RU2226291C2 - Устройство для отображения информации (варианты) - Google Patents

Abstract

Устройства для отображения информации включают источник света, выполненный в виде лазера, и дефлектор, содержащий первую линию микрозеркал, расположенных друг за другом горизонтально, и вторую линию микрозеркал, расположенных вертикально параллельно друг другу и перпендикулярно к микрозеркалам первой линии, в которой микрозеркала установлены с возможностью последовательного наклона на угол 45°, а микрозеркала второй линии установлены с возможностью колебания вокруг своей оси. Микрозеркала представляют собой микроэлектромеханические устройства, изменяющие направление луча света в результате электромагнитного, или пьезоэлектрического, или электростатического воздействия на них. В первом и втором варианте устройства пучок света вводится с торцевой части первой линии микрозеркал, при этом по первому варианту каждая пара микрозеркал первой и второй линий отклоняет луч света на 20-30° для осуществления кадровой развертки. Во втором варианте каждая пара отклоняет луч света таким образом, что он отражается от расположенных по плоскости панели выгнутых полос с зеркальным напылением для осуществления кадровой развертки. В третьем варианте когерентные модулированные лучи вводятся с торцевых частей обеих линий микрозеркал таким образом, что на их пересечении образуется световая точка, являющаяся элементом изображения. Обеспечивается высокая частота колебаний микрозеркал, повышение прочности и надежности при длительных нагрузках. 3 с.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Предлагаемая группа изобретений может использоваться в таких областях техники, как телевидение, компьютерная техника, проекционная лазерная техника, бытовая техника, медицина, транспорт: самолеты, автомобили и так далее, в частности, в видеотелефонах, радиотелефонах, как проекция изображения на сетчатке глаза (очки, в уличной рекламе, в приборах ночного видения, на автомобиле в качестве прибора дальнего видения (проектор, сканер), как противотуманное, противодождевое; в самолетах, автомобилях в качестве зрелищного терминала; в аппаратах записи и воспроизведения (голография); в локационных системах, и других.

Известна панель отображения информации, основанная на способе создания изображения "жидкими кристаллами", работающими по принципу "шторки" или светоклапанной панели. Существенным признаком панели является нематический "жидкий кристалл". Ячейка с нематическим кристаллом размещается между контактами или обкладками наподобие конденсатора. При подаче к электродам напряжения, под действием электрического поля, молекулы "жидкого кристалла" ориентируются на угол α=90° - положение открыто. Яркость зависит от количества ориентированных молекул - доменов, а это, в свою очередь, прямо пропорционально приложенному напряжению. Источник света расположен за светоклапанным элементом-ячейки и представляет собой сложную призматическую газоразрядную световую панель (см. журнал "Computer World", 1997, №23, с. 38). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного относится то, что в известном способе используют световую подсветку с тыльной стороны светоклапанной панели, в следствии чего существенно снижается светоотдача панели. Яркость жидкокристаллической панели составляет от 70 до 150 кд/м² типичный ЭЛТ-монитор обеспечивает яркость 300 кд/м². Управление панелью осуществляется активными элементами, которые расположены по всей площади экрана (подложки). Это влечет за собой большие трудности, связанные с производством бездефектной панели, потребность в дорогих поляризаторах. Существует и другая проблема - увеличение площади экрана.

Известен способ того же назначения, существенным признаком которого является плазменная панель, состоящая из многочисленных ячеек, наполненных инертным газом. Плазменные ячейки имеют колбообразную форму, прозрачные контакты и люминофорный слой. Способ работы основан на ионизации инертного газа высоковольтным переменным током с последующим излучением им ультрафиолетового спектра, который, в свою очередь, зажигает люминофор.

За создание изображения отвечает пассивная/активная матрица. Для создания необходимой контрастности изображения цветоразностные сигналы поступают на активные вентиля, которые технологически совмещены с плазменной ячейкой журнал "Техника кино и телевидения" №9, 1999, с. 45).

К причинам, препятствующим ниже указанного технического результата, при использовании способа известной плазменной панели, относится то, что для ионизации газа применяют высоковольтный переменный ток, что увеличивает потребляемые энергозатраты. С увеличением площади экрана, например 2-3 м по диагонали, прямо пропорционально увеличивается потребляемый ток. Для создания изображения производится управление активными элементами триады (пикселем) непосредственно на самой строке, то есть на самом экране панели отображения информации. Активные элементы управляют непосредственно тремя цветовыми элементами данной триады и их количество соответственно тремя цветовыми элементами данной триады и их количество соответственно увеличивается пропорционально площади экрана, также увеличивается количество дорожек (межсоединения активных элементов). Это приводит к усложнению технологии и удорожанию производимого устройства.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ отображения информации на проекционном экране, основанный на маскировании лазерного луча посредством транспаранта с отверстиями и отклонении лазерного луча в заданную точку экрана, последнее осуществляют путем сканирования лазерным лучом поверхности транспаранта с отверстиями с заданным законом развертки, затем лазерный луч маскируют, при этом поперечный размер отверстий транспаранта больше диаметра лазерного луча (см. патент №1647627, А1 Россия, МПК G 09 G 1/00, БИ №17, 1991 г.).

К причинам, препятствующим достижению ниже указанного технического результата, при использовании способа прототипа, относится сложность оптической системы, требующих точной юстировки между транспарантом и лазерным лучом; необходимость дополнительной системы охлаждения транспаранта при нагреве его остаточным лазерным излучением; ненадежность устройства; повышенная износостойкость деталей.

Известно сканирующее устройство D-405 американской фирмы "hYiew", работа которого основана на свете от специальной лампы существенным признаком видео проектора D-405 является чип DMD, содержащий 307х200 (640×480) мельчайших алюминиевых зеркал, имеющих форму квадрата со стороной 16 мкм. Каждое зеркальце закреплено на микроскопической подложке, удерживаемой двумя металлическими полосками - торсионными элементами, к электродам которых подают напряжение, при этом зеркало совершает наклон на угол α=20°, ограничиваемый упорными пластинами. Яркость изображения зависит от частоты наклона алюминиевых зеркал (см. "ТКТ", №9, с. 45; №11, с. 17, 1999).

Известна матрица из М×Н тонкопленочных управляемых зеркал для использования в оптической проекционной системе, где М×Н являются целыми числами для использования в оптической проекционной системе (см. патент, зарегистрированный 21.04.95 г. Республика Корея, поданный в Роспатент 21.11.97. РСТ/КР 96/00033 (07.03.96), Йонг-ки Мин(КR).

К причинам, препятствующим достижению ниже указанного технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве применяют мощную галогеновую лампу, потребляющую большое количество энергии, что увеличивает энергозатраты. Кроме того, применяется сложная система поляризаторов с системой управления, многоэтапная дорогостоящая технология.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому устройству в группе изобретений по совокупности признаков является устройство для отображения информации на проекционном экране, содержащее лазер, транспарант с приводом, дефлектор, и блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляемому входу дефлектора к приводу транспаранта, при этом лазер оптически связан с проекционным экраном (см. U 9500008 ESTOHIA лазерный проектор LSS-01 ТКТ-12, 1999, с. 18).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что в известном устройстве используют гальванометрический дефлектор. Он не обладает достаточной скоростью сканирования по известным причинам, угол отклонения луча чрезвычайно низок, в подобных системах надо жертвовать чем то, если повышать угол отклонения, то уменьшается скорость срабатывания дефлектора. Создаваемые изображения являются графическими с применением принципа (не отрывая пера). Чтобы создать изображение на экране по диагонали три метра необходимо проекционное устройство устанавливать до десяти метров от экрана. В перечне программного обеспечения создания графических фигур находятся до нескольких десятков изображений.

Технической единой задачей заявляемой группы изобретений является разработка простейшего устройства с высоким качеством создания двухмерного, трехмерного отображения информации и технологии производства, отличающееся высоким выходом годных (дисплеев, сканеров, проекционных аппаратов).

Технический результат, который может быть получен при осуществлении группы изобретений заключается в достижении высоких частот колебаний микрозеркал (полый световолновод дефлекторного типа), повышении прочности и надежности при длительных нагрузках, снижении энергозатрат, упрощении конструкции и максимального уменьшения габаритов устройства и его элементов.

Для достижения, обеспечиваемого группой изобретений технического результата в известном способе отображения информации, заключающимся в отклонении лазерного луча в заданную точку экрана путем сканирования, согласно изобретению сканирование лазерного луча осуществляют блоком управляемых микрозеркал непосредственно на экран.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающему источник света, световолноводный дефлектор, закрепленный на подложке и соединенный электродами, согласно изобретению каждый сектор устройства дополнительно содержит перпендикулярно расположенные предыдущим управляемые микрозеркала, закрепленные вертикально относительно источника света, свет направлен на зеркала снизу, при этом в качестве последнего используют модулированный полупроводниковый лазерный источник, размещенный в нижней или боковой части корпуса устройства.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающем источник света, световолноводный дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами, активными элементами, согласно изобретению каждый сектор световолноводного дефлектора содержит перпендикулярно расположенные предыдущим управляемые микрозеркала, закрепленные вертикально относительно друг друга, на расстоянии видимого спектра излучения на подвижной подложке, колеблющийся относительно своей оси, при этом модулированный лазерный луч направлен снизу.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающем источник света, световолноводный дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами, активными элементами, согласно изобретению, устройство снабжено сопряженными линиями, причем первая линия содержит горизонтально расположенные друг за другом на определенном расстоянии микрозеркала, пучок лазера вводится с торцевой части, сканирование производится последовательно, а вторая линия содержит световолноводный дефлектор, состоящий из вертикально расположенных микрозеркал, перпендикулярных к зеркалам первой линии, при этом расстояние между микрозеркалами второй линии лежит в видимом диапазоне излучения.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающем источник света, световолноводный дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами, активными элементами, согласно изобретению устройство содержит две сопряженные линии микрозеркал, расположенные друг за другом на определенном расстоянии для введения лучей с торцевых частей линий, включающих электроды и активные элементы, а созданное изображение возможно при перекрестье двух модулированных лучей, исходящих из двух перпендикулярно расположенных относительно друг друга сканирующих одинаковых линий микрозеркал.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающее источник света, световолноводный дефлектор, содержащий управляемые микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенными электродами, активными элементами; согласно изобретению устройство включает две сопряженные линии микрозеркал, причем первая линия содержит горизонтально расположенные друг за другом на определенном расстоянии микрозеркала, при этом сканирование возможно последовательно вдоль линии, а вторая линия содержит световолноводный дефлектор, состоящий из вертикально расположенных перпендикулярно к микрозеркалам первой линии, причем расстояние между микрозеркалами второй линии исчисляются микрометрами видимого диапазона света, кроме того, устройство содержит полоски выгнутых полусферических зеркал для "веерного" проецирования, направляемым лучом сканирующего устройства.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающий источник света, световолноводный дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами, активными элементами, согласно изобретению устройство снабжено вертикальными сканирующими линиями, состоящими из микрозеркал, расположенных последовательно друг за другом на определенном расстоянии, модулированный луч источника света при этом вводится с торцевой части в одну из линий, располагающейся перпендикулярно к ряду вертикальных линий, а созданный элемент изображения отраженного лазера, исходящего из нижней горизонтальной линии, возможен на микрозеркалах вертикальных линий, возможен на микрозеркалах вертикальных линий, при чем составление сканирующих линий осуществляется по схеме, а именно расположение вертикальных сканирующих линий микрозеркал перпендикулярно к одной горизонтальной сканирующей линии, составленных в одной плоскости.

Достижение обеспечиваемого технического результата стало также возможным благодаря устройству для отображения информации, включающим источник света, световолноводный дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке соединенный электродами, активными элементами, согласно изобретению устройство дополнительно снабжено матрицей М×Н световолноводных дефлекторов, управляемых блоком для разделения на фрагменты в реальном времени, поступающего видеосигнала, с последующим синхронным проецированием световолноводными дефлекторами на экран устройства.

При исследовании отличительных признаков описываемого способа отображения информации сканирующих устройств не выявлено каких-либо аналогичных известных решений, касающихся использования перпендикулярно расположенных друг к другу управляемых микрозеркал, закрепленных вертикально относительно источника света, позволяющих осуществить развертывание луча под большим углом α по горизонтали (строчная развертка), и по вертикали (кадровая развертка), обеспечивающих высокую частоту колебаний механическим способом, прочность и надежность при длительных нагрузках. Кроме того, использование модулированного полупроводникового источника лазера придает созданному изобретению высокое качество изображения, насыщенность цветом, яркостью и контрастностью, обеспечивает снижение энергозатрат, упрощения конструкции и уменьшения габаритов устройства.

В описанных выше известных устройствах микрозеркала закреплены горизонтально относительно источника света и отражают свет, падающий под определенным углом на них. В заявляемом же устройстве микрозеркала закреплены вертикально относительно источника лазера, т.е. параллельно направлению светового пучка, и при работе устройства каждый его сектор отклоняет или преломляет (не "отражает" как в известных) отдельно взятый квант из общего пучка направленного лазера. Это дает больший угол преломления относительно направленного кванта, чем в известных устройствах, приводящий к повышению качества изображения информации.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой группы изобретений позволил установить, что заявитель не обнаружил аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной группе изобретений.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Именно заявляемая группа изобретений обеспечивает достижение выше указанного технического результата, достижение высоких частот колебаний микрозеркал, повышение прочности и надежности при длительных нагрузках, снижении энергозатрат, упрощение конструкции и максимального уменьшения габаритов устройства и его элементов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой группы изобретений критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Осуществление предлагаемого способа отображения информации поясняется с помощью устройств заявленной группе изобретений, представленных на чертежах, где на фигурах изображено:

- фиг.1 - двухкоординатное устройство для отображения информации, вид сверху;

- фиг.2 - то же, вид сбоку;

- фиг.3 - работа микрозеркал устройства фиг.1;

- фиг.4 - двухкоординатное сканирующее устройство с подвижной подложкой;

- фиг.5 - то же, вид сбоку, панель отображения информации, состоящая из сканирующих линий;

- фиг.6 - вид А - сканирующее устройство для кадровой развертки;

- фиг.6 - вид В - сканирующее устройство для строчной развертки;

- фиг.7 - панель отображения информации........

- фиг.8 - панель отображения информации........

- фиг.9 - привод для приведения в микромеханическое действие отклонения микрозеркал;

- фиг.10 - панель отображения информации для веерного сканирования лазерного пучка, основная фиг.6;

- фиг.11 - устройство, состоящее из двух элементов, фиг.7, 8;

- фиг.12 - устройство, состоящее из элементов, фиг.1, 4.

Предлагаемый способ отображения информации заключается в двухкоординатном, микромеханическом методе сканирования согласно закону развертки модулированного сигналом инжекционного полупроводникового лазерного луча в данную точку экрана. Где по аналогии с существующими системами отклоняющей системой являются сканирующие микромеханические зеркальца, изготовляемые технологией MEMS - (микроэлектромеханик систем, английская транскрипция), в переводе на русский микроэлектромеханические устройства, основа технологии которых составляет: микрообработку поверхностей (snrbacc mikro-mackining). Микрозеркальца изменяют направление монохроматичного лазерного луча и устанавливают согласно приведенным устройствам. Формирователем изображения служат полупроводниковые инжекционные лазера. Модулирование видеосигналом производят "внутренне" или посредством оптических модуляторов. Микрозеркала составляют в первой позиции в блок-сектора, сумма блок секторов имеет вид световолноводного дефлектора. Микрозеркала составляют во второй позиции последовательно на определенном расстоянии и представляют собой сканирующую линию, при этом микрозеркала устанавливают: в первой позиции - параллельно друг другу и вертикально относительно направленного снизу лазерного луча, во второй позиции - последовательно друг за другом на определенном расстоянии и параллельно относительно направляемого лазерного луча. Расстояния между микрозеркалами в первой позиции составляют 0,7-0,8 мкм видимого света. Расстояния между микрозеркалами во второй позиции могут иметь 1/3 площади микрозеркала. При использовании других длин волн λ излучений расстояния между микрозеркалами в первой позиции должны быть изменены.

Модулированные видеосигналом излучения полупроводникового инжекционного лазерного луча направляют в первой позиции снизу световолноводного дефлектора, во второй позиции с боковой торцевой стороны сканирующих линий.

Микрозеркала второй позиции имеют принцип самосканирования, то есть работа без участия активных электронных элементов.

Предлагаемое устройство состоит см. фиг.1, 2, 3 из секторов 1, включающих перпендикулярно расположенные друг другу управляемые микрозеркала 2 (для строчной развертки) и 3 (для кадровой развертки), закрепленные на подложке 4. На торцах секторов 1 расположены электроды 5 и 6 (для подачи импульсов на микрозеркала 3). Управляемые микрозеркала 2 и 3 установлены вертикально на расстоянии видимого спектра излучения относительно модулированного полупроводникового источника 9 лазера, размещенного в нижней или боковой части корпуса устройства, при этом свет направлен на микрозеркала 2, 3 снизу.

На торцах каждого сектора 1 закреплены возвратные механизмы 10 для фиксации угла наклона микрозеркал 2. На оси секторов 1 также размещены возвратные механизмы (на фиг. не указано) для фиксации угла наклона микрозеркал 3.

На подложке 4 устройства по обеим ее сторонам установлены активные элементы 11 и 12 управления, микрозеркалами 2 и 3 секторов 1.

Все узлы и детали устройства размещены в герметичном вакуумном корпусе, имеющем два стеклянных окна-входа и выхода (на фиг. не указано).

Предлагаемый способ (устройство) работает следующим образом. После подачи, посредством активных элементов 11 и 12, напряжения к электродам 5 и 7 микрозеркала 2 и 3 секторов 1 начинают отклоняться в ту или иную сторону. Возвратные механизмы фиксируют предел угла наклона микрозеркал 2 и 3, происходит подвод напряжения к электродам 6 и 8, при этом микрозеркала 2 и 3 начинают отклоняться в обратную сторону и т.д.

Луч лазера, модулированный источником 9, проходя между микрозеркалами 2 и 3, изменяет свое направление (преломляется) в соответствии с углом наклона микрозеркал (см. фиг.3). Тем самым производится сканирование лазерного луча по горизонтали (строчная развертка) и по вертикали (кадровая развертка). Расстояние между перпендикулярно расположенными зеркалами световолноводного дефлектора лежат в видимом диапазоне спектра излучения, порядка 0,7 мкм. это необходимо для исключения дифракционных нежелательных эффектов. Если это расстояние значительно больше предлагаемого, то свет будет отклоняться в противоположную сторону от зеркальных покрытий и эффекта сканирования не произойдет.

Модуляция лазерного пучка может происходить ступенчато. На первой ступени находится источник 9 лазерного излучения. Через систему призм луч делится на три пучка. Далее каждый пучок проходит через свой светофильтр - зеленый, синий и красный. Каждый светофильтр имеет свой модулятор. Созданные три световых пучка концентрируются на специальной мишени-триаде, в результате чего получается один элемент изображения. Увеличением элементов изображения создается "картинка" путем отображения их на экране сканирующим устройством.

Предлагаемое устройство (см. фиг.4,5) состоит из источника света 9, управляемых микрозеркал 2, и расположенных горизонтально и неподвижно, микрозеркал 3, расположенных вертикально и состоящих из блок-секторов, световолноводного дефлектора 13, подвижной подложки 4, электродов 5, 6 для контакта с активными элементами 11 строчной развертки первой рабочей координаты, игольчатый шарнир 14, проводник сигналов от активных элементов 11 к электродам 5 строчной развертки. Постоянные магниты 15 (ферромагниты) для создания магнитного момента для неполного вращения подвижной подложки вокруг своей оси. Возвратные стабилизирующие элементы 16 для фиксации подложки 4 в строго фиксированном положении относительно корпуса, электромагниты 17 активные основные электромагниты для неполного вращения подложки 4, активные элементы 12 (кадровой развертки) второй рабочей координаты, токопроводящие линии 19 для передачи сигналов электродам (горизонтальной развертки), корпус 20, ось игольчатого шарнира 21. Каждый блок сектор световолноводного дефлектора 13 снабжен перпендикулярно расположенными предыдущим микрозеркалом 3 управляемые микрозеркала 2, закрепленные вертикально относительно друг друга, на расстоянии видимого спектра излучения на подвижной подложке 4, колеблющиеся относительно своей оси (на фиг. не показаны), а модулированный лазерный луч источника 9 направлен снизу. После подачи сигнала активным элементов 11 через игольчатые шарниры 14 на электроды 5 приводов микрозеркал 2, 3, в результате электромагнитного, электростатического воздействия, микрозеркала начинают отклоняться в правую сторону (см. фиг.3). Лазерный луч изменяет свое направление в соответствии с углом наклона пластин 3, фиг.3. Меняя электропотенциалы на противоположные, движение пластин микрозеркал 3 возобновляются в обратную сторону, то есть каждый промежуток между микрозеркалами (преломляет) отклоняет отдельно взятый квант из общего пучка направляемого света.

Вторая рабочая координата функционирует следующим образом. Управляющие импульсы (кадровой развертки) посредством активных элементов 12 подаются на электромагниты (электростатические элементы) 17, возникает электрическое поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита 15, возникает сила, отталкивающая или притягивающая, это зависит от полярности приложенного напряжения. Сигналы на электромагниты 17 подаются поочередно. Это необходимо для создания неполного вращения (колебательного движения) подложки 4 относительно своей оси 24. Возвратный стабилизирующий элемент 16 определяет предел угла наклона подложки 4 и стабилизирует по горизонтали вне работы устройства и крепится технологически с одной стороны к подложке 4 и другой стороны к основному корпусу 20. Тем самым производится сканирование луча по вертикали. Для устойчивой работы устройства оно устанавливается в герметический корпус, имеющем два стеклянных окна - входа и выхода (на фиг. не указано).

Предлагаемое устройство (см. фиг.6) 15 содержит две сопряженные линии: линия 22 для строчной развертки, линия 23 для кадровой развертки. Линия 22 содержит горизонтально расположенные друг за другом на определенном расстоянии микрозеркало 3 в отклоненном состоянии и расположение электродов с проводами строчной развертки. Исходное состояние микрозеркала 3 показано позицией 24. На позиции 7 показано от источника света 9 направление пучка, сканирующего лазера.

Сканирование лазерного луча источника 9 микрозеркалами осуществляется последовательно, причем пучок лазера вводиться с торцевой части. Устройство снабжено электрической платой 26, упором 10 для ограничения угла наклона микрозеркал.

Линия 23 содержит световолноводный дефлектор 13, который состоит из вертикально расположенных микрозеркал 2, установленных перпендикулярно к микрозеркалам линии 22, причем расстояние между микрозеркалами второй линии 23 находится в видимом диапазоне излучения. Линия 23 снабжена электродами 6 кадровой развертки, опорами 30 с возвратными механизмами (на фиг. не указаны), которые расположены на микрозеркале 2.

Устройство работает следующим образом: линия 22 сканирует лазерный модулированный луч 7, исходящие из источника света 9 вдоль всей линии. Управление осуществляется входными синхроимпульсами строчной и кадровой разверток (на фиг. не указаны). Синхроимпульсы инициируют генераторы строчной и кадровой разверток - активная электронные компоненты, расположенные на плате 26 на чертеже фигура 6 (Вид А) изображена линия 23 вид сверху (фиг.3 в работе), (Вид В) - вид сбоку в разрезе. Активные элементы платы 26 линии строчной развертки электрически связаны с электродами строчной 5 и кадровой развертки 6. После инициирования электрическими импульсами посредством активных элементов электродов 5 привода отклоняют первое левое микрозеркало 27 на угол 45° соответственно и луч 7, отраженный вверх на 90° от микрозеркала 3. Луч 7 попадает снизу на вертикально расположенные и параллельно друг другу микрозеркала световолноводного дефлектора. Микрозеркала 3 строчной линии последовательно в течение времени действия одной строки телевизионного растра отклоняют лазерный пучок вверх на вторую линию 23 световолноводного дефлектора. Электроды 6 кадровой развертки приводят в неполное вращение микрозеркала относительно своей оси 7 (согласно фиг.3) и соответственно каждая пара микрозеркал "преломляет" на 20-30° квант из общего пучка светолазера. Этим осуществляется кадровая разверстка.

Предлагаемое устройство (см. фиг.7, 8) включает панель отображения информации в статике, где линия 22 состоит из технологично составленной последовательно на определенном расстоянии линией, содержащей микрозеркала 2 и вертикальными линиями микрозеркал (вид сверху 12) вида 3, 31 расположенных приводов в верхней части линии 13. Также в верхней части линии расположена панель 15 с электродами и приводами 5. Электроды соединены с дорожками (на фиг. не указаны) с основной платой 4, где размещены активные электронные компоненты (на фиг. не указаны). Микрозеркало в отклоненном состоянии (в рабочем виде) 2 строчной линии. Микрозеркало имеет вид правильного прямоугольника 3 (вид сверху). Расположение цветовых зон триад 31 в габаритах микрозеркала на вертикальной сканирующей линии 17 первая левая линия. Исходящий из источника света 9 модулированный пучок 7 пунктирными линиями показаны направления пучка при сканировании, микрозеркалами 8, микрозеркала в действии отклоненными на угол 45° первое левое микрозеркало, где схематично изображены колебания микрозеркала во времени t:21. Цифрой 10 изображена упорная линия, фиксирующая угол наклона микрозеркала. Исходное состояние всех микрозеркал 24. Технологичное ограничительное ребро вертикальных сканирующих линий, отвечающих за кадровую разверстку 12. На левой боковой строке размещена вертикальная линия 20, содержащая активные элементы 18, отвечающие за работу своей строки 19. Элементы 18 связаны с выходом основной платы 4 и управляются приходящими сигналами сканирования с основной платы (на фиг. не указаны). Стекло покрыто напыляющим составом для придания малого отражения солнечного света (бликов) 14.

Панель отображения информации (блок отображения информации) функционирует следующим образом. Синхроимпульс строчной развертки (на фиг. не указаны) инициирует первый электронный компонент на основной плате 4, после чего сигнал управления подается через дорожки на электроды с приводами на первое левой микрозеркало, линии строчного сканирования 27. Электроды электрическим полем, приложенным к приводам 5 инициируют привода, привода механическим методом отклоняют микрозеркало на угол 45° и направленный луч 7 отклоняется на угол 90° вверх, согласно фиг.7 (7), 8 (7). Одновременно элемент 18 первой левой вертикальной линии "включает" первое верхнее 32 микрозеркало первого левого ряда данной строки 19. Пришедший отраженный луч от микрозеркала строчной линии 3 на микрозеркало 3 кадровой линии 17 отражается на экран (см. фиг.8) распределение цветов триады 31. Далее после одновременных "отключений" микрозеркал первой левой линии строчной и верхнего микрозеркала первой вертикальной линии, "включаются" микрозеркала следующие по порядку слева направо строчной линии и одновременно с ними вертикальные линии с первыми верхними микрозеркалами, находящиеся на строке 19. Элемент 18 управляется кадровыми синхроимпульсами, приходящими из блока обработки (на фиг. не указаны) он определяет время "прохождения" сканирования данной строки. После полного прохождения первой строки элемент 18 даст команду на отключение строки. Следующий синхроимпульс кадровой разверстки "включает" аналогичной элементу 18 стоящий ниже последовательно по порядку в линии 20. Происходит аналогичный процесс. Прохождением всех строк осуществляется кадровая развертка и формирование полного изображения на экране, согласно закону разверток телевизионного вещания. В предлагаемом устройстве (см. фиг.9) изображены привода (схематично) приведение в микромеханическое действие (отклонения микрозеркал) второй позиции согласно описанного выше способа: 1) электромагнитный привод, 2) статический привод, 3) пьезоэлектрический привод, 4) магнитострикционный привод.

Пунктирной линией схематично изображено микрозеркало 3 линии сканирования, вид сбоку. Толстыми черными линиями показаны электроды для приведения в микромеханическое действие.

В предлагаемом устройстве (см. фиг.10) изображена панель отображения информации, где цифрой 1 показан оптический стабилизатор - пятна луча лазера и служит для геометрического исправления оптическими методами, максимального угла падения лазерного модулированного пучка 2. Поляризатор 3 предназначен для гашения опорных пучков лазера 9 (не отраженных от сферических зеркал). Основной элемент 4 согласно (фиг.6) является активным устройством данной панели отображения информации. По площади всей панели расположены ступенчато 5 вид сбоку и вид спереди полусферические выгнутые полосы с нанесенным зеркальным напылением, предназначенные для "веерного" 6, сканирования уплощенном объеме, 7 точка начала сканирования луча лазера. Неподвижное зеркало 8 для направления луча лазера. Работа панели отображения заключается в сканировании луча лазера посредством активного элемента (устройства описанного согласно фиг.6) через полусферические выгнутые зеркальные плоскости на экран. Проецирование производится "веерным" сканированием посредством активного элемента на экран через оптический стабилизатор 1 и поляризатор 3. Полусферические зеркала 5 предназначены для кадрового разложения растра и создания полного изображения, по всей площади предлагаемого экрана.

Предлагаемое устройство (см. фиг.11) для отображения информации в перекрестии двух лучей 7, 1. За создание изображения отвечает интерферируемое световое пятно 33, воспроизводимое в перекрестии двух одинаковых по частоте и фазе модулированных лучей лазера, исходящих из двух абсолютно одинаковых по способу работы, согласно описанным линиям (по фиг.7, 8), где за строчную разверстку отвечает линия 22, за кадровую 23. Соответственно имеются два источника лазера 9. Микрозеркала линий в исходных состояниях и в рабочих состояниях 3. Сверху технологически созданы электроды приводов 5 для приведения в микромеханическое движение микрозеркал 3. Между микрозеркалами находится физический зазор 11, это необходимо для создания дорожек управления подводимым к электродам-приводам. Предел угла наклона микрозеркала 10 отклоняемым на угол 45° 21’. По оставшейся части периметра смонтированы боковые стойки 35 с нанесенным зеркальным покрытием 34, служащих для отражения остаточного излучения лазерного пучка.

Предлагаемое устройство работает следующим образом (см. фиг.7, 8): обе сканирующие линии установлены таким образом, чтобы перпендикулярные лучи как бы "сталкивались" и интерферировали в одной области 33. Сканирующее микрозеркало 3 линии 22 строчной развертки посредством управляемых сигналов отклоняет опорный луч, исходящий из источника лазера 9 на 90° вверх в вертикальном направлении 7 до точки пересечения горизонтальным лучом 1, аналогично функционирующей линией 23, где источником излучения является полупроводниковый инжекционный лазер. Обе линии воспроизводят изображение согласно законам развертки. Возможно применение рабочих тел для более эффективной работы устройства.

В предлагаемом устройстве (см. фиг.12) изображена панель отображения информации, где 1 активный основной элемент согласно описанию фиг.1.4, также может быть применено описание устройство (см. фиг.7, 8) в качестве основного активного элемента для создания предлагаемого устройства. Активный основной элемент 1 предназначен для фрагментарного проецирования путем сканирования 2 исходным опорным лучом на экран 3. Устройство состоит из матрицы M×N, где М и N являются целыми цифрами из основных активных элементов. Устройство имеет прямоугольный вид и выполнено из специализированной пластмассы. В разобранном виде представляет собой "конструктор" для индивидуального пользования. При сборке активные элементы крепятся с тыльной стороны панели, сама панель представляет собой сборную конструкцию (на фиг. не указано).

Устройство работает следующим способом. Исходное изображение разбивается на фрагменты по числу элементов в матрице MxN специализированным цифровым устройством, работающем в реальном времени, после чего каждый фрагмент в аналоговом сигнале направляется по проводам к модуляторам света. Расположенными на активных элементах по числу их в матрице. По световолноводам подводятся немодулированные лазерные пучки от одного мощного лазерного источника, например газового лазера. Все основные элементы засинхронизированы импульсами, выделяемыми из эфира принимаемой программы (на фиг.не указаны). Проецированием фрагментов исходного изображения обеспечивает достижение технического результата.

Преимущества предложенной группы изобретений, способа отображения информации и устройств для его реализации состоят в упрощении технологии изготовления, так как нет необходимости изготавливать активные элементы (вентили) коммутации непосредственно прямо на подложках экрана, в снижении суммарного количества в матрицах, доходящих до 1,5 миллионов активных вентилей в существующих технологиях. В известных устройствах ЖК дисплеях подсветка производится по всей площади тыльной стороны панели, что чревато разрушениями поляризационных жидкостей, ограниченным сроком службы. В предлагаемом способе излучение производится точечно и для его отклонения используются металлические поверхности. В существующих технологиях модуляция триады (элемента изображения) производится сложнейшей системой, состоящих из активных элементов и создание изображения производится на триаде, которые расположены по всей площади экрана. К активным элементам подводятся многочисленные токоведущие дорожки, задействована сложнейшая система коммутации каждых триад. В предлагаемом устройстве активные элементы размещены на периферии, система коммутации действует по принципу взаимно перпендикулярных полос, так называемая пассивная матрица, коммутирующие элементы размещены с концов полосок. Модуляция происходит на источнике лазера внутренним методом, после чего проецируется на экран. Микрозеркала по сути своей являются только отклоняющей системой, для уже модулированного цветами лазерного луча, согласно сигнала изображения выделяемого из эфира.

Предлагаемые способ отображения информации и устройства для его осуществления малогабаритны, малоэнергоемки, отвечают современным требованиям. Можно использовать с помощью такого отображения и получать информацию различного рода, например, применять в качестве отображения информации непосредственно на сетчатке глаза оператора, водителя, солдата, летчика и потенциального потребителя. Носимая в качестве моноочков, имеет неоспоримое преимущество перед монитором, дисплеем в особенности кто занимается ремонтом электронной аппаратуры, регулировщики, электронщики. У людей подобных специальностей руки всегда заняты или они находятся в неудобных позах, где не очень удобно рассматривать экраны осциллографов. Созданное изображение как бы "увеличено", что создает эффект нахождения самого оператора в картинке, ясное рассматривание прохождения сигналов, что дает преимущества людям лишенным 100% зрения. Космонавтам, находящимся на орбите во время выхода в космосе ремонтных работ, например космонавт не может разобраться в хитросплетениях схем, тогда он запрашивает борт и ему в поле зрения приходит нужная информация в виде графического, трехмерного изображения сопровождающийся звуковой информацией. Космонавт соответственно снизит время ремонта и с высоким качеством произведет ремонт данной аппаратуры в открытом космосе.

Claims (3)

1. Устройство для отображения информации, включающее источник света, выполненный в виде лазера, дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами с активными элементами, причем дефлектор содержит две сопряженные линии микрозеркал, первая линия микрозеркал содержит горизонтально расположенные друг за другом микрозеркала, а вторая линия микрозеркал содержит вертикально расположенные параллельно друг другу микрозеркала, установленные перпендикулярно к микрозеркалам первой линии, при этом пучок света вводится с торцевой части первой линии микрозеркал, в которой микрозеркала установлены с возможностью последовательного наклона на угол 45° и отклонения луча света вверх на 90° на микрозеркала второй линии, отличающееся тем, что микрозеркала представляют собой микроэлектромеханические устройства, изменяющие направление луча света в результате электромагнитного, или пьезоэлектрического, или электростатического воздействия на них, при этом микрозеркала второй линии установлены с возможностью колебания вокруг своей оси таким образом, что каждая пара соответствующих микрозеркал первой и второй линий отклоняет луч света на 20-30° для осуществления кадровой развертки.

2. Устройство для отображения информации, включающее источник света, выполненный в виде лазера, дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами с активными элементами, причем дефлектор содержит две сопряженные линии микрозеркал, первая линия микрозеркал содержит горизонтально расположенные друг за другом микрозеркала, а вторая линия микрозеркал содержит вертикально расположенные параллельно друг другу микрозеркала, установленные перпендикулярно к микрозеркалам первой линии, при этом пучок света вводится с торцевой части первой линии микрозеркал, в которой микрозеркала установлены с возможностью последовательного наклона на угол 45° и отклонения луча света вверх на 90° на микрозеркала второй линии, отличающееся тем, что микрозеркала представляют собой микроэлектромеханические устройства, изменяющие направление луча света в результате электромагнитного, или пьезоэлектрического, или электростатического воздействия на них, при этом микрозеркала второй линии установлены с возможностью колебания вокруг своей оси таким образом, что каждая пара соответствующих микрозеркал первой и второй линий отклоняет луч света таким образом, что он отражается от расположенных по плоскости панели выгнутых полос с зеркальным напылением для осуществления кадровой развертки.

3. Устройство для отображения информации, включающее источник света, выполненный в виде лазера, дефлектор, содержащий микрозеркала, закрепленный на подложке и соединенный электродами с активными элементами, причем дефлектор содержит две сопряженные линии микрозеркал, одна из которых расположена горизонтально, а вторая вертикально, причем микрозеркала установлены с возможностью последовательного наклона на угол 45° и отклонения луча света от обеих линий под углом 90°, отличающееся тем, что микрозеркала представляют собой микроэлектромеханические устройства, изменяющие направление луча света в результате электромагнитного, или пьезоэлектрического, или электростатического воздействия на них, при этом когерентные модулированные лучи вводятся с торцевых частей обеих сканирующих линий микрозеркал таким образом, что на их пересечении образуется световая точка, являющаяся элементом изображения.

Images