Устройство для отображения знаков на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1981 года по МПК G09G1/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ЗНАКОВ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТЮННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования информации в цифровой форме, а также может быть использовано в системах отображения и документирования алфавитноцифровой и другой знаковой информавди. Большинство известных генераторов знаков (ГЗ) основано на применении цифровых посто янных запоминающих устройств (ПЗУ) для хранения информации о контурах знаков. В известном устройстве отображения с ГЗ, в котором хранение информации о порядке вычерчивания знаков по осям X, У, и каналу модуляции осуществляется в цифровом виде при помощи матриц памяти (постоянных запоминающих устройств) (1 . Недостатком известных ГЗ являются сложность и высокая стоимость, которые пропорционально возрастают при усложнении формы знаков и увеличении подробности их воспроизведения. Известны также устройства, в которых информация, необходимая для управления воспроизведением знаков,храиигся в ГЗ в аналоговой форме. В данном устройстве хранение информации, о контурах знаков осуществляется посредством задания формы электродов, благодаря которым за счет емкостной связи с сеткой тактовых проводников производится считывание тактовых сигналов, причем амплитуда последних пропорциональная емкости фигзфного электрода, т.е. ширине его в месте пересечения с данным тактовым проводником. Это обеспечивает формирование изменяющихся во времени аналоговых сигналов, форма которых повторяет с некоторой дискретностью форму электрода, соответствующего воспроизводимому знаку. Выбор сигналов требуемого знака осуоюствляется при помощи мультиплексора, управляемого дешифратором кода знака 2J. Недостатками подобных ГЗ является сложность технической реализации, низкая помехоустойчивость и невысокое качество воспроизводимых знаков, причем усложнение контуров знаков достигается путем увеличения числа тактовых проводников, что влечет за собой значительное усложнение схем заряда и разряда сетки.

Известно также устройство с ГЗ, представляющее собой призматический блок из полупрхзводникового материала с боковыми стенками трапецеидальной формы, заклгоче1шый межд платой с обилим электродом. Работа устройства основана на использовании эффекта расширения в полупроводнике зоны проводимости вдоль фигурного управляющего электрода под действием электрического поля, благодаря чему вырабатывается переменный по величине сигнал управления, величина которого в каждый момент времени пропорциональна площади электрода в зоне контакта.

Недостатком известного устройства является сложность его аппаратурной реализации, обусловленная тем, что для каждого знака необходим отдельный кристалл полупроводника и сложные схемы формирования общего выходного сигнала. Кроме того, в связи с больщой сложностью технологии изготовления представляется затруднительным возможность хранения большого количества информации, необходимой для качественного воспроизведения знаков сложной формы. Недостатком является также то, что выходной сигнал зависит от площади электрод, находящегося в зоне контакта, и поэтому представляет собой монотонно возрастающую функцию, в связи с чем необходимо применение специальных мер для воспроизведения знаков произвольной формы.

Наиболее близким по технической сущности и функционирова1П1ю к предлагаемому является устройство для воспроизведения знаков на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее входной регистр-дешифратор, соединенный с регистром кода знака, выходы которого подключены к цифро-аналоговому преобразователю, выход которого, в свою очередь подключен ко входам каналов вертикального отклонения двух вспомогательных ЭЛТ, генератор развертки, выход которого подсоединен к каналам горизонтального отклонения вспомогательных ЭЛТ, а вход подключен к программному датчику, который своими другими выходами подсоединен к блоку управления модуляцией ЭЛТ дисплея, управляющего каналом модуляции блока ЭЛТ дисплея, и схеме поочередной выдачи кодов знаков, подключенной своим выходом ко входаому регистру-дешифратору, а также блоки оптической модуляции и фотоприемники, оптически связанные с вспомогательными ЭЛТ, причем выходы фотоприемников подключены ко входам знаковых усилителей, выходы которых подсоединены к соответствующим входам отклонения блока ЭЛТ дасплея и к дополнительным каналам вертикального отклонения вспомогательных ЭЛТ.

Блок оптической модуляции представляет собой непрозрачную пластину, установленную

в плоскости, перпендикулярной пути распространения света, на которой имеется определенное число дорожек по числу генерируемых типов знаков, причем линейное распределение оптической плотности дорожек соответствует форме электрического сигнала, необходимого для управления вычервиванием на экране Э.ПТ дисплея знака, соответствующего данной дорожке. Возможно также вьщолнение дорожек в

виде прозрачных щелей переменной ширины либо линий переменной кривизны 3.

Недостатком данного устройства являются громоздкость конструкции, ограниченное быст- . родействие, обусловленное наличием времени

5 начальной установки луча, а также высокая стоимость и сложность эксплуатации устройства. Набор генерируемых знаков ограничен из-за сложности точной установки луча на дорожку, так как при увеличении их числа труд0 но обеспечить необходимую стабильность отклонения.

Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем регистр кода знака,

5 подключенный к деишфратору, генератор развертки, знаковые усилители, подключенные к отклоняющим системам ЭЛТ, модулятор которой связан с блоком управления модуляцией, и считывающий блок, состоящий из оптически связанных источников света, узлов оптической модуляции и фотоприемников, выходы которых подключены ко входам знаковых усилителей и блока управления модуляцией соответственно, узел оптической модуляции вьшолнен в виде последовательно расположенных общего электрода, активного светомодулирующего слоя и знаковых электродов, вьшолненных в виде фигурных пластин, подключенных к соответствующим выходам дешифратора, управляющие входы фотоприемников соединены с выходом

генератора развертки.7.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - выполнение блока оптической модуляции.

Устройство содержит регистр 1 кода знака, подключенньш к дешифратору 2, каждый из выходов последнего подсоединен к одному из знаковых электродов 3 в каждом из узлов 4-6 оптической модуляйи, содержащего активный светомодулирующий слой 7, изменяющего свои оптические свойства под действием электрического напряжения (например, жидкий кристалл, изменяющий коэффициент прозрачности), и заключенный между набором вьщолненных

в виде фигурных пластин электродов 3 и общим заземленным электродом 8. Количество знаковых электродов 3 в каждом узле 4-6 равно количеству воспроизводимых знаков. Поперечное распределение пшрины знаковых электродов 3 определяет форму развертки во времени аналогового сигнала, необходимого для управления при вычерчивании знака по одной из осей X, Y или саналу модуляции Z. Все записанные таким образом функции разверток имеют единый временный масштаб. При использовании жидкого активного светомодулируюшего вещества необходимы дополнительные диэлектрические пластины, между которыми заключено активное вещество и на внутренних поверхностях которых нанесены указанные выше электроды. При использовании твердого активного светомодулирующего вещес ва электроды нанесены непосредственно на его поверхность. Торцы активного светомодулирующего слоя, обращенные к источнику 9 плоскопараллельного пучка света и .сканирующим фотоприемника 10-12, закрыты оптически прозрачными стенка ми. При использовании активного светомодулирующего слоя 7 из вещества, плоскость поляризации света которого вращается под действи ем напряжения, эти стенки должны быть выполнены из поляризующего вещества с одинаково направленными плоскостями поляризации. Источник 9 плоскопараллельного пучка све та может быть выполнен из полупроводниковых светоизлучающих элементов. Сканирующие фотоприемники 10-12 представляют собой позиционно чувствительный фо тоэлектрический элемент (например сканистор), характеризующийся тем, что чувствительная область, в которой происходит преобразование светового потока в выходной электрический сигнал, может смещаться вдоль всей чувствительной поверхности элемента под действием управляющего напряжения. Вместо сканистора могут быть применены управляемые с помощь логических схем фотодиоды, набранные в линейку, либо приборы с зарядовой связью (ПЗС обеспечивающие линейную однострочную развер ку изображения. Синхронность временной развертки в каждом из трех узлов 4-6 оптической модуляции обеспечивается тем, что управляющие входы всех сканирующих фотоприемников 10-12 под ключены к выходу генератора 13 развертки. Выходы сканирующих фотоприемников 10-12 подсоединены ко входам знаковых усилителей 14 и 15 и блоку 16 управления модуляцией ЭЛТ, которые в свою очередь подключены к соответствующим входам системы отклонения и модуляции ЭЛТ 17. Устройство работает следующим образом. Код знака поступает из устройства управления дисплеем (не показано) в регистр 1 кода знака и сохраняется там на все время вычерчивания данного знака на экране ЭЛТ 1 8 4 С одного из выходов дешифратора 2 на олин из знаковых электродов 3 в каждом узле 4-6 оптической модуляции поступает электрический сигнал выборки, в то время остальные знаковые электроды 3 находятся под нулевым потенциалом относительно общего электрода 8. Под действием электрического 1гапряжения, приложенного между выбранным знаковым электродом 3 и общим заземленным электродом 8, участки активного светомодулирующего слоя 7 изменяют свои оптические свойства (например, оптическую плотность или угол вращения плоскости поляризации). Плоскопараллельный пучок света от источника 9 будет распространяться в плоскости активного светомодулирующего слоя 7 без существенного ослабления до тех пор, пока не достигнет участка под выбранным знаковым электродом 3. Здесь интенсивность светового пучка падает в зависимости от ширины возбужденной зоны активного светомодулирующего слоя 7 под знаковым электродом 3, на который подано напряжение. Таким образом, после выхода из зоны возбуждения плоскопараллелып ш пучок света будет иметь линейное распределение интенсивности, являющееся обратной функцией распределения щирины знакового электрода 3, которая в свою очередь является разверткой во времени сигнала, необходимого для управления вычерчиванием соответствующего данному знаковому электроду 3 знака по одной из осей X, Y или модуляцией Z. .Далее пучок света проходит без ослабления оставшуюся часть активного светомодулировайного слоя и попадает на чувствительную поверхность сканирующего фотоприемника 10, И или 12. По сигналу пуска от устройства управления дисплеем генератор 13 развертки подает на управляющие входы сканирующих фотоприемников 10-12 линейно изменяющееся напряжение развертки (при использовании в качестве сканирующих фотоприемников 10-12 сканистров). Благодаря этому осуществляется развертка линейно модулированного плоскопараллельного пучка света и на выходах сканирующих фотоприемников 10-12 формируются изменяющиеся электрические сигналы, которые через знаковые усилители 14 и 15 и блок 16 управления модуляцией Э.ПТ подаются к соответствуюцшм элементам ЭЛТ 17. При использовании в качестве сканирующих фотоприемников 10-12 линеек фотодиодов или ПЗС сигнал с генератора 13 развертки должен быть не непрерывным, а ступенчатым и точность воспроизведения будет зависеть от количества примененных дискретных элементов. Установка луча ЭЛТ дисплея в необходимое для каждого знака положение на экране 78 (знакоместо) осуществляется по отдельным коорданатным каналам, которые управляются известным способом с помощью общего устройства управления дисплеем. Полезность предлагаемого изобретения заключается в повышеюш качества знаков, воспроизводимых на экране ЭЛТ и упрощения конструкции, что обуславливает уменьщение ее стоимости по сравнению с существующими, Формула изобретения Устройство для отображения знаков на экране злектроннО-лучевой трубки, содержащее регистр кода знака, подключенный к дещифратору, генератор развертки, знаковые усилители подключенные к отклоняюидим системам ЭЛТ, модулятор которой связан с блоком управления модуляцией, и считьшающий блок, состоящий из оптически связанных источников света, узлов оптической модуляции и фотоприемников, выходы которых подключены ко входам знаковых усилителей и блока управления модуляцией соответственно, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем каждый узел оптической модуляции выполнен в виде последовательно расположенных общего электрода, активного светомодулирующего слоя и знаковых электро. дрв, выполненных в виде фигурных пластин, подключенных к соответствующим выходам дещифратора, управляющие входы фотоприемников соединены с выходом генератора развертки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N 3657716, кл. 340-324, опублик. 1972. 2.Патент США № 2656146, кл. 340-324, опублик. 1972. 3.Патент США М 3020530, кл. 340-324, опублик. 1962. 4.Патент Великобритании № 894252, кл. 40(3), опублик. 1969 (прототип).

Iff

V /X - ssjsrjsr

т

7 8 Фиг.1