Устройство для отображения информации Советский патент 1988 года по МПК G03G16/00 G11B7/00 

YllE r & / //////// L

tcv у ч ч уч ч- ч 1 1 ч м. ч ч ч viC .

00- Oi

ел v

Изобретение относится к технике записи и воспроизведения информации на деформируемых слоях. Цель изобретения - повышение качества отображения информации. Устройство содержит основание 1, управляющие электроды 2, регистр сдвига, регистр памяти, знакогенератор, усилители напряжения, узел тактирования, шины 8, 9, 10 и 11,корпус 12 модулятора с отверстием 13, призму 14 с прозрачным электродом 15 и светомоду- лирующий слой 16, систему 17 воспроизведения, содержащую источник 18 света, объективы 19 и 20, диафрагмы 21 и 22, узел 23 сканирования с зеркалом 24, экран 25 со строкой 26, диэлектрические пленки и подложку 28. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет повысить контраст и разреп1ающую способность устройства за счет устранения взаимного влияния электродов 2. 3 ил. i С/)

Фиг.1

1

Изобретение относится к технике записи и восгфоизведения информации на деформируемых слоях и может быть использовано в автоматизированных системах управления и информационных системах для вывода информации из ЭВМ на большие экраны в реальном масштабе времени и регистрации информации на светочувствительных носителях.

Целью изобретения является повышение качества отображения информации путем повьш1ения контраста и разрешающей способности.

На фиг. 1 приведена оптическая схема устройства; на фиг. 2 - расположение элементов модулятора на основании; на фиг. 3 - конструкция управляющих электродов.

Устройство (фиг. 1) содержит основание 1, управляющие электроды 2, регистр 3 сдвига, регистр 4 памяти, знакогенератор 5, усилители 6 напряжения, узел 7 тактирования, информационную шину 8, шину 9 тактирования шину 10 питания, общую шину 11, корпус 12 модулятора с отверстием 13, призму 14 полного внутренне1-о отражения с прозрачным электродом 15, светомодулирующий слой 16; щелевую систему 17 воспроизведения, содержащую источник 18 света (например,лазерный) , сферический объектив 19, объективы-анаморфоты 20, входную 21 и выходную 22 диафрагмы, узел 23 сканирования с зеркалом 24 и экран 25 со строкой 26 отображения информации а также диэлектрические пленки 27 и подложку 28,

Устройство работает следующим образом.

На регистр 3 сдвига из ЭВМ (не показана) поступают коды знаков, составляющих одну строку текста. После окончания записи строки текста по сигналу, поступающему с шины тактирования на узел 7 тактирования, содержимое регистра 3 сдвига передается в регистр 4 памяти. С выходов регистра 4 памяти кодовые группы знаков строки поступают на входы знакогенератора 5, формирующего позиционньй код. Разрядность позиционного кода равна числу точек в изображении одной строки. Если знак воспроизводят матрицей 5x7 точек, то каждая строка текста отображается на экране с помощью семи строк изображения. При

0

5

1

0

5

0

5

0

5

202

неизменном содержании регистра 4 памяти позиционный код на выходах знакогенератора 5 меняется управляющими импульсами тактирования в соответствии с изменением номера строки в матрице изображения знака. За время воспроизведения содержимого регистра 4 памяти в регистр 3 сдвига поступают коды знаков следующей строки текста. Вьсходы знакогенератора 5 через усилители 6 напряжения подключены к управляющим электродам 2, число которых равно числу точек в строке изображения (разрядности позиционного кода) , В основании 1 (из кремния) в области управляющих электродов 2 выполнена подложка 28 с проводимостью (например, п-типа) и соединена с прозрачным электродом 15 и общей шиной 11 . Управляющие электроды 2 изолиро :; ваны от подложки 28 диэлектрическими пленками 27. Потенциал подложки между управляющими электродами является постоянным и равен нулю. Это исключает взаимное влияние электродов и повьш1ает контраст изображения за счет создания периодического изменения потенциала.

Диэлектрические пленки 27 имеют весьма малую по сравнению с периодом размещения электродов толщину. Это способствует сохранению планарности электрического поля в плоскости управляющих электродов. Пространственное распределение управляющего потенциала в этой плоскости имеет форму последовательности прямоугольных импульсов.

Под действием напряжений, поступающих с информационной шины 8, на управляющих электродах 2 возникает электрическое поле, управляющее светомо- дулирующим слоем 16, размещенным на прозрачном электроде 15, установленном на гипотенузной грани призмы 14 полного внутреннего отображения, которая размещена в отверстии 13 корпуса 12 модулятора, активные элементы которого соединены с щиной 10 питания. В качестве светомодулирующего слоя в устройстве может быть использован, например, деформируемый эласто- мерный слой. Электрическое поле вызывает деформацию поверхности эласто- мерного слоя в соответствии с содержанием позиционного кода. Записанный рельеф воспроизводят на экране 25 в виде узкой строки 26 изображения с

помощью оптической щелевой системы

17воспроизведения. Свет от источник

18света формируется в узкую строку сферическим объективом 19 и цилиндри ческими объективами-анаморфотами 20 Одновременно объектив-анаморфот 20 проектирует на экран поверхность эластомерного слоя. Преобразование рельефно-фазовой модуляции света в модуляцию интенсивности элементов строки на экране осуществляется входной 21 и выходной 22 диафрагмами.

Сканирование строки (например, зеркалом 24 зеркального гальваномет- ра) синхронно с поступлением кодов знаков строк из ЭВМ обеспечивает изображение на экране заданной цифровой информации.

Для создания немерцающего изобра- жения информация регенерируется в ЭВМ с частотой кадровой развертки.

Глубина рельефа А поверхности светомодулирующего слоя связана с управляю1цими напряжениями, парамет- рами среды и геометрическими параметрами -устройства следую1цим соотношением:

А

Uo-Uigo(e.)-.

4SG (5,+ EJ-I/S)

(Sh rbS-Chfj S -/5S)

(/bS) -tf;Sh/ f+,th/5S-Ch/5E

и

о иуЕо(,),- i

TSG

(/JS),

де и„, и о

, ,EI

G

S I f

2jr d

управляющие напряжения, соответственно постоянное и синусоидальное; „ диэлектрические постоянные воздушной среды; равновесный модуль сдвига светомодулирующего слоя

толщина светомодулирующего слоя; величина зарядаi

пространственная частота размещения управ- 50 ляющих электродов.

45

Пространственно-частотная характеристика ) имеет резонансный характер.

Положение максимума и его величина зависят от периода управляющих электродов d, толщины слоя S, зазора L между электродами и светомоду

5

0

5

0

5

„

0

5

5

лирующим слоем. Эта зависимость определяет следую1ций оптимальный набор параметров устройства. Величина зазора должна выбираться из условия L/S 0,25. При этом R,() имеет максимум при значении S 2,5. Таким обра- зом, оптимальные геометрические параметры устройства связаны следующими соотношениями:

S 0,4 d; f 0,25 S 0,1 d.

Ширина полосковых диэлектрических пленок должна на 10-20% превьппать ширину управляющих электродов для защиты от пробоя по боковой поверхности диэлектрической пленки.

Экспериментально установлены следующие интервалы в соотнотени5гх между параметрами устройства: S (0,35 - 0,45)d, L(0,1-0,15)d; t(0,55-0,6)d.

Выполнение конструкционных элементов по приведенным соотношениям позволяет создать периодическое электрическое поле, в котором преобладает первая гармоника пространственной частоты.Малая толщина полосковьгх диэлектрических, пленок обеспечивает одинаковое влияние на светомодули- рующую среду управляющих электродов и проводящей области подложки. Превышение ширины диэлектрических пленок над пшриной управляющих электродов повьппает электрическую прочность на боковых торцах электродов.

При данных соотношениях между параметрами устройства величина синусоидального напряжения U, определяется соотношением U, 3,2 10 -VSG, а постоянное напряжение U j, 1/2-U,.

Пример. В устройстве толщина светомодулирующего слоя 10-20 мкм, зазор между ней и управляющими электродами 10-20 мкм. Ширина управляющих электродов 10-20 мкм, дпина 2-3 мм, период размещения 10-20 мкм. Ширина диэлектрических пленок на 10-20% превьш1ает ширину управляющих электродов, а их толщина лежит в пределах 0,4-1,2 мкм. Диэлектрические пленки выполнены из моноокиси кремния. Электрическая прочность пленки указанной толщины не менее 80-120 В. Управляющие электроды выполнены из алюминия толщиной 1 мкм. Напряжение на управляющих электродах при записи 50-100 В. Постоянная времени образования и стирания рельефа светомодулирующего слоя составляет 30 мкс,что

513651

позволяет отображать информацию в реальном масштабе времени.

Использование лазерного источника света позволяет создать на экране световую строку шириной 1 мм при размерах экрана 1-2 м и освещенности 300-400 лк. Использование вместо экрана светочувствительного носителя позволяет регистрировать информацию. В этом случае вместо блока сканирования используется протяжка носителя

Ь

10

Устранение взаимного влияния электродов позволяет повысить разрешающую способность и контраст отображаемой информации и улучшить качество отображения.

Формула изобретения

Устройство для отображения информации, содержащее щелевую систему воспроизведения, оптически связанную через призму полного внутреннего отображения и прозрачный электрод со светомодулирующим слоем, модулятор напряжений, состоящий из основания с расположенными на нем и последовательно соединенными регистрами сдвига и памяти, знакогенератором.

10

Ь

0

г,

0

25

0

20

усилителями напряжения и управляющими электродами, расположенными над светомодулирующим слоем, а также узлом тактирования, входы которого соединены с шиной тактирования и общей шиной, с которой также соединен про- врачный электрод, а выходы - с входами тактирования регистра памяти и знакогенератора, причем информационный вход регистра сдвига связан с информационной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения качества отображения информации путем повьш1ения контраста и разрешающей способности, на основании в месте размещения управляющих электродов установлена подложка из полупроводникового материала, каждый из управляющих электродов установлен на подложке через диэлектрическую пленку, а подложка соединена с общей пи- ной, этом толщина S светомодели- рующего слоя связана с периодом d размещения управляющих электродов соотношением S (0,35-0,45)d, зазор L между управляю цими электродами и светомодулирующим слоем определяется из соотношения L (0,1-Q,15)d, а ширина t диэлектрических пленок - t (0,55-0,6) d.

У

Фиг. 2