Блок индикации Советский патент 1982 года по МПК G02F1/133 

(5) БЛОК ИНДИКАЦИИ

Изобретение относится к устройс вам для визуального представления выходных данных вычислительных машин или других аналогичных устройс а именно к устройству отображения информации, которое может быть использовано для сигнальной,.знаково и аналоговой индикации при построе нии сигнализаторов плоских индикаторных панелей и экранов, информационных табло и транспорантов, а также систем отображения трехмерно (объемной) информации, например индикаторов радиолокационных и навигационных установок, устройств машинного проектирования и других систем слежения и управления. Известно устройство для отображ ния информации, содержащее один ил несколько индикаторных элементов, выполненных из прозрачной пленки нематического жидкого кристалла, с системой прозрачных электродов. образующих средство возбуждения, управляемое по обычной системе матричной адресации II . Недостатком известного устройства является сравнительно низкая контрастность, малая разрешающая способность и ограниченный срок службы. Известно также устройство, содержащее индикаторный элемент, выполненный на основе суспензии из белых электрофоретических частиц в окрашенной (черной) жидкости, которая введена в герметично закрытый объем между двумя стеклянными пластинками, с зазором между ними 25-200 мкм, и системой электродов, нанесенных на внутреннюю поверхность обеих стеклянных пластинок, причем электроды на одной из пластинок прозрачны 2 .. Известное устройство характеризу ется низким быстродействием, которое ограничено скоростью миграции тяжелых частиц в плотной жидкости. 39 Устройство очень чувствительно к вибрационным и ударным воздействиям и имеет низкую механическую прочность, Электрофоретическое устройст во имеет сравнительно высокий коэффициент контрастности, но его разре шающая способность очень мала (максимально 2-3 линии/мм). В свлзи с отмеченными недостатками возможност использования таких устройств ограничены. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее один индикаторный элемент и систему адресации со средством возбуждения, причем, индикаторный элемент выполнен в виде герметичного объема, заполненного газом, средством возбуждения является внешний источник све та с фокусирующей системой, а система адресации выполнена на основе отклоняющей системы. Для формирования объемного изображения используется два источника света, лучи кото рых направляются в газовую среду. Каждый луч изменяет энергетическое -состояние молекул газа, и в точке пересечения лучей возникает флуорес ценция (свечение) газа. При быстром перемещении Лучей появляется светящийся след, который при многократном повторении воспринимается наблю дателем как законченное объемное изображение . Недостатком известного устройств является низкая контрастность, обус ловленная сравнительно небольшой яркостью флуоресценции газа, в связи с чем практически невозможно наблюдение изображения при нормальном освещении. Изображение наблюдается в затемненном помещении, что безусловно затрудняет работу оператора. Кроме того, флуоресценция воз никает не только в точке пересечени луче+1, но и по ходу каждого луча. Поэтому граница формируемого изобра жения получается размытой и четкост изображения значительно снижается, Такое устройство чувствительно к внешним воздействиям, например к направленному излучению посторонних источников света, воздействию СВЧ полей и к другим возмущениям, спосо ным вызвать флуоресценцию газа, искажающую изображение. Цель изобретения - повышение кон растности изображения. Поставленная цель достигается тем, что блок индикации, содержащий узел адресации-и индикаторный элемент состоящий из стеклянной кюветы,на ососнований которой последовательно расположены диэлектрическая подложка, резистивный нагреватель, фоновая пластина и отражатель, причем выходы узла адресации подключены к резистианому нагревателю индикаторного элемента, отражатель выполнен из монодисперсного стекла со сквозной пористостью и максимумом распределения размеров пор в области 2000 000 А, поры которого заполнены материалом с показателем преломления в видимом диапазоне длин волн J,+65-1, 75. Стеклянная кювета и поры отражателя заполнены глицерином. На фиг. 1 представлена структура блока индикации, состоящая из узла адресации и индикаторного элемента на фиг, 2 - график зависимости оптической плотности индикаторного элемента от температуры. На фиг, 1 показаны узел адресации 1, индикаторный элемент 2, стекл нная кювета 3 диэлектрическая подложка , резистивный нагреватель 5 фоновая пластина 6, отражатель 7. Блок работает следующим образом. При отсутствии возбуждения, т.е. при нормальной (комнатной) температуре индикаторный элемент такого блока максимально прозрачен, В этом случае через индикаторный элемент в отраженном свете внешнего источника наблюдается фон любого требуемого цвета. При нагревании увеличивается оптическая плотность индикаторного элемента, которая, при определенной для каждого материала температуре, достигает максимального значения; когда индикаторный элемент становится непрозрачным и приобретает, например, молочно-белую окраску, рассеивая практически весь падающий на него свет и закрывая фон. Таким образом, блок характеризуется двумя крайними состояниями индикаторного элемента (прозрачное, непрозрачное), а также позволяет получать промежуточные состояния (полупрозрачные) в зависимости от уровня возбуждения, т.е. от температуры. При отсутствии внешнего сигнала узел адресации 1 находится в срстояНИИ с максимальным сопротивлением и ток в цепи нагревателя 5 отсутствует. Иными словами, в исходном состоянии блок находится в нормальных условиях. При комнатной температуре (Т ) оптическая плотность индикаторного элемента (системы пористое стекло + глицерин) минимальна D 0,03 (фиг.2, точка А), т.е. индикаторный элемент почти идеально прозрачен и на черном фоне пластины 6 практически невидим для наблюдения (оператора). При поступлении внешнего сигнала, переводящего узел адресации 1 в состояние с минимальным сопротивлением, через резистивный нагреватель 5 протекает полный ток. В результате этого индикаторный элемент нагревается до . При этом оптическая плотность индикаторного элемента достигает максимального значе ния D 0,9б (фиг.2у точка В), когд почти весь падающий на отражатель 7 свет интенсивно рассеивается. 8 этом состоянии наблюдатель видит молочно-белый прямоугольник (пласти ну 1) на черном фоне пластины 6. Промежуточным значением внешнего сигнала соответствуют промежуточные состояния индикаторного элемента. Из графика на фиг.2 видно, что Т соответствует оптическая пло Hocfb.D 0,07 (точка С) - наблюдатель- видит темно-серый прямоугольник, а при Т оптическая плот ность уже возрастает до D 0, (точка Е) и наблюдаемый прямоугольник становится светло-серым. Таким образом, блок может сигнал зировать не только о крайних, но и о промежуточных состояниях контроли руемого объекта (процесса). В этом блоке не возникает пробле мы разрешающей способности. Констру ция блока предельно проста. Понятно что быстродействие блока определяет ся р азмерами отражателя 7 и подводи мой к нагревателю мощностью. Время включения индикаторного элемента можно уменьшить, уменьшая габариты (особенно толщину) отражателя 7 и увеличивая мощность на резистивном нагревателе 5, а также улучшая усло вия теплообмена между отражателем 7 и нагревателем 5. Для уменьшения времени выключения индикаторного элемента можно дополнительно ввести 9 86 циркуляцию глицерина в стеклянной кювете 3 и его охлаждение. Кювета 3 может быть снабжена прозрачной крышкой, герметично закрывающей объем с глицерином 3. что позволяет эксплуатировать устройство в любом положении. Цвет и насыщенность фоновой пластины 6 могут быть выбраны любыми в зависимости от назначения устройства и требуемой контрастности. Функцию фона может выполнять непосредственно пленка нагревателя или подложка. В устройстве можно использовать любой известный нагреватель и любой принцип теплопередачи, в частности возможен нагрев инфракрасным излучением или СВЧ полем. Используя для нагрева полупроводниковые обратимые нагревательные элементы с холодным концом, можно значительно повысить быстродействие устройства за счет подачи на нагреватель напряжения переменной полярности, обеспечивающей нагрев или охлаждение отражателя в соответствующих состояниях. Аналогичный эффект может быть достигнут при введении между нагревателем и пористой стеклянной пластиной обратимой тепловой трубки. Отра жателю можно придать любую требуемую форму (круг, кольцо, треугльник, буква, цифра- и др.). В одной общей кювете можно разместить сложный индикаторный элемент из нескольких отражателей на одном нагревателе или несколько индикаторных элементов в виде отдельных отражателей с ин JИвидуальными нагревателями. Формула изобретения 1. Блок индикации, содержащий узел адресации и индикаторный элемент, состоящий из стеклянной кюветы, на основании которой последовательно расположены диэлектрическая подложка, резистивный нагреватель, фоновая пластина и отражатель, причем выходы узла адресации подключены к резистивному нагревателю индикаторного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения контрастности изображения, отрах атель выполнен из монодисперсного стекла со сквозной пористостью и максимумом распределения размеров пор в области ZOOO-iOOO А, поры которого