Блок индикации

 

8,Н.Баушев, Г.Н.Дульнев, И.К.Мешковский-,"B,С.Поипушкин и Ю.П.Соколов

I (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) БЛОК ИНДИКАЦИИ

1

Изобретение относится к устройст-. вам для визуального представления выходных данных вычислительных ма" шин или других аналогичных устройств, а именно к устройству отображения информации, которое может быть использовано для сигнальной,,знаковой и аналоговой индикации при построении сигнализаторов плоских индикаторных панелей и экранов, информационных табло и транспорантов, а также систем отображения трехмерной (объемной) информации, например индикаторов радиолокационных и навигационных установок, устройств машинного проектирования и других систем слежения и управления.

Известно устройство для отображе ния информации, содержащее один или 20 несколько индикаторных элементов, выполненных иэ прозрачной пленки нематического жидкого кристалла, с системой. прозрачных электродов, 2 образующих средство возбуждения, управляемое по обычной системе мат" ричной адресации $1).

Недостатком известного устройства является сравнительно низкая контрастность, малая разрешающая способность и ограниченный срок службы.

Известно также устройство, содержащее индикаторный элемент, выпол" ненный 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 элект" роды на одной иэ пластинок прозрачны f2).

Известное устройство характеризуется низким быстродействием, которое ограничено скоростью миграции тяжелых частиц в плотной жидкости.

943628

5 о

25 эо

З5

Цель изобретения - повышение контрастности изображения.

Устройство очень чувствительно к вибрационным и ударным воздействиям и имеет низкую механическую прочность. Электрофоретическое устройство имеет сравнительно высокий коэффициент контрастности, но его разрешающая способность очень мала (максимально 2-3 линии/мм) . В связи с отмеченными недостатками возможности использования таких устройств ограничены.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее один индикаторный элемент и систему адресации со средством возбуждения, причем, индикаторный элемент выпол" нен в виде герметичного объема, заполненного газом, средством возбуждения является внешний источник света с фокусирующей системой, а система адресации выполнена на основе отклоняющей системы. Для формирова.ния объемного изображения используется два источника света, лучи которых направляются в газовую среду.

Каждый луч изменяет энергетическое

-состояние молекул газа, и в точке пересечения лучей возникает флуоресценция (свечение) газа„ При быстром перемещении лучей появляется светящийся след, который при многократном повторении воспринимается наблю" дателем как законченное объемное изображение j3 ).

Недостатком известного устройства является низкая контрастность, oGyc" ловленная сравнительно небольшой яркостью флуоресценции газа, в свя" зи с чем практически невозможно наблюдение изображения при нормальном освещении. Иэображение наблюдается в затемненном помещении, что безусловно затрудняет работу оператора. Кроме того, флуоресценция возникает не только в точке пересечения лучей, но и по ходу каждого луча. Поэтому граница формируемого изображения получается размытой и четкость изображения значительно снижается, Такое устройство чувствительно к внешним воздействиям, например к направленному излучению посторонних источников света, воздействию СВЧ полей и к другим возмущениям, способ. ным вызвать флуоресценцию газа, искажающую изображение, Поставленная цель достигается тем, что блок индикации, содержащий узел адресации и индикаторный элемент, состоящий из стеклянной кюветы,на ососновании которой последовательно расположены диэлектрическая подломка, резистивный нагреватель, фоновая пластина и отражатель, причем выходы узла адресации подключены к резистивному нагревателю индикаторного элемента, отражатель выполнен из монодисперсного стекла со сквозной пористостью и максимумом распределения размеров пор в области 20004000 А, поры которого заполнены материалом с показателем преломления в видимом диапазоне длин волн

1,465-1 475

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, стеклянная кювета 3, диэлектрическая под-, ложка 4, 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 увеличи" вается 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 состоя25

В этом блоке не возникает пробле- 45 мы разрешающей способности. Конструкция блока предельно проста. Понятно, что быстродействие блока определяется размерами отражателя 7 и подводимой 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 условия теплообмена между отражателем 7 и нагревателем 5. Для уменьшения времени выключения индикаторного элемента можно дополнительно ввести

5 9436 нии с максимальным сопротивлением и ток в цепи нагревателя 5 отсутствует. Иными словами, в исходном состоянии блок находится в нормальных условиях. При комнатной температуре (Т = 22 С) оптическая плотность индикаторного элемента (системы пористое стекло + глицерин) минимальна D = 0,03 (фиг.2, точка A), т.е. индикаторный элемент почти идеально 10 прозрачен и на черном фоне пластины

6 практически невидим для наблюдения (оператора).

При поступлении внешнего сигнала, переводящего узел адресации 1 15 в состояние с минимальным сопротивлением, через резистивный нагреватель 5 протекает полный ток. В результате этого индикаторный элемент нагревается до 90О С. При этом опти- щ ческая плотность индикаторного элемента достигает максимального значения 0 = 0,96 (Фиг.2, точка В), когда почти весь падающий на отражатель 7 свет интенсивно рассеивается, В этом состоянии наблюдатель видит молочно-белый прямоугольник (пластину 1) на черном фоне пластины 6 .

Промежуточным значением внешнего сигнала соответствуют промежуточные состояния индикаторного элемента.

Из графика на фиг.2 видно, что Т =

= 35 C соответствует оптическая плотнос1 ь D = 0,07 (точка С) -, наблюдатель видит темно-серый прямоугольо 3S ник, а при Т = 62 С оптическая плотность уже возрастает до D = 0,4 (точка E) и наблюдаемый прямоугольник становится светло-серым.

Таким образом, блок может сигнализировать не только о крайних, но и о промежуточных состояниях контролируемого объекта (процесса).

28 6 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 эа 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 индивидуальными 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, отражатель выполнен иэ монодисперсного стекла со сквозной пористостью и максимумом распределения размеров пор в области 2000-4000 А, поры которого

7 943628 8 заполнены материалом с показателем таллах с малым количеством выводов преломления в видимом диапазоне длин "ТИИЭР". flep. с англ., 1973, т. 61, волн 1,465"1,475. Ю 7, с. 35-39..

2. Блок no n.l, о т л и ч а ю " . 2. Ота, Ониси, Есияма. Цифровая шийся тем, что стеклянная кювета s индикаторная панель с злектрофореи поры отражателя заполнены глице", тическим иэображением. - "ТИИЭР". рином. Пер. с англ., 1973, т. 61, 7, Источники информации, с. 40-4$. принятые. во внимание при экспертизе

1. Герритома, Лортей. Гибридный М 3. Proc. IEEE, 1973, v, 61, 1т 2, цифровой индикатор на жидких крис- р. 148 (прототип), I

ВНИИПИ Заказ 5101/51 Тираж 518 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород„ ул. Проектная, 4