излучения от каждого светодиода линейки и равномерное освещение чувствительной поверхности ПЗС-матрицы 4. Зто достигается наличием наклонной отражающей грани клиновидной многослойной пластинки и небольшой расходимостью падающего на него излучения, Небольшая расходимость определяется размером чувствительной поверхности ПЗС-матрицы, показателем преломления п 1 прозрачного слоя 8 и геометрическим расположением линейки светоизлучателей 6 относительно клиновидной многослойной пластинки 7, что было рассмотрено выше,Установка вплотную между клиновидной многослойной пластинкой 7 и чувствительной поверхностью ПЗС-матрицы 4 световолоконной шайбы, диаметр волокон которой меньше размера чувствительного элемента ПЗС-матрицы 4, позволяет пере- давать модулированное излучение светоизлучателей непосредственно на чувствительные элементы ПЗС-матрицы, что исключает потери энергии при прохождении стеклянной колбы ПЗС-матрицы 4. Для уменьшения ошибок передачи функции пропускания маски размер световолокон должен быть в три и более раз меньше размера чувствительных элементов ПЗС-матрицы. Размер чувствительных элементов ПЗС-матрицы не меньше 10 мкм, а диаметр выпускаемых промышленностью световолокон может составлять 3 мкм и менее. При этом световолоконная шайба герметично вгаяна в колбу ПЗС-матрицы. Установка вплотную объясняется большой дифракционной расходимастью излучения, выходящего из тонких волокон, Для уменьшения энергетических потерь промежуток между световолоконной шайбой и клиновидной многослойной пластинкой 7 заполняется иммерсией с показателем преломления пз п 1. Малый размер волокон световолоконной шайбы вызван необходимостью наиболее точно передавать энергетическое распределение излучения на выходе клиновидной многослойной пластинки к чувствительной поверхности ПЗС-матрицы. Особанно это важно при размещении между световолоконной шайбой и клиновидной многослойной пластинкой в иммерсии транспаранта с маской, имеющего возможность перемещения вдоль чувствительной поверхности ПЗС-матрицы. При отсутствии световолоконной шайбы транспарант с маской необходимо располагать как можно ближе к чувствительной поверхности ПЗС-матрицы. Однако наличие герметичной колбы ПЗС-матрицы препятствует такому совмещению, Обычно это преодолевается построением изображения маски на чувствительной поверхности ПЗС-матрицы с помощью объектива (особенно для масок с высокими пространственными частотами), что ведет к усложнению конструкции процессора и снижению надежности его работы.40 линейкой светоизлучателей и растром со ставляет 0,50,9 от фокусного расстояния цилиндрических линз. Такие пределы возможного выбора расстояния обеспечивают возмокность сокращения потерь энергииизлучения при освещении прямоугольного торца клиновидной многослойной пластинки 7.Совместное уменьшение расходимости излучения в обоих напрэвлеггиях достигается использованием растра со сферическими Для обеспечения более полного попадания излучения одного светодиода в соответствующий ему по расположению прозрачный слой с показателем преломления иг 8 между линейкой светоизлучателей 6 и клиновидной многослойной пластинкой 7 размещают растр с элементами в виде двояковыпуклых цилиндрических линз, образующие которых параллельны слоям клиновидной многослойной пластинки 7. Период размещения линз равен периоду размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателей 6 и растром составляет 0,5,0,9 от фокусного расстояния цилиндрических линз. Это обеспечивает уменьшение изменения углов падения лучей.от светоизлучателей в плоскости, перпендикулярной слоям клиновидной многослойной пластинки 7. При этом фокусное расстояние линз выбирается таким, чтобы ширина падающего на торец прозрачного слоя с показателем преломления иг 8 излучения от одного светодиода была примерно равна толщине этого слоя. Кроме того, выбор расстояния между линейкой светоизлучателей 6 и растром равным 0,50,9 от фокусного расстояния цилиндрических линз обеспечивает небольшую рэсходимость излучения светоизлучателей, которая необходима для освещения строки ПЗС-матрицы 4,Экспериментальные и теоретицеские исследования показали, что наиболее эффективно проникает в прозрачные слои излучение, расходимость которого составляет около 20 град в направлении, параллельном слоям. Это объясняется существенным атракением излучения от передней грани клиновидной многослойной пластинки,Снижение расходимости излучения в этомнаправлении с помощью растра двояковыпуклых цилиндрических линз, образующиекоторых перпендикулярны слоям клиновидной многослойной пластинки 7, позволяетповысить световую эффективность устройства и значительно уменьшить потери энергии излучения, Период размещения линз в растре равен ггериоду размещения светаизлучателей в линейке, а расстояние между 5 10 15 20 25 30 35 линзами. Выбор расстояния между линейкой светоизлучателей и растром обосновывается соображениями, приведенными выше,Размещение между ПЗС-матрицей 4 и клиновидной многослойной пластинкой 7 транспаранта с маской (который может представлять из себя управляемый пространственный модулятор), имеющего возможность перемещения вдоль чувствительной поверхности ПЗС-матрицы, .ггозволяет применять предлагаемый оптический процессор для обработки радиосигналов и проведения вычислительных операций,При использовании предлагаемого оптического процессора для обработки данных РЛС с синтезированной апертурой (энэлогично прототипу) маска имеет пропускэние. соответствующее изменению фазы принимаемого сигнала-отклика зоны обзора в зависимости от дальности до целей и их полокения относительно движущегося носителя. При этом азимутальное направление на маске перпендикулярно регистру сдвига ПЗС-матрицы 4, а прозрацные слои с показателем преломления иг О.клиновидной многослойной пластинки 7 обеспециваот засветку чувствительных элементов ПЗС- матрицы и маски в направлении дальности, ПЗС-матрица 4 в этом случае долкна работать в режиме временной задержки с накоплением (достигается блоком управления ПЗС-матрицы) для проведения корреляционной обработки по азимуту аналогична прототипу. Необходимость воэможности перемещения маски в плоскости чувствительной поверхности ПЗС-матрицы 4 обьясняется возлгокным изменением геометрии полета носителя (изменением высоты полета, располокения эоны обзора и т,п.). Кроме того, перемещением маски можно уменьшать влияние изменения прямолинейности курса носителя,Предлагаемый оптический процессор позволяет также значительно повысить разрешающую способность по дальности, которая в известнь 1 х процессорах определяется числом чувствительных элементов ПЗС-матрицы по дальности и размером зоны обзора в этом же.направлении. Использование и-го числа процессоров позволяет в и раз увеличить число чувствительных элементов за счет использования п-го количества ПЗС- матриц. При этом принимаемые носителем сигналы-отклики зоны обзора должны быть разбиты на и частей тэк же. как и мака,в направлении дальности, Т.к. и процессоров будут иметь только электрическую связь, а в остальном независимы друг от друг. то10 15 20 25 30 40 45 50 55 каждый из них сохранит свою компактность и, следовательно, виброзащищен ность и надежность. Электрическая связь и-процессо.ров должна обеспечивать передачу и суммирование информации со всех процессоров,При использовании предлагаемого оптического процессора в вычйслительной технике, например. для перемножения вектора на матрицу на каждый светоизлучатель линейки подается соответствующий . элементу вектора сигнал, а пропускание маски отвечает расположению элементов в матрице. ПЗ С-матрица обеспечивает считывание или смещение принятых сигналов для Обеспечения выполнения математических операций.Компактность предлагаемого оптического процессора по сравнению с известны.ми см. также Автометрия. 1988, М 6, с.89-99) очевидна, Подобная компоновка позволяет жестко сОединить отдельные эле-. менты процессора и обеспечить хорошую помехозащищенность и, следовательно, пооысить надежность работы процессора, Кроме того, предлагаемый оптический процессор, в отличие от известных, позволяет без потери помехозащищенности и надежности значительно расширить воэможности обработки различных сигналов за счет количественного увеличения числа оптических процессоров. Увеличение числа известных процессороо уменьшает помехозащищенность и надежность в и раз(по числу используемых процессоров и) по сравнению с подобной реализацией о прототипе. Кроме того, по сравнению с прототипом, в котором временная длительность обрабатываемого радиолокационного сигнала ограничена . длиной акустооптической ячейки, работающей о режиме модулятора лазерного излучения, предлагаемое техническое решение позооляет в случае обработки сигналов РСА увеличить длительность обрабатываемых сигналов и, следовательно, увеличить зону обзора земной поверхности по дальности.Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достичь поставленной цели, является новым и обладает "существенными отличиями",Формула изобретения 1. Оптический процессор, содержащий последовательно установленные источник излучения, электрически связанный с блоком управления, оптическую систему формирования распределения излучения и ПЗС-матрицу, электрически связанную с блоком управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов оптического процессора и повышения надежности его в работе, источник излучения выполнен в виде линейки светоизлучателей. оптическая система формирования распре. деления излучения - о виде клиновидной многослойной пластинки, содержащей периодически чередующиеся два слоя различной толщины, причем первый слой обязательно является светопроводящим с показателем преломления п 1, а второй слой- отражающим излучение, толщина прозрачного слоя с показателем преломления п 1 не превышает велйчиныкратной периоду размещения чувствительных элементов ПЗС-матрицы, а суммарная толщина первого и второго слоев кратна периоду размещения чувств ител ьн ь 1 х элементов П 3 С-матрицы, период чередования слоев кратен периоду размещения светоизлучателей в линейке, слои перпендикулярны наклонной грани клиновидной многослойной пластинки, при этом прямоугольный торец клиновидной многослойной пластинки с большей площадью обращен к линейке светоизлучателей и параллелен ей. а линейка светоизлучателей перпендикулярна слоям клиновидной многослойной пластинки, на наклонную грань клиновидной многослойной пластинки нанесено отражающее покрытие, а ПЗС-матрица расположена под гранью многослойной клиновидной пластинки, противоположной наклонной грани, причем чувствительная поверхность ПЗС- матрицы обращена к этой грани.2. Процессор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, промежуток между клиновидной многослойной пластинкой и чувствительной поверхностью ПЗС-матрицы заполнен иммерсией с показателем преломЛЕНИЯ ПЗП 1. 3. Процессор по пп,1 и 2, о тл и ч а ющ и й с я тем, что оторой слой оыполнен прозрачным с показателем преломленияп 2 п 1.4. Процессор по пп,1 и 2, о тл и ч а ющ и й с я тем, что второй слой выполнен непрозрачным, например металлическим,5, Процессор по пп,1 - 3, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что между клиноойдной много" слойной пластинкой и чувствительной поверхностью ПЗС-матрицы вплотную установлена световолоконная шайба, диаметр оолокон которой меньше размера чувствительного элемента ПЗС-матрицы, а промежуток между клиновидной многослойной пластинкой и световолоконной шайбой заполнен иммерсией с показателем ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПЗП 1.6. Процессор по пп.1-5, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что между линейкой светоизлучателей и клиновидной многослойной пластинкой установлен растр с элементами в вйде двояковыпуклых цилиндрических линз, образующие которых параллельны линейке светоизлучателей, период размеще.ния линз в растре соответствует периоду 5 размещения светоизлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателей и растром составляет 0,5-0,9 фокусного расстояния цилиндрических лйнэ,7. Процессор по пп,1 - 5. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что между линейкой светоизлучателей и клиновидной мйогослойной пластинкой размещен растр с элементами в виде двояковыпуклых цйлиндрических линз, образующие которых параллельны 15слоям клиновидной многослойной пластинки, период размещения линз соответствует периоду размещения светоиэлучателей в линейке, а расстояние между линейкой светоизлучателей и растром составляет 0,5-0.9 20 фокусного расстояния цилиндрических линз,8, Процессор по пп,1 - 5. о т л и ч а ю щий с я тем, что между линейкой светоиэлучателей и клиновидной многослойной пластинкой размещен растр с элементами в виде двояковыпуклых сферических линз, период размещения которых соответствует периоду размещения светоизлучателей в линеике, а расстояние между линейкой светоиэлучателей и растром составляет 0,5-0 Я фокусного расстояния сферических линз,9. Процессор по пп,1-8, о тл ич а ю щий с я тем, что под гранью клиновидной многослойной йластинки, противоположной наклонной, в иммерсии с показателем преломления пзп 1 расположен транспарант с маской, име ощий возможность перемещения вдоль чувствительной поверхности ПЗС-матрицы,-натрнцы фиг,З 02 (9 Корректор В,Петраш Составитель В,БерезТехред М,Моргентал едактор ляд аказ 43 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж л.Гагарина, 101 4Тираж . ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5
СмотретьЗаявка
4897473, 28.12.1990
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИООПТИКИ
ДОЛГИЙ ВАДИМ АНАТОЛЬЕВИЧ, ЕВТИХИЕВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ, КОРОЛЕВ-КОРОТКОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, ШЕСТАК СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01S 13/90, G06E 3/00
Метки: оптический, процессор
Опубликовано: 30.12.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/9-1784957-opticheskijj-processor.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Оптический процессор</a>
Предыдущий патент: Фиксатор переключателя
Следующий патент: Генератор дискретных ортогональных функций
Случайный патент: Способ получения искусственной кожи