УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1974 года по МПК H04N5/66 

1

Изобретение относится к области онтикоэлектроники и может использоваться для безынерционного нолучения изображений, отраHlaromHX какую-либо информацию, а также для телевизионного экрана больших размеров.

Известно устройство, содержащее электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), Эv eктlpooптичecкий кристалл, проекционную оптику, источник света и поляризационную призму.

В этом устройст1ве элект рооптический кристалл помещен в:нут|ри ЭЛТ, что ухудшает работу ЭЛТ и ведет к потере со временем нуж.ных свойств кристалла из-за непосредственного попадания на него электрошюго потока.

Целью изобретения является улучшение качества фо1р мируемого изображения и упрощеаие устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве элекТ|рооптический К1ристалл располагается снаружи ЭЛТ и контактирует с ее металловолоконным экраном через тонкое диэлектрическое зеркало. Оптическое изображение, содержащее информацию, получается в отраженном от этого зеркала свете.

В этом случае юристалл не подвергается нецО:рредстве:Нному действию электронного пуч1ка ЭЛТ и не связан с внут1ренним объемом трубки. Соответственно отнадают трудности, связанные с раЗ:мещением кристаллической пластинки в вакуумной колбе ЭЛТ, когда осложняется обезгаживание, и другие технологические операции. Упрощается также монтаж кристаллической пластины с прозрачным контрэлектродол.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Пластина 1 электрооптического кристалла Z-icpe3a располагается вне ЭЛТ 2, контактирун с ее металловолоконным экраном 3 через тонкий иммерсионный слой 4 Жидкости и тонкое диэлектрическое зеркало 5. С другой стороны к пластине кристалла приклеен прозрачный коптрэлектрод 6, который соединен

с ИСТОЧНИК01М 7 модуляционного напряжения (источником видеосигнала). ЭЛТ имеет системы: фокусировки 8 и отклонения (сканирования) 9. На одной оси с ЭЛТ находятся линза 10, поляризационная призма Глазебрука 11 из шпата и экран 12 (плоскость действительного изображения). На оси, перпендикулярной к оси ЭЛТ, напротив призмы 11 располагаются копденсорная линза 13 и источник света 14.

В качестве электрооптического кристалла целесообразно использовать кристаллы из веществ с наибольшим электрооптическим эффектом, т. е. с минимальнььм управляющим напряжением, например кристаллы КДгН, у

которых полуволновое напряжение составляет величину порядка 3-4 кв. Электрический контакт контрэлектрода 6 с кристаллом может быть осуществлен путем склейки эпоксидной смолой.

Контрэлекцрод 6 целесоофазно выполнить в виде стеклян,ной подложки (пластинки) с нанесенным на нее тонким слоем закиси олова. Тонкое диэле;кт|рическое зеркало 5 может быггь нанесено на наруж ную noieeipxiHocTb металловолоконного экрана 3 ЭЛТ или на полированную поверхность кристалла. Его изготавливают путем напыления нескольких слоев сульфида цин1ка и К|риолита по известной технологии. Электрический контакт между К|рис тал1личеокой пластиной 1 и зе|ркало1М 5 целесообразно создать с помош,ыо среды, имеющей коэффициент преломления, равный коэффициенту прелОМ я€Еия кристалла (иммерсионный слой). В качестве такого вещества может, например, использоваться маело или смесь масел. В это-м случае отпадает необходимость в полировке поверхности кристалла, обращер1|Нной к зеркалу. Фокусирующая 8 и отклоняющая 9 системы ЭЛТ выполпяют обычные функции и могут быть еделапы электростатическими.

В качестве источника света 14 могут использоваться ксеноновая или ртутная лампы, имеющие малый размер святящегося пятпа и больщие мощности излучения.

Конденсорная линза 13 собирает свет источника 14 и создает сходящийся пучок света. Призма Глазебрука 11 поляризует свет источника и направляет его к линзе 10, которая формирует параллельный пучок света, необходимый для нормальной работы электрооптического К|ристалла. Параллельный, линейно-поляризованный световой поток проходит через прозрачный конирэлектрод 6, кристаллическую пласгииу 1, отражается от диэлектрического зеркала 5 и снова проходит через кристалл в направлении приз-мы. Если на гранях кристалла напряжение отсутствует, то идущий к призме световой поток сохраняет первоначальную поля|ри;зацию но всему сечению и направляется призмой к источнику света- 14. Прохождение световой энергии в направлении зк|рана 12 при этом отсутствует. Призма играет роль анализатора с ортогональ ной ориентацией поляризации относительно исходной.

При движении электронного луча по экрану ЭЛТ щтырвки металлического эк|рана приобретают равновесный потенциал. При выборе ускоряющего электронный луч напряжения больще первого критического потенциала (потенциал, при котором коэффициент вторичной эмиссии внервые становится равным 1) равновесный потенциал изолированных штырьков равен примерно ускоряющему потенциалу. Поскольку ускоряющий электрод ЭЛТ заземлен (соединен с общей щиной), как это показано на чертеже, то электронный луч сообщает точкам ло1верхности диэлектрического зеркала, находящимся над щтырьками, примерно- нулевой потенциал. При достаточно тонких зеркале и иммерсионном слое, когда потерей напряжения на них можно принебречь, можно считать, что электронный луч как бы электрически соединяет через штырьки участки кристалла, находящиеся над ним, с «землей, играя роль пространственного коммутатора (ключа). Источник 7 модуляционного напряжения подключен к коптрэлектроду 6 кристалла и, следовательно, создает меняющуюся во времени разность потенциалов между его наружной (правой на чертеже) гранью и участками другой грани, расположенными против штырьков экрана, когда па эти штырьки лопадает электронный луч. Совместное действие электронного луча и модуляционного напряжения создает на кристалле лотенциальный рельеф, отображающий информацию. Получаемый потенциальный рельеф имеет в определенной мере дискретный характер, соответственно расположению металлических штырьков ,3 экране прубки. Чем тоньше пластина кристалла, тем сильнее выражена диск/ретность нотенциального рельефа. При наличии на кристалле потенциального рельефа световой поток по выходе из кристалла имеет но поперечному сечению С0|0тветствующую модуляцию. С помощью призмы 11, играющей роль скрещенного анализатора, фазовая модуляция преобразуется в амплитудную модуляцию света.

В результате этого после призмы может быть получено изображение, соответствующее лотенциальному рельефу и отображающее требуемую информацию.

Чем тоньше пластина кристалла, тем более распределение электрического поля в нем приближается к «точечному, отражая дискретную структуру экрана. Соответственно увелидивается контрастность изображения и разрешение, определяемое в пределе числом штырыков экрана.

Элбктрооптические кристаллы обладают достаточно высоким удельным сонротивлением, и образованный на них лотенциальный рельеф может сохраняться сравнительно долго. Постоянная времени разряда заряженных пластин кристаллов типа КД2П, КДП при комнатной тем-пературе составляет величину л орядка 0,05-0,15 сек.

При телевизионной развертке смена кадров происходит в течение 0,04 сек. Следовательно, за время кадра разряд заряженных участков кристалла незначителен. Это предотвращает мерцание экрана, снижает Т1ребования к току электронного луча, который в данном устройстве выполняет одновременно функции залиси и стирания. При 76% модуляции светового потока модуляционная характеристика устройства отображения, так же как и классической элек11рО|Нно-лучевой трубки с люминесцентным экраном, квадратична. Напряжение модуляции, подаваемое на кристаллы КДгП, ири двойном прохождении авета через кристалл в этом случае раено 1 «в. Высокие диэлектрические свойства кристалла позволяют формировать оптическое изображение с высоким .разрешением.

П ip е д м е т и з о б р е т е in и я

Устройство отображения информации, содержащее электропно-лучевую трубку с ме6

талловолокоиным экрано-м, электрооптический кристалл с конърэлектродом, источник света. поляризационную призму и проекционную оптику, о т л и чающееся тем, что, с целью улучшения качества формируемого изображения, упрощения устройства, электрооптический кристалл с контрэлектродОМ устанавливается с внешней стороны электронно-лучевой трубки перед металловолоконным экраном, а между кристаллом и экраном помещен тонкий им1мерсионный масляный слой.

12