Оптический индикатор

Союз Советских Социалистических Республикщ 66124 О ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(я)м. к .8 01 2 7/00 606 К 15/18 501 2 5/28 Госунарственный комитет СССР но лелам изобретений н открытий(54) ОПТИЧЕСКИИ ИНДИКАТОР Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для индикации измеряемых параметров в системах отображения визуальной информации. 5Известен оптический индикатор, выполненнь 1 й в виде многоэлементного отсчетного устройства. Каждый из элементов представляет собой прямолинейное отверстие в плате.из непрозрачного материала, подсвечиваемое неоновыми лампами, Со стороны отсчета табло закрыто матовым экраном. В зависимости от включенных в данный момент элементов на табло 15 будут высвечиваться те или иные цифры (11. Известен также оптический индикатор, выполненный в виде газоразрядной лампы, содержащей общий анод и десять фигурных катодов, имеющих форму цифр от,О до 9, расположенных в баллонет заполненном неоном Все 25 электроды имеют отдельные выводы- анод подсоединяется через балласт- ное сопротивление к положительному полюсу источника напряжения, а катоды - через схему коммутации к отрицательному (21.30 Если система коммутации работает на бесконтактных элементах, то она должна обеспечивать подачу отрицательного сигнала на эажигаемый катод большей величины, чем на остальные девять катодов. При этом потенциал этих катодов должен быть ниже потенциала гашения. Ореол светящегося газа вокруг катода дает изображение цифр.;Недостатком индикаторов является сложность конструкции и системы коммутации воспроизводимых символов.Наиболее близким к предлагаемому (по своей технической сущности и достигаемому результату является оптический индикатор, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси матрйцу ис" точников освещения, линзовый растр и тракспарант с набором воспроизводимых символов. Оптическая система обеспечивает проектирование изображения символа на экран 3).воспроизведение символа происходит за счет включения одного из элементов матрицы источников освещения, каждый иэ которых расположен перед соответствующим ему элементомлинзового растра.15 Однако отмечается сложность кон. струкции индикатора, обуслоленнаяналичием дополнительной оптическойсистемы, и его узкие Функциональные воэможности,Целью изобретения являетсяупрощение конструкции оптического индикатора и расширение его Функциональных возможностей.Эта цель достигается тем, чтотранспарант выполнен в виде коди 10рующей пластины, на которой воспроизводимые символы выполнены ввиде совокупности точек с различнойоптической плотностью и которая установлена в плоскости, оптическисовмещенной с плоскостью матрицыисточников освещения посредствомлинзового растра.Такое выполнение транспарантаупрощает конструкцию индикатора ирасширяет его Функциональные воэможности, так. как в нем четкость ияркость отображения. символа достигается без дополнительной оптической системы и специального экрана.Кроме того, возможно получение полутоновых изображений.На чертеже изображена схема пред"лагаемого индикатора.Индикатор содержит последователь"но расположенные на одной оптической З 0оси матрицу 1 источников освещения,линзовый растр 2 и транспарант,выполненный в виде кодирующей пластины 3с передней плоскостью 4 и заднейплоскостью 5 со светорассеивающимслоем. Символы 6 на кодирующей пластине выполнены в виде совокупноститочек с различной оптической плотностью.Кодирующая пластина 3 установлена в плоскости, оптически совмещен 40ной с плоскостью матрицы 1 линзовымрастром 2.Оптический индикатор работаетследующимобразом,.При включении одного из светоизлучающих элементов матрицы 1 в плоскости 4 образуется большое число иэображений источника освещения, совокупность которых называют решеткойизображений источника освещения или 50просто решеткой. При этом расстояние между плоскостью растра 2 и плоскостью 4 подбирается таким образом,чтобы линзовые элементы растра 2 оптически совмещали указанные плоскости.При включении. какого-либо другого светоизлучающего элемента матрицы 1 (при условии надлежащего выбо-ра параметров 8, б шага ЬМ, Ь 7элементов матрицы 1.и 1, , Ф. - шагаэлементов растра) в плоскости 4 образуется своя, не совпадающая с любой другой, решеТка. изображенийисточника освещенйя. Есликодирующая пластинка в точках, где образуется решетка, прозрачна, то при малом 55 шаге элементов растра 2 наблюдательвидит плоскость 5 равномерно освещенной. Если же в ряде точек транспарант не прозрачен, то наблюдательувидит в плоскости 4 изображениенекоторого символа. Аналогичная процедура зачернения может быть проведена и для любой другой решетки,образующейся от другого элементаматрицы 1. Поскольку отдельные решетки одна на другую не накладываются,то изображения (символы), воспроизводимые при включении того или иного элемента матрицы воспроизводятся независимо. Если пропусканиекодирующей пластинки меняется постепенно, то воспроизводимое изображение воспринимается, как полутоновое, но в общем случае дискретизированное.Для воспроизведения того или иного символа, записанного на кодирующей пластинке, достаточно использовать электронную схему коммутацииэлементов матрицы 1, Быстродействиепредлагаемого индикаторного устройства определяется только переходнымипроцессами в источниках излучения,и коммутирующей электронной схеме.Для формирования кодирукщей пластинки можно испольэовать модифицированную схему записи иэображенияв высокоскоростной камере. В качестве кодируницей пластинки в плоскость 4 устанавливается фотопластинка, а в промежуток между растром 2 и плоскостью 4 вводится транспарант с символом, который необходимо воспроизвести индикаторномуустройству. Затем включается какойлибо из элементов матрицы 1 и происходит экспонирование фотопластинки.Для записи другого символа такжевводится транспарант в указанныйпромежуток и включается другой светоизлучающий элемент матрицы. ЗатемФотопластинку обрабатывают с обращением й возвращают на исходное место,Такая обработанная Фотопластинка теперь уже начинает играть роль транспаранта (кодирующей пластинки). Чтобы изображ ния решеток в плоскости4 не перенакладывались, необходимо .выполнить условие2 е (з"52где 2 е - размер изображения элемента матрицы 1 в плоскости 4.Максимальный размер матрицы 17светоизлучающих элементов определяетсячисходя иэ условия,2). ( -Н 119 2Шйг элементов матрицы ЬМ, А 7 также, ка) и шаг элементов растра 1 и Ф, может быть произвольным, но в принципе из соображений удобства необходимо выбирать ЬУ "Ь 7, .и 1 у -62.Б 661240Количество записываемых символов зависит от числа решеток, которое можно записать на кодирукцей пластинке без их взаимного наложения. В свою очередь число записываемых решеток определяется минимальной величиной изображения 2 е элемента матрицы 1 в плоскости 4. Так как отношение; - 1 много меньше единицы, то и размер изображения светоизлучающего элемента в плоскости 4 весьма мал. Если считать, что элемент 1 точечный, то величина 2 е определяется величиной дифракционного круга рассеяния, который для осевой точки изображения в зависимости от величины отверстия элементов растра колебается в пределах 2 10 мк, Но из-эа наличия аберраций при удалении от оси элемента качество изображения ухудшается. Кроме того, при весьма малом размере 2 е затруднена взаимная юстировка растра и кодирующей пластинки, поэтому величину 2 е приходится сознательно увеличивать.;Принимая М-Ь 2 и 1 = т можно определить число Й зайписываемых символов по Формуле-т.М: -2 еДля 4 е=100 мк (что технологически нетрудно обеспечить) и 1 = О, 5 мм получают М = 25.При точном выполнении всех элементов предлагаемого устройства чйсло записываемых и воспроизводимых элементов может быть доведено до 100 и выше.Таким образом, выполнение в предлагаемом оптическоминдикаторе транспаранта в виде кодирующей пластины, на которой символы выполнены ввиде совокупности точек с различнойоптической плотностью и котораяустановлена в плоскоати, оптическисовмещенной с плоскостью матрицы источников освещения, упрощает конструк цию предлагаемого индикатора и расширяет его Функциональные возможности.с Формула изобретения10Оптический индикатор, содержащийпоследовательно расположенные на одной оптической оси матрицу источников освещения, линзовый растр и транспарант с набором воспроизводимыхсимволов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения конструкции и расширения Функциональных возможностей, транспарант выполнен ввиде кодирующей пластины, на которойвоспроизводимые символы выполненыв виде совокупности точек с различной оптической плотностью и которая установлена в плоскости, оптически совмещенной с плоскостью матрицы источников освещения посредством линзового растра.Ис точ ники информации, прин я тыево внимание при экспертизе301. Кулйковский Л,Ф. Автоматичес"кие информационные измерительныеприборы, М.Л., Энергия, 19 66,с347.2. Там же, с. 346.