Устройство для цветного отображения информации Советский патент 1984 года по МПК G11B9/08 G03G16/00 G11B7/00 

Изобретение относится к технике записи и воспроизведения информации на деформируемых слоях электрофотографическим способом. Известно устройство для цветного отображения информации, содержащее источник света, конденсор,входную диафрагму, трехцветный секционный светофильтр, фазово-оптический модулятор света с призмой полного внутреннего отражения с гелеобразным слоем и тремя группами элект- . родов для образования на экране стр ки изображения, выходную щелевую диафрагму и систему сканирования строки, расположенную между объективом-анаморфотом и экраном отображения 13. Недостатком устройства являются невысокие разрешающая способность и яркость изображения. Цель изобретения - повышение качества изображения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для цветного отображения информации, содержащем источник света, конденсор, входную диафрагму, трехцветный секционный светофильтр, фазово-оптический модулятор света с призмой полного внутреннего отражения с гелеобразным слоем и тремя группами электродов для образования на экране строки изображения, выходную щелевую диафрагму и систему сканирования строки, расположенную между обт ективом-анаморфотом и экраном отображения, дополнительно Установлен осветительный объектив, фокальные плоскости которого совмещены с вход ной диафрагмой и плоскостью трехцветного светофильтра, при этом объектив-анаморфот состоит из после довательно, расположенных по ходу оп тических лучей отрицательной цилиндрической линзы, размещенноймежду осветительным объективом и трехцвет ным светофильтром, цилиндрической проекционной линзы, передняя и задняя фокальные плоскости которой сов мещены соответственно с гелеобразны слоем фазово-оптического модулятора и с выходной щелевой диафрагмой, и положительной цилиндрической линзой сжатия светового потока в строк причем образующие отрицательной цилиндрической линзы и положительной цилиндрической линзы сжатия перпендикулярны, .а полосы выходной диафра мы и образующая проекционной линзы параллельны направлению управляющих электродов, а конденсор содержит сферическую линзу, в задней фокальной плоскости которой установ лен оптический растр, состоящий из взаимно сопряженных линзовых и зеркальных элементов для формирования действительных изображений источника, расположенных в ряд, параллельный образующей отрицательной цилиндрической линзы, причем входная диафрагма выполнена в виде поворотных зеркал, совмещенных с изображениями источника света и ориентированных на входной зрачок осветительного объектива. Введение в оптическую схему осветительного объектива позволяет выполнять диафрагму в виде отверстий, на которые конденсором спроектирован источник света. Тем самым устраняются потерисвета на непрозрачных полосах входной диафрагмы и повышается яркость изображения. Выполнение объектива-анаморфота в виде расположенных и ориентированных указанным образом отрицательной .цилиндрической линзы, цилиндрической проекционной линзы и положительной цилиндрической линзы сжатия позволяет при меньших габаритах оптической системы получить на экране проекцию отверстия входной диафрагмы в виде более узкой световой полосы и увеличить тем самы1 1 разрешающую способность устройства по вертикали. Оптический растр из линзовых и зеркальных элементов формирует на поворотных зеркалах входной диафрагмы изображения источника света и обеспечивает малый угол расходимости светового потока в меридиональной плоскости. Тем обеспечивается согласование осветителя с объективом-анаморфотом, лучшее использование светового потока, повышение яркости и качества изображения. На фиг, 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства} на фиг, 2 - управляющие электроды; на фиг, 3 - принципиальная схема конденсора с оптическим растром и входной диафрагмой в меридиальной плоскости, на фиг.4 - то же,: в сагиттальной плоскости. Устройство содержит источник света 1, конденсор 2, входную диафрагму 3, осветительный объектив 4, трехцветный секционный светофильтр 5, призму полного внутреннего отражения 6, цилиндрический объектив-анаморфот 7, в который входят отрицательная линза 8, цилиндрическая проекционная линза 9, положительная цилиндрическая линза сжатия 10, выходщую щелевую диафрагму 11 в виде одной или нескольких непрозрачных полос, систему сканирования строки 12, экран 13. Модулятор света 14 содержит диэлектрическую пластину 15 с прозрачным электропроводящим слоем 16, на который нанесен деформируемый гелеобразный слой 17, и вторую диэлектрическую пластину 18 с тремя секциями управляющих электродов 19, подключенных к разным

Источникам управляющих сигналов и расположенных по три вдоль каждого электрода 20, соединенного с электрпроводящим слоем 16 и корпусом.

Образующие отрицательной цилиндрической линзы 8 и положительной цилиндрической линзы 10 перпендикулярны к управляющим электродам 19.

Образующие цилиндрической проекционной линзы 9 и полосы выходной диафрагмы 11. перпендикулярны к образующим положи те ль ной цилиндрической линзы сжатия 10 и параллельны управляющим электродам 19,

Конденсор 2 (фиг. 3,4) содержит сферическую линзу 21, в переднем фокусе которой расположен источник света 1, а в заднем фокусе установлен оптический растр 22,

Оптический растр 22 содержит взаино сопряженные линзовые 23 и зеркалные 24 элементы. Задние фокусы 25 линзовых элементов оптического растра расположены с шагом t на оси т,т образованной пересечением сагиттальной, плоскости XOZ с передней фокальной плоскостью осветительного объектива 4. Входная диафрагма 3 содержит поворотные зеркала 26, расположенные на оси т,т в задних фокусах 25 элементов оптического растра с шагом t и ориентированные на входной зрачок осветительного объектива 4.

Устройство работает, следующим образом.

Осветительный объектив 4, отрицательная цилиндрическая линза 8 и положительная цилиндрическая линза сжатия 10 образуют длиннофокусный телескопический объектив и обеспечивают сжатие изображения по верТИКсШИ.

В горизонтальной (сагиттальной ) плоскости осветительный объектив 4 и цилиндрическая проекционная-линза 9 совместно с выходной диафрагмой 11 образуют оптическую систему визуализации фазовой рельефной записи. В результате весь световой поток, проходящий через деформируемый гелеобразный слой 17, на экране 13 сведен в узкую световую строку 27, которая в вертикальной плоскости является изображением поворотных зеркал 26 диафрагмы 3, а в горизонтальной плоскости - визуализированным изображением носителя записи 17,

Расположение цилиндрической проекционной линзы 9 параллельно носителю записи 17 обеспечивает фокусировку изображения на экране и повышает разрешающую способность по горизонтали.

Запись информации осуществляется построчно. Элементы строки промодулированы по яркости и цвету рельефом гелеобразного слоя 17 в соответствии с управляющими электрическими сигналами цветности, поступающими от источников на управляющие электроды 19,

Участки деформируемого слоя,расположенные под секциями управляющих электродов, освещаются через светофильтр 5 разными цветами. Окрашенные световые потоки на экране цилиндрической оптики сводятся в полноцветную строку.

Весь кадр получают системой сканирования строки 12, которая установлена непосредственно за диафрагмой 11 и параллельно ей, где выходной световой поток имеет наименьшее сечение. Это позволяет уменьшит размеры зерксьла и улучшить качество развертки.

, Оптичёский растр 22 в конденсаре 2 обеспечивает уменьшение угла расходимости 2 5 освещаемого светового потока в меридиональной плоскоти в Ы раз по сравнению с двузслинзовым конденсором (N - число линзойых элементов оптического растра). Зеркальные элементы 24 растра отражают задние фокусы 25 линзовых элементов J23 на поворотные зеркала 26 входной диафрагмы 3. Поворотные зеркала 26 выполняют роль точечных вторичных источников света и формируют освещающий световой поток с малым углом расходимости 2 у в меридиональной плоскости. Это обеспечивает согласование телескопического объективаанаморфота с конденсором и повышение яркости изображения. В то же время сохраняются малые размеры вторичных источников света, что необходимо для эффективной визуализации рельефно-Фазовой записи,

Уменьшение угла расходимости 2 у позволяет также уменьшить момент инерции системы сканирования 12, улучшить качество развертки и связанную с ним раэрешакк47К) способность.

Упругие гелеобразные слои на основе синтетического каучука имеют постоянные времени записи и стирания рельефа Гз21Е.сг10-20 мкс и позволяют отображать информацию в реальном масштабе времени.

Линейная светомодуляционная характеристика устройства в диапазоне управляющих напряжений ЭО-250 В обеспечивает воспроизведение полутоновых цветовых изображений.

Высок ая разрешающая способность устройства позволяет воспроизводить в строке 1000-2000 элементов. Применение в устройстве телескопического сферо-цилиндрического объектива сжатия позволяет снизить габаритный размер устройства и получить разре.шение на экране 1000-2000 строк .

Применение в конденсоре оптического растра и выполнение входной диафрагмы в виде поворотных зеркал повышает яркость изображения и коэффициент использования светового потоКа источника..

Предлагаемое устройство может найти применение для воспроизведеК

ния цветных тeлeв fз oнныx иэрбра жений и информации из ЭВМ на экранах 2-6 м в реальном масштабе времени. По сравнению с известными системами отображения предлагаемое устройство имеет меньшую стоимость, более простую конструкцию и обеспечивает повышенную разрешающую способность.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦВЕТНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее источник света, конденсор , входную диафрагму, трехцветный секционный светофильтр, фазово-оптический модулятор света с призмой полного внутреннего отражения с гелеобраз- ньл^ слоем и тремя группами электродов для образования на экране строки изображения, выходную щелевую диафрагму и систему сканирования строки, расположенную между объектив ом- аи аморфо том и экраном отображения, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изображения, оно дополнительно содержит осветительный объектив, фокальные плоскости которого совмещены с входной диафрагмой и плоскостью, трехцветного светофильтра, при этом объектив-анаморфот состоит из последовательно расположенных • по ходу оптических лучей отрицательной цилиндрической линзы, размещенной между осветительньп.! объективом и трехцветным светофильтром, цилиндрической проекционной линзы, передняя и задняя фокальные плоскости которой совмещены соответственно с гелеобразным слоем фазово-опти- ческого модулятора и с выходной щелевой диафрагмой>& и положительной цилиндрической линзой сжатия светового потока в строку, причем образующие отрицательной цилиндрической линзы и положительной линзы сжатия перпендикулярны, а полосы выходной диафрагмы и образующая проекционной линзы параллельны направлению управляющих электродов, а конденсор содержит сферическую линзу, в задней фокальной плоскости которой установлен оптический растр, состоящий из взаимно сопряженных линзовых и зеркальных элементов для формирования действительных изображений источника, расположенных в ряд, параллельный образующей отрицательной линзы, причем входная диафрагма выполнена в виде поворотных зеркал,совмещенных с изображениями источника . света и ориентированных на входной зрачок осветительного объектива.S6^сх>& о toо оо

,