Матричный индикатор

О П И С А Н И Е ,)во 5174ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлено 15.12.80 (21) 3218518/18-24 1) М. Кл.з б 09 63/18 с присоединением заявкиГееудерстееиими кемитет СССРриоритет УДК 628.9.038(088 8) Опубликовано 15.03.83. БюллетеньДата опубликования описания 25.03.83 еф аееем изебретеи и еткрмтий и маков(72) Авторы изобретен А. И. МК. П. А. А азур, ВЦветаев шкин,(71) Заявитель ИКА 54) МАТРИЧНЬ ике ции ржа- ате- ого- лли- шныдует евозн ндикатор с матрие световода с нанеидкого кристалла чно сен 2 Изобретение относится к оптоэлектрои может быть использовано для индики обработки информации.Известен матричный индикатор, содещий пластину из электрооптического мриала с нанесенными с двух сторон ортнальными электродами и жидкокристаческую ячейку с фоторезистором и спломи электродами 1.К недостаткам этого индикатора слеотнести большие оптические потери и нможность формировать матрицу из првольного набора нескольких типов элегов разложения.Известен также иадресацией на основным на нем слоем ж Индикатор содержит узел ввода излучения в виде призмы, диэлектрические пластины и узел для распространения света, между поверхностью которого и поверхностями диэлектрических пластин, расположен электрооптический материал с электродами в виде проводящих прозрачных дорожек, расположенных с двух сторон электроннооптического материала в ортогональных направлениях, перекрытия которых формируют элементы разложения индикаторной матрицы.В качестве узла распространения светав нем использован плоский световод, а электрооптический материал представлен в виде жидкого кристалла, электроды нанесены на поверхность световода и диэлектрических пластин.Индикация осуществляется с поверхности световода и возможно только раздельное высвечивание элементов матрицы, располооиженных по ходу распространения световои волны, поскольку каждый высвечиваемый элемент полностью или в значительной степени. выводит световую энергию из световода при возбуждении, т,е. прерывает ее дальнейшее распространение,К недостаткам этого устройства следуетотнести невозможность формирования индикаторной матрицы разных типов и одновременного высвечивания нескольких элементов разложения матрицы, расположенных вдоль распространения световой волны, что сии жает точность и быстроде йствие и иди катора.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия индикатора.Указанная цель достигается тем, что матричный индикатор, содержащий основание, выполненное в виде плоского световода, на поверхностях которого последовательно расположены прозрачные электроды, слой электрооцтического материала и диэлектрические пласИны, и первую призму, установленную на одном из торцов основания, содержит вторую Грцзму, установленную ца другом торце о(.нования, а в прозрачных электродах выполнены информационные отверстия разной формы, оптически сопряженные со второй призмой,На фи 1Гредставл(на 111)ицццциальная схема индикатора; ца фиг. 2 -- плоский световод с расположенными на его поверхности электродами в виде проводя)цих прозрачных дорожек, перпендикулярных направлению распространения света с отверстиями по форме элементов матрицы, а также и без отверстий.Матричное индикаторное утройство содержит узел ввода излучения, выполненный например, в виде призмы 1, диэлектрические пласгицы 2, плоский световод 3, между юверхностью которого и поверхностями дцэлектри чески.; пластин 2 расположен э.)ектрооцти еский слой 4 с прозрачными электродами 5, расположенными с двух сторон электрооптичекого слоя 4. В местах перекрестий дорожек в прозрачны электродах 5 выполнены отверстия 6 в количестве Гп хх .( , где Гп - число элементов в строке; ичисло элементов в столбце формируемой индикаторной матриць", Х) - число типов отверстий, причем места перекрестий элекродов в направлении распространения света отверстиями разных типов, а также и Оез ОВерстий выпо,:нены столько раз, сколько элементов в столоце формируемой индикаторной матрицы и повторены с интервалами, равным К, перекрестий, где и =- О, 1, 2, 1 х)1), Исло дорожек прозрачных электродов 5, растоложенных и направлении, церценикулярном распространению света, равгц) (х, + 1) х и, а расположенных вдоль направления распространения света - равно т)Вывод из.учения происходит через приз 7.11 а фиг. 1 для наглядности показан экран с отображенной на нем формируемой индикаторной матрицей.Количество дорожек прозрачных электродов 5, а также длина, ширина и толщина ве,х;вода определяются требуемым числом элем(:(тов разложения индикаторной мат- Р)11: Ы..,1 я формирования Гп х и элементов раз.ожения необходимо, чтобы световой луч перекрывал Гп х и перекрестия дорожек прозрчных электродо 5 в месте отражения от поверх(ости светзд). Для осу(цествления выбора нужного:, .; Гга .";: набора х 1 различных элемен) , "(ецця его в лю. 15 2 О 25 ЗО 35 40 45 50 бом месте индикаторной матрицы отверстия 6 должны быть повторены в направлении распространения света столько раз, сколько элементов разложения в столбце ин. дикаторной матрицы.Луч света должен испытывать )х 1 отражений, а в областях, перекрываемых лучом света при отражениях, перекрестия с однотипными отверстиями 6 не должны занимать одинаковые места вдоль направления распро. странения луча. Это последнее условие соблюдается цри повторении одинаковых отверстий с интервалами, равными К х и перекрестий, где К может принимать значения О, 1, 2, , х 1 - 1 ) .Для устранения фонового излучения Гп х х и перекрестий выполнены без отверстий, требования к размещению их аналогичны требованиям к перекрестиям с однотипными отверстиями. Отверстия в прозрачных электродах 5 в местах перекрестий проделаны в одной из двух дорожек, образующих перекрестия.Устройство работает следующим образом.Световой пучок вводится через призму 1 в плоский световод 3 и распространяется за счет многократных отражений под углом полного внутреннего отражения от поверхностей световода. В областях, где электро- оптический слой 4 возбужден электрическим полем с помошью электродов 5, условия полного внутреннего отражения нарушаются на границе световода 3 и электрооптического слоя 4 и свет выводится из световода через слой 4 и диэлектрическую пластину 2 во вцсшнюю среду. Отраженный от невозбужденных участков электрооптического слоя 4 свет продолжает распространяться по плоскому. световоду 3 и выводится наружу с помоц 1 ью призмы 7, на выходной плоскости которой высвечивается в виде матрицы. В местах расположения отверстий 6 в электродах 5 электрооцтический слой 4 не возбуждатся, следовательно, при приложении электрического поля в местах перекрестий свет от этих участков отражается, приобретая фоомх этих отверстий (часть перекрестия без отверстия выводит излучение из свето- вола). Поскольку свет отражается от всех участков, над которыми электрооптический материал не возбужден, а возбуждаются, в общем случае, не все участки со скрешенными электродами при работе устройства, то для устранения этих лишних фоновых лучей напряжение подается на соответствуюшие перекрестия без отверстий. Один из вариантов расположения перекрестий с отверстиями и без отверстий приведен на фиг. 2, где все однотипные отверстия сосредоточены в отдельных группах.Принцип действия предлагаемого матричного индикатора основан на нарушении условия полного внутреннего отражения при распространении света по плоскому световоду 3 за счет изменения показателя преломления у электрооптического слоя 4 на границе раздела со световодом 3. Для распространения света по световоду 3 необходимо соблюдение условия п, ) и где п - показатель преломления световода; и - показатель преломления окружающей среды . на границе раздела со световодом,В зависимости от перепада показателей преломления выбирается угол падения света на плоскости световода 3, который должен быть больше или равен предельному углу полного внутреннего отражения. При падении света под предельным углом сохраняется поляризация отраженного света в плоскости падения, что позволяет повысить эффективность управления светом с учетом анизотропии электрооптического материала. При нарушении условия полного внутреннего отражения часть света выводится из све- товода. При соблюдении постоянства углов падения эта часть тем больше, чем меньше перепад показателей преломления световода и электрооптического слоя 4. Для эффективного управления световым лучом необходимо изменение показателя преломления у электрооптического слоя 4 на величину до О, - 0,3, что достижимо у жидких кристаллов.При использовании жидких кристаллов прозрачные электроды 5 в виде дорожек из проводящих прозрачных покрытий наносятся непосредственно на поверхности свето- вода 3 и на поверхности диэлектрических пластин 2, а в зазор между световодом и диэлектрическими пластинами вводится жидкий кристалл 4. Для уменьшения световых потерь на отражение толщину проводящих покрытий, наносимых на световод, целесообразно подбирать равной четверти длины волны используемого света. В качестве материала проводящих прозрачных покрытий могут быть использованы двуокись олова, окись индия, окись цинка и др.Индикация в устройстве может производиться как через призму 7, так и через электрооптический слой 4 и диэлектрическую пластину 2 при возбуждении в электро- оптическом материале области с размерами, позволяющими вывести матрицу. Для этого достаточно ввести дополнительные электроды за область формирования элементов. Это 5 можно осуществить как с одной сторонысветовода, так и с другой.В предложенном устройстве индикацияможет осуществляться как последовательно поэлементно, так и параллельно столбцами с последовательной сменой столбцов, Для 10 формирования и индикации всего кадра возможно использование электрооптических материалов с запоминанием.Увеличение числа различных типов элементов для индикации в предложенном индикаторе позволяет осуществлять индикацию более сложных картин, улучшить качество индикации, дает возможность обойтись меньшим количеством дискретных элементов, т.е. позволяет увеличить точность индикатора.20Формула изобретенияМатричный индикатор, содержащий ос 25 нование выполненное в виде плоского световода, на поверхностях которого последовательно расположены прозрачные электроды,слой электрооптического материала и диэлектрические пластины, и первую призму,установленную на одном из торцов основа 30,ния, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия индикатора, он содержит вторую призму, установленную на другом торце основания, а в прозрачных электродах выполнены информационные отверстия разной формы, оптическисопряженные с второй призмой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР413446, кл. б 02 Г 1/13, 1972.402, Патент США3838908, кл. б 02 Г 1/16,опублик. 974.1005174 Ф 2 Фд/2 г СоставиТехред ИТираж 48Государственам изобретева, Ж - 35,Патент, г. Х 5Фиг.1 Редактор С. ТимохинаЗаказ 1909/70ВНИИПИпо дел113035, Мосфилиал ПППе аниновКорректор Е.6 Подписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4/5жгород, ул. Проектная, 4