RU166197U1

RU166197U1 - OPTOELECTRONIC SCREEN WITH ADJUSTMENT OF BRIGHTNESS OF THE DISPLAY OF INFORMATION

Info

Publication number: RU166197U1
Application number: RU2016107190/28U
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Верба; Леонид Викторович Воронцов; Татьяна Витальевна Даниленко; Дмитрий Александрович Даниленко; Александр Николаевич Даниленко
Original assignee: Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега"
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2016-11-20

Abstract

Оптоэлектронное табло с регулировкой яркости отображения информации, содержащее корпус, в котором закреплены жидкокристаллический дисплей, отображающий информацию, с источником подсветки, расположенным за жидкокристаллическим дисплеем, отличающееся тем, что в корпусе перед жидкокристаллическим дисплеем параллельно его наружной поверхности дополнительно закреплена поляризационная пластина с возможностью поворота вокруг своей оптической оси в пределах углов 0°-90°.An optoelectronic display panel with brightness adjustment for displaying information, comprising a housing in which a liquid crystal display displaying information is fixed, with a backlight located behind the liquid crystal display, characterized in that a polarizing plate is further fixed to the housing in front of the liquid crystal display parallel to its outer surface, with the possibility of rotation around its optical axis within the range of angles 0 ° -90 °.

Description

Полезная модель относится к средствам отображения информации и может быть использована в приборных панелях спецтехники, а также измерительных устройствах.The utility model relates to means of displaying information and can be used in the dashboards of special equipment, as well as measuring devices.

В качестве аналогов устройства могут быть рассмотрены известные оптоэлектронные табло, являющиеся средством представления информации, в котором область просмотра информации выполнена в виде LCD-дисплея (например, RU 2249254 C1, 27.03.2005). Также известно оптоэлектронное сигнальное табло, конструкция которого содержит нейтральный светофильтр, ослабляющий внешний световой поток в условиях высокой внешней освещенности (RU 2376652 C1, 20.12.2009). Данные оптоэлектронные табло не имеют элементов, предназначенных для регулировки яркости отображения информации, что сужает область их применения.As analogs of the device, known optoelectronic displays can be considered, which are a means of presenting information in which the information viewing area is made in the form of an LCD display (for example, RU 2249254 C1, 03/27/2005). An optoelectronic signal board is also known, the design of which contains a neutral light filter that attenuates the external light flux in conditions of high external illumination (RU 2376652 C1, 12.20.2009). These optoelectronic displays do not have elements designed to adjust the brightness of the information display, which narrows the scope of their application.

Жидкокристаллический дисплей (ЖКД), часто упоминаемый как LCD (Liquid Crystal Display) дисплей, является наиболее распространенным элементом отображения информации.A liquid crystal display (LCD), often referred to as an LCD (Liquid Crystal Display) display, is the most common display element.

К достоинствам ЖКД можно отнести простоту изготовления, ввиду широко освоенной технологии производства, и малую потребляемую мощность. Наиболее широко распространены дисплеи, работающие на просвет (дисплеи же, работающие на отражении света нуждаются во внешнем освещении и применяются в наиболее простых электронных устройствах, например, электронных часах, микрокалькуляторах и т.д.). Сзади экрана таких дисплеев (т.е. за жидкокристаллическим дисплеем) расположен источник света. Обычно используются люминесцентные лампы и оптическая система, состоящая из призм и толстой стеклянной основы, позволяющие сформировать источник равномерной подсветки, поверх которого располагается собственно LCD-матрица. У монохромных дисплеев применяют лампы подсветки какого-либо одного цвета, например зеленоватого (см. http://www.gadgetus.org.ua/passvnye-lcd-displei.html).The advantages of LCDs include ease of manufacture, due to the widely mastered production technology, and low power consumption. Displays operating on the light are most widespread (displays working on reflection of light need external lighting and are used in the most simple electronic devices, for example, electronic clocks, microcalculators, etc.). Behind the screen of such displays (i.e., behind a liquid crystal display) is a light source. Typically, fluorescent lamps and an optical system consisting of prisms and a thick glass base are used to form a source of uniform illumination, on top of which the LCD matrix itself is located. Monochrome displays use backlights of any one color, for example greenish (see http://www.gadgetus.org.ua/passvnye-lcd-displei.html).

Известные подсвечиваемые ЖКД (часто представленные в технической литературе и публикациях как табло, информационные экраны, индикаторы и т.п.) широко используются в измерительном оборудовании, устройствах с индикацией состояния, в приборных панелях транспортных средств, пультов управления техникой, станками и т.д. При этом, для осуществления регулировки яркости их свечения (с целью обеспечения требуемого качества видимости отображаемых символов на дисплее) могут применяться различные способы, к которым относятся, например, изменение номиналов токоограничительных резисторов, подключеннь1х к сегментам дисплея, или подключение транзистора, который будет ограничивать ток протекающий через дисплей, к общему катоду (аноду), что позволяет на программном уровне осуществлять изменение яркости свечения (см. "Регулировка яркости семисегментного индикатора", http://radioparty.ru/prog-avr/program-c/511-lesson-bright-sevensegment-avr).Known backlit LCDs (often presented in technical literature and publications as displays, information screens, indicators, etc.) are widely used in measuring equipment, devices with status indicators, in the dashboards of vehicles, control panels, machinery, machines, etc. . At the same time, to adjust the brightness of their glow (in order to ensure the required quality of visibility of the displayed characters on the display), various methods can be applied, which include, for example, changing the values of current-limiting resistors connected to display segments, or connecting a transistor that will limit the current flowing through the display to the common cathode (anode), which allows you to programmatically change the brightness of the glow (see "Adjusting the brightness of the seven-segment indicator a ", http://radioparty.ru/prog-avr/program-c/511-lesson-bright-sevensegment-avr).

Так, например, известно оптоэлектронное табло с регулировкой яркости отображения информации, содержащее жидкокристаллический дисплей, отображающий информацию и имеющее источник подсветки, расположенный за жидкокристаллическим дисплеем, в котором регулировку яркости отображения информации осуществляют с помощью микросхемы управления инверторами задней подсветки LCD-дисплея (http://www.mirpu.ra/lcd/35-lcdinvertors/155--oz9938.html). Это - прототип.So, for example, an optoelectronic display panel with brightness control for displaying information is known, comprising a liquid crystal display displaying information and having a backlight located behind the liquid crystal display, in which the brightness of the information display is adjusted using the backlight inverters of the LCD display (http: / /www.mirpu.ra/lcd/35-lcdinvertors/155--oz9938.html). This is a prototype.

Известное устройство для управления яркостью отображения информации содержит микросхему управления источником подсветки, и регулировка яркости отображения информации осуществляется на программном уровне (т.е. на контроллер микросхемы, управляющей источником подсветки дисплея, поступают специальные команды). Описание реализованного в прототипе способа регулировки яркости отображения информации также содержится и в некоторых других источниках (см., например, "Регулировка яркости экрана для мобильного устройства" RU 2523040 C2, 20.07.2014, www.microchip.su/showthread.php?t=12475, http://habrahabr.ru/post/234601/, htty://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/02_05/stat48.htm). В процессе визуального считывания отображаемой информации, для регулировки яркости свечения дисплея используют предусмотренные для этого органы управления (например, кнопки, ползунок и т.п.). Регулировку осуществляют в соответствии с индивидуальными предпочтениями наблюдателя.A known device for controlling the brightness of information display contains a backlight source control chip, and the brightness of the information display is adjusted at the program level (i.e., special commands are received to the controller of the chip that controls the display backlight source). A description of the method for adjusting the brightness of the display of information implemented in the prototype is also contained in some other sources (see, for example, "Adjusting the screen brightness for a mobile device" RU 2523040 C2, 07.20.2014, www.microchip.su/showthread.php?t= 12475, http://habrahabr.ru/post/234601/, htty: //www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/02_05/stat48.htm). In the process of visually reading the displayed information, the controls provided for this are used to adjust the brightness of the display luminescence (for example, buttons, slider, etc.). The adjustment is carried out in accordance with the individual preferences of the observer.

Однако, исходя из особенностей устройства ЖКД, а также физических свойств оптических поляризационных элементов, изменяющих структуру проходящего через них светового излучения, в предлагаемой полезной модели реализована функция изменения яркости отображения информации без использования регулировочных электронных (как например, микросхем, транзисторов и т.д.) и программных (участвующих в формировании управляющих команд на контроллер) компонентов. При этом, задачей полезной модели является создание оптоэлектронного табло с функцией регулировки яркости, не требующей сложных способов реализации.However, based on the features of the LCD device, as well as the physical properties of the optical polarizing elements that change the structure of the light radiation passing through them, the proposed utility model implements the function of changing the brightness of the information display without the use of electronic controls (such as microcircuits, transistors, etc. ) and software (involved in the formation of control commands to the controller) components. At the same time, the objective of the utility model is to create an optoelectronic display with a brightness adjustment function that does not require complex implementation methods.

Обоснованием физических основ осуществления функции регулировки яркости в предлагаемой полезной модели является принцип работы ЖКД, который, в свою очередь, основан на явлении поляризации света.The justification of the physical basis for the implementation of the brightness adjustment function in the proposed utility model is the principle of operation of the LCD, which, in turn, is based on the phenomenon of polarization of light.

Сущность явления поляризации условно можно объяснить следующим образом: естественный свет, являясь волной объемной, проходя через определенные прозрачные материалы, приобретает свойства плоской волны (т.е. превращается в линейно поляризованный свет). Устройства, с помощью которых естественный свет можно преобразовать в линейно поляризованный, называют поляризаторами. Поляризаторы, имеющие малую толщину при большой площади, называют поляроидами. Обычно поляроиды создают на базе искусственных пленок. Через поляризационную пленку (поляроид) проходит только та составляющая световой волны, в которой вектор напряженности электрического поля лежит в плоскости, параллельной оптической оси поляроида и сильно поглощается составляющая световой волны, в которой вектор напряженности электрического поля перпендикулярен оптической оси поляроида (см. "Дисплеи LCD", http://www.dom-spravka.info/_mobilla/m_vs_75.html). Такие поляризационные элементы часто называют линейными поляризационными фильтрами. Данные фильтры пропускают только свет с поляризацией в одной плоскости, поэтому на выходе линейного поляризационного фильтра всегда линейно поляризованный свет (если на линейный поляризационный фильтр попадает неполяризованное излучение от пространства объектов, например, солнечное, то проходя через фильтр оно ослабляется, т.к. из всех составляющих световой волны, проходит только та, в которой вектор напряженности электрического поля лежит в плоскости, параллельной оптической оси поляроида, см., например, "Поляризация", http://review.lospopadosos.com/polarization).The essence of the polarization phenomenon can be arbitrarily explained as follows: natural light, being a volume wave, passing through certain transparent materials, acquires the properties of a plane wave (i.e., turns into linearly polarized light). Devices with which natural light can be converted to linearly polarized are called polarizers. Polarizers having a small thickness with a large area are called polaroids. Usually polaroids are created on the basis of artificial films. Only the component of the light wave passes through the polarization film (polaroid), in which the electric field vector lies in a plane parallel to the polaroid optical axis and the light wave component is strongly absorbed, in which the electric field vector is perpendicular to the optical axis of the polaroid (see "LCD displays ", http://www.dom-spravka.info/_mobilla/m_vs_75.html). Such polarization elements are often called linear polarization filters. These filters transmit only light with polarization in one plane, therefore, at the output of the linear polarizing filter there is always linearly polarized light (if non-polarized radiation from the space of objects, for example, sunlight, enters the linear polarizing filter, then it passes through the filter, since of all the components of a light wave, only one passes in which the electric field vector lies in a plane parallel to the optical axis of the polaroid, see, for example, Polarization, http://review.lospopadosos.com / polarization).

Так, применительно к фото- и киносъемке, свойства поляроидов используют для устранения влияния засветок, возникающих из-за аэрозольного рассеяния солнечного света на частицах в воздухе, приводящего к появлению дополнительного фона (т.н. "пелены"), или с целью устранения влияния бликов отраженного от стекла света. Простой линейный поляризационный фильтр состоит из пленки поляроида, размещенной между двух стекол. Поскольку при рассеянии на частицах воздуха, а также при отражениях от неметаллических поверхностей (например, стекла или воды) изначально неполяризованный солнечный свет линейно поляризуется, то такие отражения (либо рассеянное частицами излучение) можно отфильтровать с помощью поляризационного фильтра, "поглощая" ненужную линейно-поляризованную составляющую общего светового потока, попадающего в объектив (см., например, "Поляризационный фильтр", http://review.lospopadosos.com/polarizer). В результате, изображение объекта оказывается лишенным бликов (например, бликов от водной поверхности или стекла), также возможно достичь повышения контраста и цветонасыщенности неба в пейзажной фотосъемке и т.д. Такие фильтры помещают перед передней линзой объектива, и принцип их действия состоит в фильтрации отражений солнечного света под определенными углами. Угол фильтрации контролируется угловым положением поляроида, а сила эффекта зависит от положения линии зрения камеры относительно солнца, (http://www.cambridgemcolour.com/ru/tutorials-ru/polarizing-filters.htm).So, in relation to photography and filming, the properties of polaroids are used to eliminate the influence of flares arising from aerosol scattering of sunlight on particles in the air, leading to the appearance of an additional background (the so-called “shroud”), or to eliminate the effect glare of light reflected from glass. A simple linear polarizing filter consists of a polaroid film placed between two glasses. Since initially non-polarized sunlight is linearly polarized by scattering by air particles, as well as by reflections from non-metallic surfaces (such as glass or water), such reflections (or radiation scattered by particles) can be filtered using a polarizing filter, “absorbing” the unnecessary linear the polarized component of the total luminous flux entering the lens (see, for example, "Polarizing filter", http://review.lospopadosos.com/polarizer). As a result, the image of the object is devoid of glare (for example, glare from a water surface or glass), it is also possible to achieve an increase in the contrast and color saturation of the sky in landscape photography, etc. Such filters are placed in front of the front lens of the lens, and the principle of their action is to filter reflections of sunlight at certain angles. The filtration angle is controlled by the angular position of the polaroid, and the strength of the effect depends on the position of the camera line of sight relative to the sun, (http://www.cambridgemcolour.com/en/tutorials-ru/polarizing-filters.htm).

Если поляроид выполнен заодно с т.н. "четвертьволновой" пластинкой (специальный оптический элемент с двойным лучепреломлением), то такой оптический элемент называется поляризационным фильтром с круговой поляризацией (см. http://review.lospopadosos.com/polarization). Такие фильтры обеспечивают корректное функционирование сенсора автоматического замера экспозиции, расположенного в современных зеркальных фотокамерах за полупрозрачной поверхностью, чувствительной к поляризации (т.е. фильтры с круговой поляризацией обеспечивают корректную оценку экспозиции при использовании поляроидов, когда излучение, прошедшее через поляроид, к анализирующим сенсорам устройства идет через оптические элементы, чувствительные к поляризации). Излучение, прошедшее через фильтр круговой поляризации имеет, соответственно, круговую поляризацию. Поскольку человеческий глаз нечувствителен к свойствам поляризации излучения (см., например, http://review.lospopadosos.com/polarization), то при визуальном наблюдении пространства предметов через фильтры с круговой и линейной поляризацией, разница не будет заметна (естественно при условии, что оптическая ось поляроида в этих фильтрах ориентирована одинаково относительно рассматриваемого пространства предметов).If the polaroid is made at the same time with the so-called a “quarter-wave” plate (a special birefringent optical element), then this optical element is called a circular polarization polarizing filter (see http://review.lospopadosos.com/polarization). Such filters ensure the correct operation of the automatic exposure metering sensor located in modern SLR cameras behind a translucent surface sensitive to polarization (i.e., circular polarized filters provide a correct exposure estimate when using polaroids, when the radiation transmitted through the polaroid to the analyzing sensors of the device goes through polarization sensitive optical elements). Radiation transmitted through a circular polarization filter has, accordingly, circular polarization. Since the human eye is insensitive to the properties of radiation polarization (see, for example, http://review.lospopadosos.com/polarization), when visually observing the space of objects through filters with circular and linear polarization, the difference will not be noticeable (of course, provided that the optical axis of the polaroid in these filters is oriented identically with respect to the space of objects under consideration).

Известно, что при прохождении поляризованного света через некоторые вещества происходит поворот плоскости поляризации световой волны. Это явление называется вращением плоскости поляризации (см., например, http://www.photo-scapes.net/articles/38.html). Вещества, которые способны поворачивать плоскость поляризации падающих на них световых волн, называются оптически активными. Ими могут быть газы, кристаллы и жидкие вещества.It is known that when polarized light passes through some substances, the plane of polarization of the light wave rotates. This phenomenon is called the rotation of the plane of polarization (see, for example, http://www.photo-scapes.net/articles/38.html). Substances that are capable of turning the plane of polarization of light waves incident on them are called optically active. They can be gases, crystals, and liquid substances.

Итак, суть принципа работы ЖКД заключается в следующем: на две прозрачные поляризационные пластины, обеспечивающие линейную поляризацию, нанесены электроды, между которыми расположено аморфное вещество, так называемые жидкие кристаллы, ориентация молекул которых чувствительна к электростатическому и электромагнитному полям. Плоскости поляризации пластин взаимноперпендикулярны. Свет генерируется источником подсветки и проходит через поляризационные пластины, расположенные, соответственно, перед и после слоя жидких кристаллов ("Жидкокристаллические мониторы", http://megabook.ru/article/). Таким образом, если бы жидких кристаллов между поляризационными пластинами не было, то свет, пропускаемый первой поляризационной пластиной, практически полностью блокировался бы второй (т.к. плоскости поляризации этих пластин взаимноперпендикулярны). При прохождении света через жидкокристаллическое вещество происходит поворот плоскости поляризации света. Благодаря жидким кристаллам, расположенным между электродами, можно поворачивать (вращать) плоскость поляризации, что приводит к тому, что свет либо беспрепятственно проходит через вторую поляризационную пластину, либо поглощается в ней. Создаваемое в ЖКД внешнее электростатическое поле заставляет жидкие кристаллы работать аналогично затвору фотокамеры (разрешая или препятствуя прохождению световых лучей, направленных от источника подсветки, через вторую поляризационную пластину; в последнем случае свет поглощается пластиной). Возможность управления плоскостью поляризации в ЖКД обусловлена тем, что молекулы жидкокристаллического материала обладают дипольным моментом. В результате взаимодействия электрических полей диполей образуется спиралевидная структура из молекул жидкокристаллического вещества, участвующая в формировании элемента изображения. Располагая на отдельных участках экрана дисплея большое число электродов, с помощью которых создается электрическое поле, (при соответствующем управлении электрическими потенциалами на этих электродах) формируют на экране дисплея простейшие элементы изображения. Электроды, как правило, размещаются на прозрачном материале и имеют разную форму. Изображение на экране ЖКД формируется с помощью матрицы пикселей (простейших элементов изображения). Каждый элемент матрицы, по сути, жидкокристаллический элемент, является оптически активным и позволяет поворачивать плоскость поляризации проходящего света (http://www.dom-spravka.info/_mobilla/m_vs_75.html).So, the essence of the principle of LCD operation is as follows: on two transparent polarizing plates that provide linear polarization, electrodes are applied, between which there is an amorphous substance, the so-called liquid crystals, the orientation of the molecules of which is sensitive to electrostatic and electromagnetic fields. The polarization planes of the plates are mutually perpendicular. The light is generated by the backlight and passes through the polarization plates located, respectively, before and after the layer of liquid crystals ("Liquid Crystal Monitors", http://megabook.ru/article/). Thus, if there were no liquid crystals between the polarization plates, then the light transmitted by the first polarization plate would be almost completely blocked by the second (since the plane of polarization of these plates is mutually perpendicular). When light passes through a liquid crystal substance, the plane of polarization of light rotates. Due to liquid crystals located between the electrodes, it is possible to rotate (rotate) the plane of polarization, which leads to the fact that the light either freely passes through the second polarization plate or is absorbed in it. The external electrostatic field created in the LCD causes the liquid crystals to work similarly to the camera shutter (allowing or preventing the passage of light rays directed from the backlight through the second polarization plate; in the latter case, the light is absorbed by the plate). The ability to control the plane of polarization in the LCD is due to the fact that the molecules of the liquid crystal material have a dipole moment. As a result of the interaction of the electric fields of the dipoles, a spiral structure is formed from molecules of liquid crystalline substance, which participates in the formation of the image element. Placing a large number of electrodes on separate parts of the display screen, with the help of which an electric field is created, (with appropriate control of electric potentials on these electrodes), simple image elements are formed on the display screen. Electrodes, as a rule, are placed on a transparent material and have a different shape. The image on the LCD screen is formed using a matrix of pixels (the simplest image elements). Each element of the matrix, in fact, a liquid crystal element, is optically active and allows you to rotate the plane of polarization of transmitted light (http://www.dom-spravka.info/_mobilla/m_vs_75.html).

Таким образом, в ЖКД с помощью первой поляризационной пластины осуществляется линейная поляризация проходящей световой волны (от источника подсветки), затем свет попадает на жидкокристаллическое вещество, с помощью которого плоскость поляризации поворачивается на определенный угол и, далее, свет проходит через вторую линейную поляризационную пластину. Если направление вектора поляризации световой волны, прошедшей через слой жидких кристаллов, совпадает с оптической осью второй поляризационной пластины, то для света она окажется прозрачной, а если между ними будет угол 90°, то световая волна полностью поглотится пластиной (иллюстрация принципа скрещивания поляроидов приведена также в описании практических опытов с оптической и механической моделями явления поляризации, см. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Физика: Учеб. для 11 кл. сред. шк. - М: Просвещение, 1991, с 127-128). В ЖКД информационные символы, отображаемые на дисплее, формируются посредством внешнего электрического поля, воздействующего на каждый элементарный пиксель (http://www.gadgetus.org.ua/passivnye-lcd-displei.html). Для создания же цветного дисплея матрица ЖКД должна состоять из пикселей трех основных цветов - красного (R), зеленого (G) и синего (В). Цветное изображение получают в результате использования трех светофильтров, которые выделяют из спектра светового излучения источника эти три основных спектральных составляющих. Изменяя интенсивность излучения основных цветов для каждой точки изображения, состоящей из трех пикселей, создают цветное изображение (http://www.dom-spravka.info/_mobilla/m_vs_75.html).Thus, in the LCD using the first polarization plate, the transmitted light is linearly polarized (from the backlight), then the light falls on the liquid crystal substance, with the help of which the plane of polarization is rotated by a certain angle and, then, the light passes through the second linear polarization plate. If the direction of the polarization vector of the light wave passing through the layer of liquid crystals coincides with the optical axis of the second polarization plate, then it will be transparent to light, and if there is a 90 ° angle between them, the light wave will be completely absorbed by the plate (illustration of the principle of crossing polaroids is also shown in the description of practical experiments with optical and mechanical models of the phenomenon of polarization, see Myakishev G.Ya., Bukhovtsev BB, Physics: Textbook for 11 grade secondary schools - M: Education, 1991, from 127-128) . In the LCD, the information symbols displayed on the display are formed by an external electric field acting on each elementary pixel (http://www.gadgetus.org.ua/passivnye-lcd-displei.html). To create a color display, the LCD matrix must consist of pixels of three primary colors - red (R), green (G) and blue (B). A color image is obtained as a result of using three filters, which distinguish these three main spectral components from the light spectrum of the source. By changing the radiation intensity of the primary colors for each point of the image, consisting of three pixels, create a color image (http://www.dom-spravka.info/_mobilla/m_vs_75.html).

Реализация предлагаемой полезной модели основана на изложенных физических особенностях поляризационных элементов и эффектов.The implementation of the proposed utility model is based on the physical characteristics of polarizing elements and effects.

Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств и устройств отображения информации.The technical result of the utility model is to expand the arsenal of hardware and information display devices.

Как было отмечено, в состав ЖКД входят две поляризационные пластины. С помощью первой поляризационной пластины осуществляется линейная поляризация проходящей световой волны (от источника подсветки), затем свет попадает на жидкокристаллическое вещество, с помощью которого плоскость поляризации поворачивается на определенный угол и, далее, свет проходит через вторую поляризационную пластину (фильтр линейной поляризации). Если же на пути световой волны после прохождения второй поляризационной пластины (т.е. перед экраном ЖКД) разместить дополнительную поляризационную пластину, строго ориентированную относительно второй пластины (параллельную ей), с возможностью ее поворота в пределах угла 90°, то имеет место возможность регулировки наблюдаемой яркости свечения ЖКД. В соответствии с описанными свойствами поляризованного светового излучения имеем: если плоскости поляризации второй и дополнительной пластин взаимноперпендикулярны, то яркость ЖКД визуально отсутствует (дисплей выглядит темным), если же плоскости поляризации второй и дополнительной поляризационных пластин параллельны, световое излучение не претерпевает ослабления и полностью проходит через дополнительную поляризационную пластину к наблюдателю (дисплей выглядит максимально ярким). Несложный практический эксперимент однозначно подтверждает теоретические аспекты явления. Так, устройство, в соответствии с заявляемой полезной моделью, позволило продемонстрировать, как изменение утла поворота дополнительной поляризационной пластины влияло на интенсивность излучаемого дисплеем светового потока (т.е. изменялась наблюдаемая яркость свечения ЖКД) в пределах от минимума (при этом наблюдается темный экран) до максимума (экран наблюдается без ослабления светового потока). Строгая ориентация взаимного расположения второй (в составе ЖКД) и дополнительной (внешней) поляризационной пластин, заключающаяся в их параллельности, связана с необходимостью обеспечения равномерного изменения наблюдаемого свечения всего экрана, поскольку неориентированное размещение дополнительной поляризационной пластины, относительно второй пластины ЖКД, может в некоторой степени исказить световой поток по интенсивности, внося разность хода лучей, что ухудшает качество наблюдаемого изображения.As noted, the LCD includes two polarization plates. Using the first polarization plate, the transmitted light wave is linearly polarized (from the backlight), then the light enters the liquid crystal substance, with the help of which the plane of polarization is rotated by a certain angle and, then, the light passes through the second polarization plate (linear polarization filter). If, on the path of the light wave after passing through the second polarizing plate (i.e., in front of the LCD screen), place an additional polarizing plate strictly oriented relative to the second plate (parallel to it), with the possibility of its rotation within the angle of 90 °, then there is the possibility of adjustment the observed brightness of the LCD. In accordance with the described properties of polarized light radiation, we have: if the polarization planes of the second and additional polarization plates are mutually perpendicular, the LCD brightness is visually absent (the display looks dark), if the polarization planes of the second and additional polarization plates are parallel, the light radiation does not undergo attenuation and completely passes through additional polarization plate to the observer (the display looks as bright as possible). A simple practical experiment unequivocally confirms the theoretical aspects of the phenomenon. So, the device, in accordance with the claimed utility model, made it possible to demonstrate how a change in the angle of rotation of the additional polarizing plate affected the intensity of the light flux emitted by the display (i.e., the observed brightness of the LCD glow changed) from a minimum (a dark screen is observed) to the maximum (the screen is observed without attenuation of the light flux). The strict orientation of the relative position of the second (as part of the LCD) and additional (external) polarization plates, which consists in their parallelism, is associated with the need to ensure uniform changes in the observed glow of the entire screen, since the non-oriented placement of the additional polarization plate relative to the second plate of the LCD can to some extent distort the luminous flux in intensity, introducing a difference in the path of the rays, which affects the quality of the observed image.

Технический результат достигается тем, что оптоэлектронное табло с регулировкой яркости отображения информации, содержащее корпус, в котором закреплены жидкокристаллический дисплей, отображающий информацию, с источником подсветки, расположенным за жидкокристаллическим дисплеем, в корпусе, перед жидкокристаллическим дисплеем, параллельно его наружной поверхности, дополнительно закреплена поляризационная пластина, с возможностью поворота вокруг своей оптической оси в пределах утла 0°-90°.The technical result is achieved in that the optoelectronic display panel with brightness adjustment of the information display, comprising a housing in which a liquid crystal display is mounted displaying information, with a backlight located behind the liquid crystal display, in the housing, in front of the liquid crystal display, parallel to its outer surface, an additional polarization plate, with the possibility of rotation around its optical axis within the corners 0 ° -90 °.

Сущность полезной модели поясняется на фигурах 1-5.The essence of the utility model is illustrated in figures 1-5.

На фиг. 1 схематично представлено оптоэлектронное табло с регулировкой яркости отображения информации, где: 1 - корпус, 2 - жидкокристаллический дисплей, отображающий информацию, 3 - источник подсветки, 4 - поляризационная пластина, 5 - кольцевая оправа, обеспечивающая поворот пластины.In FIG. 1 is a schematic diagram of an optoelectronic display with adjustable brightness for displaying information, where: 1 is a housing, 2 is a liquid crystal display that displays information, 3 is a backlight, 4 is a polarizing plate, 5 is an annular frame that allows plate rotation.

На фиг. 2 схематично представлено оптоэлектронное табло с отображаемой информацией, наблюдаемое через поляризационную пластину 4 в исходном угловом положении кольцевой оправы 5, которое соответствует совпадению оптических осей второй поляризационной пластины в жидкокристаллическом дисплее 2 и поляризационной пластины 4 (угловое положение оправы 5 условно изображено в положении 0°).In FIG. 2 is a schematic diagram of an optoelectronic display with information displayed, observed through a polarizing plate 4 in the initial angular position of the annular frame 5, which corresponds to the coincidence of the optical axes of the second polarizing plate in the liquid crystal display 2 and the polarizing plate 4 (the angular position of the frame 5 is conventionally shown at 0 °) .

На фиг. 3 схематично представлено оптоэлектронное табло с отображаемой информацией, наблюдаемое через поляризационную пластину 4 при повороте кольцевой оправы 5 (относительно исходного углового положения) на угол 30°.In FIG. 3 schematically shows an optoelectronic display with information displayed, observed through a polarizing plate 4 when the ring frame 5 is rotated (relative to the initial angular position) by an angle of 30 °.

На фиг. 4 схематично представлено оптоэлектронное табло с отображаемой информацией, наблюдаемое через поляризационную пластину 4 при повороте кольцевой оправы 5 (относительно исходного углового положения) на угол 60°.In FIG. 4 schematically shows an optoelectronic display with information displayed, observed through a polarizing plate 4 when the ring frame 5 is rotated (relative to the initial angular position) by an angle of 60 °.

На фиг. 5 схематично представлено оптоэлектронное табло с отображаемой информацией, наблюдаемое через поляризационную пластину 4 при повороте кольцевой оправы 5 (относительно исходного углового положения) на угол 90°.In FIG. 5 is a schematic diagram of an optoelectronic display with information displayed, observed through a polarizing plate 4 when the ring frame 5 is rotated (relative to the initial angular position) by an angle of 90 °.

Оптоэлектронное табло с регулировкой яркости отображения информации содержит корпус 1, в котором закреплены жидкокристаллический дисплей 2, отображающий информацию, с источником подсветки 3, расположенным за жидкокристаллическим дисплеем 2. В корпусе 1 перед жидкокристаллическим дисплеем 2 параллельно его наружной поверхности (на фигуре обозначена П_ЖКД) дополнительно закреплена поляризационная пластина 4 в кольцевой оправе 5, которая предназначена для поворота поляризационной пластины 4 вокруг своей оптической оси в пределах углов 0°-90°.An optoelectronic display panel with brightness control for information display comprises a housing 1, in which a liquid crystal display 2 is mounted, displaying information, with a backlight 3 located behind the liquid crystal display 2. In the housing 1, in front of the liquid crystal display 2, parallel to its outer surface (P _{LCD is} indicated in the figure) additionally fixed polarizing plate 4 in the annular frame 5, which is designed to rotate the polarizing plate 4 around its optical axis within angles 0 ° -90 °.

В качестве источника подсветки 3 может быть использована люминесцентная лампа с оптической системой или светодиод (на фигурах источник подсветки 3 изображен условно). Жидкокристаллический дисплей может быть выполнен заодно с источником подсветки 3 (ЖКД, работающий на просвет, см. http://www.gadgetus.org.ua/passivhye-lcd-displei.html).As a backlight 3, a fluorescent lamp with an optical system or an LED can be used (in the figures, the backlight 3 is shown conditionally). The liquid crystal display can be made integral with the backlight source 3 (LCD, working in the light, see http://www.gadgetus.org.ua/passivhye-lcd-displei.html).

Поскольку поворот поляризационной пластины 4 вокруг своей оптической оси в пределах угла 0°-90° обеспечивается поворотом кольцевой оправы 5, целесообразно использовать поляризационную пластину 4 круглой формы, ее диаметр выбирают из условия полного "покрытия" площади информационного поля ЖКД при повороте пластины в пределах угла 0°-90° (т.е. экран ЖКД должен быть как бы "вписан" в область "покрытия" поляризационной пластины при всех возможных ее угловых положениях).Since the rotation of the polarizing plate 4 around its optical axis within an angle of 0 ° -90 ° is ensured by the rotation of the annular frame 5, it is advisable to use a circular polarizing plate 4 of circular shape, its diameter is selected from the condition of the full "coverage" of the area of the LCD information field when the plate is rotated within the angle 0 ° -90 ° (that is, the LCD screen should be “inscribed” in the “coverage” area of the polarization plate at all possible angular positions).

Оптоэлектронное табло с регулировкой яркости отображения информации работает следующим образом.Optoelectronic display with adjustable brightness display information works as follows.

Информацию, отображаемую на подсвечивающемся от источника подсветки 3 жидкокристаллическом дисплее 2, наблюдают со стороны поляризационной пластины 4. Регулировку яркости отображения информации осуществляют с помощью поворота кольцевой оправы 5 в пределах углов 0°-90°. Оптоэлектронное табло с отображаемой информацией, в зависимости от углового положения кольцевой оправы 5, условно представлено на фигурах 2-5.The information displayed on the liquid crystal display 2 illuminated from the backlight 3 is observed from the side of the polarizing plate 4. The brightness of the information display is adjusted by rotating the ring frame 5 within the angles 0 ° -90 °. Optoelectronic scoreboard with the displayed information, depending on the angular position of the annular frame 5, is conventionally shown in figures 2-5.

Благодаря возможности поворота дополнительно закрепленной перед ЖКД поляризационной пластины 4, полезная модель позволяет достаточно просто реализовать функцию плавной (недискретной) регулировки наблюдаемой яркости свечения дисплея и, таким образом, обеспечить возможность ее индивидуальной подстройки при визуальном считывании информации. Такая особенность в сочетании с конструктивной простотой устройства, реализуемого в соответствии с полезной моделью, обеспечивает расширение арсенала технических средств и устройств отображения информации.Due to the possibility of turning the polarization plate 4 additionally fixed in front of the LCD, the utility model makes it quite simple to realize the function of smooth (non-discrete) adjustment of the observed brightness of the display luminescence and, thus, the possibility of its individual adjustment during visual reading of information. This feature, combined with the structural simplicity of the device, implemented in accordance with the utility model, provides an expansion of the arsenal of hardware and information display devices.

В результате поиска, на основании источников патентной и технической информации, не обнаружены устройства с совокупностью существенных признаков, совпадающих с полезной моделью, таким образом, предлагаемая полезная модель представляет собой техническое решение задачи, являющееся новым.As a result of the search, based on the sources of patent and technical information, devices with a combination of essential features matching the utility model were not found, thus, the proposed utility model is a technical solution to the problem, which is new.

Реализация полезной модели не требует использования сложного оборудования и сложных технологий изготовления, а потому, полезная модель является промышленно применимым техническим решением и, более того, предоставляет широкие возможности конструктивной реализации устройства.The implementation of the utility model does not require the use of sophisticated equipment and sophisticated manufacturing technologies, and therefore, the utility model is an industrially applicable technical solution and, moreover, provides ample opportunities for the constructive implementation of the device.

Claims

An optoelectronic display panel with brightness adjustment for displaying information, comprising a housing in which a liquid crystal display displaying information is fixed, with a backlight located behind the liquid crystal display, characterized in that a polarizing plate is further fixed to the housing in front of the liquid crystal display parallel to its outer surface, with the possibility of rotation around its optical axis within the range of angles 0 ° -90 °.