Устройство для отображения информации на проекционном экране

 

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 быть использовано в устройствах отображения информации, работающих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышение качества отображаемой информации за счет обеспечения термостабильности контраста формируемого выходного изображения в широком диапазоне температур, которая достигается введением генератора 25 модулирующего напряжения низкой частоты, элементов 12 и 13 считывания и формирователей 14 и 15 управляющих сигналов, каждый из которых состоит из усилителя 16 (17), детекторов 18 (19) и 20 (21) и сумматора 22 (23) с соответствующими связями. Изобретение позволяет независимо от температуры поддерживать максимальный контраст выходного изображения путем управления величиной питающего напряжения генератора 24 и записывающего светового потока от ЭЛТ 4 с волоконно-оптической план-шайбой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 щ)5 С 09 С l/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4476069/24-24 (22) 22.08.88 . (46) 30.08.90. Бюл. Ф 32 (72) А.В.Садчихин и А.М.Труфанов (53) 681.327.11 (088.8) (56) Ledebuhr А.С. Full-Color Single° Projection Zeus Liquid Crystal Light

Valve Projector. - Digest,. 1986, 510, р. 379-382. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ПРОЕКЦИОННОМ 3КРАНЕ (57) Изобретение относится к автоматикеи 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 изобре2 тения — повышение качества отображаемой информации эа счет обеспечения термостабильности контраста формируемого выходного изображения в широком диапазоне 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 из усилителя 16 (17), детекторов 18 (19) и 20 (21) и суммматора 22 (23) с соответствующими связями. Изобретение позволяет независимо от температуры ° поддерживать максимальный контраст . выхоцного изображения путем управления величиной питающего напряжения генератора 24 и записывающего светового потока от ЭЛТ 4 с волоконно-оптической планшайбой. 2 ил.

1589307

Изобретение относится к автоматике и вычислительнрй технике, а именно к технике обработки и отображения информации с помощью пространственно5 временных модуляторов света па структурах фотослой -. жидкий кристалл, и может быть использовано в устройствах отображения информапии, работающих в реальном масштабе времени. 10

Цель изобретения - повышение качества информации за счет обеспечения термостабильности контраста формир уемого выходного изображения в широком диапазоне температур . 15

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - характеристи.ки оптического пропускания пространственно-временного модулятора света . для разных температур. 20

Устройство содержит видеоконтрольный блок 1, включа.ющий контроллер 2

ЭЛТ, вход которого является входом устройства (не показан), первый выход контроллера 2 ЭЛТ соединен с дткло- 25 няющей 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 оп- 30 тически связана с пространственновременным модулятором 7 света со стороны фотослоя, которь!й 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. Выход генератора векторов соединен с первыми входами цифроаналоговых преобра- зователей координат Х и Y. Выход генератора символов соединен с вторыми входами цифр мналоговых преобразователей координат X u Y 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 (Hp. показан) °

Детекторы 18 (19) и 20 (21) положительного и отрицательного уровней содержат резистор, один выход. которого является входом, а второй выход резистора является выходом детектора

18 или 20 положительного.или отрицате>.ьного уровня. Между вторым выходом резистора и общей шиной устройства включены параллельно конденсаторы и диод. В детекторе 18 положительного уровня диод соединен с общей шиной анодом, а в детекторе 20 отрицательно го уровня диод соединен с общей шиной катодом (не показан). Сумматор 22 (23) выполнен на базе операционного усилителя по традиционной схеме.

Устройство работает следующим образом.

Нагрев или охлаждение структуры фотослой — жидкий кристалл пространственно-временного модулятора 7 света в диапазоне рабочих температур ячейки жидкого кристалла приводит к изменению характеристик оптического пропускания э ой структуры (фиг. 2), на которой показана зависимость оптического пропускания I в относительных единицах от действующего значения напряжения J поданного на структуру для разных температур Т < ) То и Т- (Т, где То — первоначальная температура структуры, для которой напряжение Uo соответствует минимуму пропускания (фон), а приращение 0 „- величина приращения напряжения йа слое жидкого кристалла, соответствующего максимуму пр опускания, . обусловленному наличием на фотослое пространственновременного модулятора 7 света записывающего светового потока от ЭЛТ 4 с волоконно-оптической планшайбой. Видно, что сохранение неизменными величин U и ЬЦ ц для температур, отлич930? формируемом кадре 30 30 мм и расходи1О мости считывающего светового потока от осветителя 9 не хуже 2 (требования по расходимости заложены в принципе действия пространственно-временного модулятора 7 света и интерференционного поляризатора 8) фотодиоды 12 и 13 размещенные непосредственно после интерференпионного поляризатора 8, не перекрывают световой поток рабочего кадра иэображения.

Щ Сформированный таким образом тестовый знак, как.и все изображение, имеет некоторую модуляцию по яркости, обусловленную введением модуляции в питающее напряжение пространственновременного модулятора 7 света. На базе фотодиода 13 тестового знака формируется обратная связь, работающая аналогично описанной. формируемый сигнал на выходе сумматора 23 управляет коэффициентом усиления видеоусилителя

5 таким образом, чтобы величина PU rr (фиг. 2) принимала значение,.соответствующее максимальной величине пропускания Т("о + gU1,rr+hU+)

Постоянная времени цепи обратной связи задается с требуемой точностью отслеживания рабочей точки и определяется постоянной времени разряда накопительных конденсаторов (не показаны) детекторов 18 и 20 положительного и отрицательного уровней. Соответственно, для периода модулирующего напряжения, равного 100 мс, постоянная времени обратной связи может быть выб45 рана равной 1 с, чего вполне доста-! точно для отслеживания медленно про,текающих процессов теплопередачи в !

: условиях замкнутого воздушного про странства.

В предлагаемом техническом решении надежная работа оптической обратной связи реализуется при таких значениях

U0 и AU rr, что исходный контраст .удерживается с достаточной точностью в пределах значений 30:1 и не уменьшается в процессе работы ниже 27:1. Таким образом, в устройстве не ухудшается исходное качество изображения и оно сохраняется в широких пределах

5 158 ных от Т, приводит к существенному ухудшению контраста выходного изображения, который равен отношению

I(U, + Ь „)tU,.

Пр едлага емое устройство позволяет независимо от температуры поддерживать максимальный контраст выходного изображения путем управления величиной питающего напряжения Uy генератора 24 и записывающего светового потока от ЭЛТ 4 с волоконно-оптической пла ншайбой.

Для установки напряжения Uy соответствующего наиболее темному фону

I д„, используется цепь оптической обратной 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-временл ного модулятора 7 света „„ = 10—

100 мс. При этом величину модуляции

Ю выбирают исходя из значений допускаемого контраста определяемого значения Т (Н, + 6 Б „+ ЬЦ„) /1(Б 1 Ь Ц )Ь К „, 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 6Б Ч, 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 благо6 даря тому,что мишень пространственновременного модулятора 7 света, экран

ЭЛТ 4 имеют круглую форму, а рабочий

5 кадр .изображения как правило - пряУ Ф моугольную. Так, при диаметре рабочего поля ЭЛТ 4 45 мм, высоте и ширине интерференционного поляризатора 50 мм, 1589307

Составитель И.Загинайко

Редактор А.Огар Техред и .Сердюкова ., Корректор T.ÏàëHé."-1аказ 2543 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "ПатеЖ", г.Ужгород, ул. Гагарина, 1О1 изменения температуры окружалцей среды, ограничиваемых лишь диапазоном рабочих температур используемого жидкого кристалла.

Изобретение обеспечивает надежное сохранение контраста выходного изображения без потери его качества в ши- роком диапазоне температур в частФ

10 ности, благодаря размещению датчиков обратной связи в кожухе устройства отображения, а не в плоскости экранного полотна.

Формула изобретения

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, интерференционный поляризатор, оптически связанный с источником света, проекционный объектив и экран, генератор синусоидального 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 содержит 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 .