Устройство для отображения информации на проекционном экране

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 (11 9 С 1/ОТВЕННЫЙ КОМИТЕТРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМТ СССР ООУДАРСПО ИЗОПРИ Гг( ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) ЬедеЬцЬг А.С. Гц 11-Со 1 ог Бпя 1 е Рго 1 есй 1 оп Еецэ ЬциИ Сгузга 1 Ь 8 М Ча 1 че Рго 1 есСог. - ВЦезС,. 1986, 510, р. 379-382.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ПРОЕКЦИОННОМ ЗКРАНЕ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,а именно к обработке и отображению информации с помощью пространственно-временных модуляторов света на структурах фотослой - жидкий кристалл, и может быгь использовано в устройствах отображения информации, работающих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышение качества отображаемой информации эа счет обеспечениятермостабильности контраста формируемого выходного изображения в широкомдиапазоне температур, которая достигается введением генератора 25 модулирующего напряжения йизкой частоты,элементов 12 и 13 считывания и формирователей 14 и 15 управляющих сигналов, каждый иэ которых состоит изусилителя 16 (17), детекторов 18 (19)и 20 (21) и суммматора 22 (23) с соответствующими связями. Изобретениепозволяет независимо от температурыподцерживать максимальный контраствыхоцного изображения путем управления величиной питающего напряжениягенератора 24 и записывающего светового потока от ЭЛТ 4 с волоконно-оптической планшайбой. 2 нл.1589307 20 45 50 55 Изобретение относится к автомати" ке и вычислительнрй технике, а именно к технике обработки и отображения информации с помощью пространственно- временных модуляторов света иа струк" турах фотослой ". жидкий кристалл, и может быть использовано в устройствах отображения информапии работающих в реальном масштабе времени.Цель изобретения " повышение качества информации за счет обеспечения термостабильности контраста формируе" мого выходного изображения в широком диапазоне температур .На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - характеристики оптического пропускания пространственно-временного модулятора света . для разных температур.Устройство содержит вицеоконтрольный блок 1, включающий контроллер 2 ЭЛТ, вход которого является входом устройства (не показан), первый выход контроллера 2 ЭЛТ соединен с дтклоняющей системой 3 ЭЛТ 4, а второй выход - с первым входом видеоусилителя 5, выход которого подключен к модулятору 6 ЭЛТ 4 с волоконно"оптической планшайбой (не показана), которая оптически связана с пространственно- временным модулятором 7 света со стороны Фотослоя, которьй считываемой стороной оптически связан через инт ерфер енционный поляризатор 8 с источником 9 света (осветителем), а также через интерференционный поляризатор 8 и проекционный объектив 10 с проекционным экраном 11.Устройство также содержит элементы 12 и 13 считывания - фогодиоды фона и тестового знака, формирователи 14 и 15 управляю;цих сигналов, каждый из которых содержит усилитель 16 (17), детектор 18 (19) положительного уровня, детектор 20 (21) отрицательного уровня и сумматор 22 (23), генератор 24 синусоидального:напряжения и генератор 25 модулирующего напряжения низкой частоты.Контроллер 2 ЭЛТ содержит блок напряжения, вход которого является входом устройства, а выход соединен с буферным запоминающим устройством, выход которого соединен с входом блока управления, с первым входом генератора векторов,с первым входом гене" ратора символов. Выход блока управления соединен с вторыми входами генераторов векторов и символов. Выходгенератора векторов соединен с первыми входами цифроаналоговых преобра-зователей координат Х и У. Выход генератора символов соединен с вторымивходами цифроаналоговых преобразователей координат Х и У, выходы которых являются первым выходом контроллера 2 ЭЛТ,второй выход блока управления является вторым, выходом контроллера 2 ЭЛТ.Усилитель 16 (1) представляет собой усилитель постоянного тока, выполненный на операционном усилителе,снабженном цепями коррекции и регулировки смещения (не показан)Детекторы 18 (19) и 20 (21) положительного и отрицательного уровнейсодержат ре"истор, один выход. которого является входом, а второй выходрезистора является выходом детектора18 или 20 положительного.или отрицате.ьного уровня. Между вторым выходомрезистора и общей шиной устройства 25 включены параллельно конденсаторы идиод, В детекторе 18 положительногоуровня диод соединен с общей шинойанодом, а в детекторе 20 отрицательного уровня диод соединен с общей шинойкатодом (не показан). Сумматор 22(23) выполнен на базе операционногоусилителя по традиционной схеме.Устройство работает следующим образом.Нагрев или охлаждение структурыфотослой - жидкий кристалл пространственно-временного модулятора 7 света в диапазоне рабочих температурячейки жидкого кристалла приводит кизменению характеристик оптическогопропускания э.ой структуры (фиг. 2),на которой показана зависимость оптического пропускания 1 в относительных единицах от действующего значения напряжения Ц, поданного на структурудля разных температур Т)То и Т с Т,где То - первоначальная температураструктуры, для которой напряжение Усоответствует минимуму пропускания(фон), а приращение Й 0 - величинаприращения напряжения йа слое жидкого кристалла, соответствующего максимуму пропускания, обусловленному наличием на фотослое пространственновременного модулятора 7 света записывающего светового потока от ЭЛТ 4 сволоконно-оптической планшайбой. Видно, что сохранение неизменными величин Б и 6 Цц для температур, отлич930 формируемом кадре 3030 мм и расходи О мости считывающего светового потокаот осветителя 9 не хуже 2 о (требования по расходимости заложены в принципе действия пространственно-времен"ного модулятора 7 света и интерферен"ционного поляризатора 8) фотодиоды 12и 13 размещенные непосредственнопосле интерференционного поляризатора 8, не перекрывают световой потокрабочего кадра иэображения. Щ Сформированный таким образом тесф. товый знак, как.и все изображение,имеет некоторую модуляцию по яркости,обусловленную введением модуляции впитающее напряжение пространственно временного модулятора 7 света. На базе Фотодиода 13 тестового знака формируется обратная связь, работающаяаналогично описанной. Формируемый сигнал на выходе сумматора 23 управляеткоэффициентом усиления видеоусилителя5 таким образом, чтобы величина ДПн(фиг, 2) принимала значение,.соответствующее максимальной величине пропускания 1 йо + и Пр+Юм) .Постоянная времени цепи обратнойсвязи задается с требуемой точностьюотслеживания рабочей точки и определяется постоянной времени разряда накопительных конденсаторов (не показаны) детекторов 18 и 20 положительногои отрицательного уровней. Соответственно, для периода модулирующего напряжения, равного 100 мс, постояннаявремени обратной связи может быть выбрана равной 1 с, чего вполне доста-точно для отслеживания медленно про,текающих процессов теплопередачи в: условиях замкнутого воздушного пространства.В предлагаемом техническом решениинадежная работа оптической обратнойсвязи реализуется при таких значенияхБо и Ьци, что исходный контраст .удерживается с достаточной точностью впределах значений 30:1 и не уменьшается в процессе работы ниже 27:1. Таким образом, в устройстве не ухудшается исходное качество изображения ионо сохраняется в широких пределах 5 158 ных от Та, приводит к существенному ухудшению контраста выходного изображения, который равен отношению(Ц, + ЬПън)0Пр едлага емое устройство позволяетнезависимо от температуры поддерживать максимальный контраст выходного изображения путем управления величиной питающего напряжения П 4 генератора 24 и записывающего светового потока от ЭЛТ 4 с волоконно-оптическойпланшайбой.Лля установки напряжения У, соответствующего наиболее темному фону 1 , используется цепь оптическойобратной связи, формируемой с помощью фотодиода 12 (фона), Это происходит следующим образом. Напряжение питания генератора 24 частотои 10-50 кГц модулируется по амплитуде напряжением генератора 25, модулирующего напряжение низкой частоты, полупериод которой больше или равен времени включения структуры пространственно-времени ного модулятора 7 света о 8, = 10100 мс. При этом величину модуляции Юм выбирают исходя из значений допускаемого контраста определяемогоз нач ения 1 (Б, + Ь Бц+ Ь У) /1 (Б1 Ь Ц)ьКо, На выходе фотодиода 12 устанавливается напряжение с частотой модуляции, причем смещение этого переменного напряжения относительно нулевого уровня, соответствующего максимальному контрасту, фиксируется детекторами 18 и 20 положительного и отрицательчого уровней и отслеживается сумматором 22, на выходе которого присутствует сигнал, соответствующий величине смещения относительного нулевого уровня. Сигнал с выхода сумматора 22 управляет амплитудой напряжения генератора 24, возвращая пространственно-временной модулятор 7 света в оптимальное состояние. Поскольку значительное изменение температуры приводит к существенному изменению величины бБЧ, соответствующей максимальному контрасту, то возникает необходимость в световом потоке от ЭЛТ 4, определяющем эту величину. Для этого вне рабочего кадра изображения с помощью контроллера 2 ЭЛТ формируется тестовый знак из нескольких эле:ментов разрешения с яркостью, соответствующей максимальному контрасту на, выходе пространственно-временного модулятора 7 света . Это возможно благо 6даря тому,что мишень пространственно- временного модулятора 7 света, экран ЭЛТ 4 имеют круглую форму, а рабочий 5кадр .изображения как правило - пряФ Фмоугольную. Так, при диаметре рабочего поля ЭЛТ 4 45 мм, высоте и ширине интереренционного поляризатора 50 мм,,"-1 аказ 254 ВНИИПИ Го арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Пате% ", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 изменения температуры окружалцей среды, ограничиваемых лишь диапазономрабочих температур используемого жидкого кристалла. Изобретение обеспечивает надежное сохранение контраста выходного изображения без потери его качества в ши- роком диапазоне температур в частФ10 ности, благодаря размещению датчиков обратной связи в кожухе устройства отображения, а не в плоскости экранного полотна. Формула изобретения15 Устройство для отображения информации на проекционном экране, содержащее видеоконтрольный блок с волоконно-оптической планшайбой, последовательно расположенные на одной оптической оси.и оптически связанные проВ странственно-временной модулятор света, оптически связанный с волоконнооптической планшайбой, интерференциднный поляризатор, оптически связанный с источником света, проекционный объектив и экран, генератор синусоиСоставитель И.Загинайкактор А.Огар Техред Л.Сердюкова дального напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества информации за счет обеспечения термостабильности контраста выходного иэображения в широком диапазоне температур, устройство содержит генератор модулирующего напряжения низкол частоты, два элемента считывания и два формирователя управляющих сигналов, каждый из которых со" держит усилитель, выход которого соединен со входами первого и второго детекторов, выходы которых подключены к входам сумматора, входы усилителей соединены с выходами соответствующих элементов считывания, выходы сумматоров подключены соответственно к управляющим входам генератора синусоидального напряжения и видеоконтрольного блока, элементы считывания оптически связаны с интерференционным поляризатором и установлены между ним и проекционным объективом, информа.,ционный вход генератора синусоидаль- ного напряжения соединен с выходом генератора модулирующего напряжения низкой частоты, выход - с входом пространственно-временного модулятора.