Оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений

 

Изобретение относится к оптоэлектронике и вычислительной технике и может использоваться для сравнения двух полутоновых изображений. Изобретение позволяет повысить точность, быстродействия и расширить область применения узла. Цель достигается введением двух полевых транзисторов, двух светодиодов, при этом первый и второй фоточувствительные элементы выполнены в виде биспин-приборов. 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике и вычислительной технике и может использоваться для сравнения двух полутоновых изображений.

Известно устройство для сравнения изображений [1], содержащее источник света, матричный фотоприемник, линзы, модуляторы и анализатор.

Недостатками данного устройства являются большие аппаратурные затраты, а также использование чисто оптических элементов, требующих точной юстировки.

Известен оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений [2], содержащий элемент памяти в виде фототиристора, фотоприемный элемент, два резистора.

Недостатком данного узла является узкая область применения за счет того, что он может сравнивать только бинарные изображения и не может сравнивать полутоновые изображения.

Цель изобретения - повышение точности узла, быстродействия и расширение области его применения.

На чертеже представлена схема оптоэлектронного узла матрицы для сравнения изображений.

Оптоэлектронный узел содержит первый 1 и второй 2 фоточувствительные биспин-приборы, первый 3 и второй 4 ключевые транзисторы, первый 5 и второй 6 резисторы, первый 7 и второй 8 светодиоды, причем омические контакты обоих биспин-приборов 1 и 2 подключены к шине 9 питания, их подложки соединены между собой и со стоками первого 3 и второго 4 ключевых транзисторов, истоки которых и катоды первого 7 и второго 8 светодиодов подключены к шине 10 нулевого потенциала. Запирающий контакт первого биспин-прибора 1 соединен с затвором первого ключевого транзистора 3, через первый резистор 5 с анодом первого светодиода 7 и с прямым электрическим выходом 11 узла. Запирающий контакт второго биспин-прибора 2 соединен с затвором второго ключевого транзистора 4, через второй резистор 6 с анодом второго светодиода 8 и с инверсным электрическим выходом 12 узла. Оптические выходы первого 7 и второго 8 светодиодов являются соответственно прямым 13 и инверсным 14 оптическими выходами узла. Оптические входы первого 1 и второго 2 биспин- приборов являются соответственно прямым 15 и инверсным 16 оптическими входами узла.

Оптоэлектронный узел матрицы для сравнения изображений работает следующим образом.

На шину 9 питания подают напряжение питания, на прямой оптический вход 15 подается оптический сигнал точки изображения A с удельной оптической мощностью P_A, а на инверсный оптический вход 16 - оптический сигнал точки изображения В с удельной оптической мощностью P_B. Переход подложка - омический контакт биспин-прибора можно рассматривать как фоточувствительный p-n-переход (фотодиод), поэтому от омического контакта к подложке первого и второго биспин-приборов протекают фототоки I_A и I_B, пропорциональные соответствующим входным оптическим мощностям P_A и P_B. Поскольку подложки обоих биспин-приборов объединены, то их совместная емкость заряжается фототоком I_A + I_B. Переход подложка-запирающий контакт биспин-прибора можно рассматривать как тиристорную p-n-p-n-структуру. Поэтому по достижении потенциалом на объединенной подложке величины, близкой к +U_cc, создаются условия для отпирания переходов подложка - запирающий контакт обоих биспин-приборов. Однако первым включается тот биспин-прибор на который попадает большая оптическая мощность и через омический контакт - подложка которого протекает большой фототок. Это связано с тем, что фототоки I_A и I_Bявляются управляющими для соответствующих p-n-p-n-структур обоих биспин-приборов. Как известно, из двух идентичных параллельно включенных тиристоров раньше включается тот, в цепи управляющего электрода которого больший ток. Итак, при P_A > P_B раньше открывается первый биспин-прибор 1 (на резисторе 5 формируется фронт импульса), в результате чего потенциал общей подложки биспин-приборов разряжается через открытый p-n-p-n-переход подложка - запирающий контакт биспин-прибора 1 (на резисторе 5 формируется срез импульса). Ключевой транзистор предназначен для укорочения выходного импульса, так как при формировании фронта импульса на резисторе 5 транзистор 4 открывается и разряд емкости подложки уже проходит через него, а не по более высокоомной цепи переход подложка - запирающий контакт, а резистор 5 и светодиод 7. Укорочение выходного импульса позволяет расширить динамический диапазон входных оптических мощностей в сторону увеличения. Таким образом, при P_A > P_B, выходные импульсы будут на выходах биспин-прибора 1 (электрические на выходе 11, оптические на выходе 13). Частота выходных импульсов f~ , где С - суммарная емкость подложек биспин-приборов 1 и 2 и переходов сток - исток обоих транзисторов 3 и 4. При P_A < P_B импульсы появляются на вторых выходах узла: электрические на выходе 12, оптические на выходе 14.

Формула изобретения

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УЗЕЛ МАТРИЦЫ ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащий два фоточувствительных элемента, два резистора, источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и расширения области применения за счет сравнения полутоновых изображений, в него введены два полевых транзистора, два светодиода, а первый и второй фоточувствительные элементы выполнены в виде первого и второго биспин-приборов соответственно, оптические входы которых являются соответственно прямым и инверсным оптическими входами узла, омические контакты подключены к источнику питания, подложки соединены одна с другой и подключены соответственно к стокам первого и второго полевых транзисторов, истоки которых соединены с шиной нулевого потенциала, а затворы, являющиеся соответственно прямым и инверсным электрическими выходами узла, подключены к запирающим контактам соответственно первого и второго биспин-приборов непосредственно, через первый и второй резисторы - к анодам соответственно первого и второго светодиодов, катоды которых соединены с шиной нулевого потенциала, а оптические выходы являются соответственно прямым и инверсным оптическими выходами узла.

РИСУНКИ

Рисунок 1