SU792243A1 - Устройство дл объемного отображени информации - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области приборостроени ,средствам дл  отобра жени  и представлени  информации в удобной дл  воспри ти  форме. Известно аналогичное устройство 1, содержащее экран, формирователь .команд и блок развертки. Известное устройство не обеспечивает возможности получени  трехмерной -информации, поскольку отсчетна  плоскость - двухмерный экран - позво л ет индицировать только двухмерную информацию. Наиболее близким к изобретению по существу технического решени   вл етс  устройство дл  объемного отобра жени  информации 2 , содержащее экран с приводом, датчик углового поло женил экрана, кинематически соединен ный с приводом, формирователь команд и основной блок развертки, оптически соединенный с экраном. Недостаток известного устройства заключаетс  в наличии геометрических искажений информации при ее отображении . . Цель изобретени  - повышение качества отображени  путем уменьшени  искажений. Поставленна  цель до(5тигаетс  тем,, что устройство содержит дополнительный блок развертки, оптически соединенный с экраном, и коммутатор, причем оптические оси основного и дополнительного блоков развертки взаимноперпендикул рны и расположены под равными углами к оси вращени  экрана, выход формировател  команд подключен к информационному входу коммутатора, а управл ющий вход формировател  команд соединен с выходом датчика углового положени  экрана, выходы коммутатора подключены к соответствующим входам основного и дополнительного блоков развертки. На чертеже представлена схема устройства дл  объемного отображени  информации . Устройство содержит экран 1 с приводом , датчик 2 углового положени  экрана, формирователь 3 команд, основной блок 4 развертки, дополнительный блок 5.развертки, коммутатор 6. Работает устройство следующим образом. Экран 1 привод т приводом вращени  экрана во вращение. При этом в формирователь 3 команд поступают сигналы с датчика 2 углового положени  экрана, туда же поступает входна  информаци , например, из ЦВМ - коор динаты точки .А {X, Y, Z) , преобразо ванные в систему координат, образованную осью вращени  экрана, осью 1-1 и осью 11-11. ВЕлсвечивание на вращающемс  экране 1 точки производитс  при подаче на зеркальные эле,менты основного блока 4 развертки . электрических сигналов dL и рь и пода че сигнала на вход модул тора излучени  основного блока развертки на его открытие на момент времени t длительностью д . При этом соотно шение между координатами точки А (Х, Y, Z) и углами отклонений зер кал к (Ъ и углом поворота Ч экра на 1 соответственно выражаетс  следующими соотношени ми: X arctgy j: L + Y -tg Ч arctg у-, где L - рассто ние от центра отклонени  пучка излучени  до пересечени  пучка с осью вращени  экрана 1. Таким образом, положение каждой высвечиваемой точки на экране 1 однозначно св зано с угловым положением вращающегос  экрана 1 - углом Ч и углами поворота зеркал основного бл ка равзертки - углси 1и а(. и (Ъ . То есть объем,ометаемый экраном при вращении  вл етс  отображением индуцируемого пространства с точнос до измерений масштаба. Дополнительный блок 5 развертки точно также, как и основной блок развертки, состо щий из источника излучени , формировател  излучени , модул тора и двухкоординатной системы отклонени , работает аналогично. Причем проекци  на экран 1 ведетс  при положении плоскости экрана 1 относительно направлени  пучка излучени  источников основного и дополнительного блоков развертки в зависимости от углового положени  экрана(сигнала с датчика 2 углового положени  экрана) в течение времени, пока уго между плоскостью экрана 1 и направл нием осей 1-1 и II-II соответственно составл ет не более 45. Это обеспе чивает отсутствие мертвых зон при приближении положени  плоскости вра щающегос  экрана 1 к положению, параллельному оси I -1 дл  источника излучени  основного блока развертки и оси 11-11 дл  источника излучени  дополнительного блока развертки. Ис кажени  геометрических резмеров це ментов при проекции на экран удаетс  уменьшить до 1,4 размера элемент при проекции на вращающийс  экран 1 в положении, когда экран1 перпендикул рен к оси I - 1 и 11-11 соответственно . В коммутаторе 6 осуществл етс  переключение подачи команд на основной или дополнительный блок развертки в соответствии с сигналом датчика углового положени  вращающегос  экрана. При использовании в качестве источников излучени  в основном и дополнительном блоках развертки импульсных лазеров видимого диапазона достигаетс  значительное увеличение  ркости наблюдаемой информации (в дес тки раз) за счет обеспечени  большей эквивалентной светосилы системы (получении большей плотности энергии в высвечиваемой зоне). Сущность работы предлагаемого устройства заключаетс  в формировании на вращающемс  экране в определенном его угловом положении t f С ) картины , отражающей сечение индицируемого пространства плоскостью, параллельной экрану в момент времени , с соответствующим изменением масштаба по всем ос м координат.о Устройство позвол ет осуществл ть трехмерную индикацию в реальном масштабе времени, т.е. в форме, наиболее удобной д;г  использовани  наблюдателем - человеком. Плотность информации в нем выше, чем в двухмерных системах индикации в N раз, где N - количество воспроизведенных сечений пространства. Подава  на отклон ющие устройства сигналы, измен емые во времени, возможно формирование сложных подвижных пространственных картин . Увеличение объема информации может быть достигнуто увеличением количества источников излучени  и отклон ющих систем, использованием модул ции источников во времени, использованием источников с различными спектрами излучени , источников, посто нно проецируемых на вращак цийс  экран через маски и негативы. Увеличение контраста наблюдаемой информации может достигатьс  нанесением просветл ющих покрытий (в соответствии со спектральным составом излучени  источников) на одну из сторон полупрозрачного диффузного экрана (нематированную). Двухкоординатна  система отклонени  излучени  может выполн тьс  как с электромеханическими системами отклонени , так и с электрооптическими, например, в виде проекционной телевизионной трубки либо механической системы дл  смены масок или негативов. Оценка реально достижимых величин объемов, в которых может быть выполнена индикаци , приводит к величинам 0,5-1 м, что  вл етс  вполне достаточным дл  целей построени  трехмерных индикаторов и удобства наблюдени  оператора.

Дл  уменьшени  потребл емой мощноти приводом вращени  экрана, экран 1 вместе с приводом и датчиком углового положени  экрана возможно поместить в герметизированный кожух из прозрачного материала, например из оргст.екла с подключением герметизированного объема к вакуумирующему насосу. Тогда создаваемое насосом разрежение будет способствовать уменьшению в зкого трени  экрана 1 о воздух и, следовательно, способствовать уменьшению затрат мощности привода на вращение экрана. Форма кожуха может быть люба , но удобнее дл  уменьшени  потерь на отражение выполнить ее со стороны источников излучени  и со стороны наблюдател  плоской с целью уменьшени  искажений.

Дл  увеличени  контраста наблюдателем информации целесообразно осуществить выполнение кожуха в виде светофильтра, полоса пропускани  которого совпадает с полосой излучени  источников излучени . В качестве экрана может быть использована пластина из прозрачного материала с технологическим выполнением на нем растром, состо щим из выпуклых или вогнутых линз. Частота по влени  изображени  свет щейс  точки должна быть не менее 16-20 Гц, выбираемой из услови  отсутстви  мерцаний. Количество воспроизводимых сечений определ етс  размерами экрана, диаметром , пучка излучени  и свойствами экрана.

В устройстве в качестве привода .. может быть использован шаговый двигатель с импульсным источником питани  Предполагаетс  использование изобретени  в системе диспетчерской индикации в гражданской авиации, дл  индикации положени  (пространственного) самолетов относительно системы координат аэродрома, в системе отображени  трехмерных функций на выходе ЦВМ в рекламном деле.

Испытани  макета изобретени  с рамером вращающегос  экрана 100x100 мм и электромеханической системой отклнени  пучка излучени  показали, что цели изобретени  выполн ютс : возможно обеспечение получени  трехмерной информации при обеспечении уменьшени  геометрических искажений наблюдаемой 5 информации и увеличени  ее наблюдаемой  ркости. Скорость вращени  экрана составл ла 10 об/с, диаметр воспроизводимой точки 1,5-2 J4M. Угол обзора приближаетс  к 4 Ji, кроме зон, заQ темн емых приводом, и зон, откуда идет излучение источников.

Claims (1)

1. Нестере-нко А. Н., Орнатский П.П Детали и узлы приборов. Киев, 1963, с.373-375.

2; Леонов В. А. Трехмерна  индикаци . Изд. Энерги , с.37-39, рис. 20, 1970 (прототип) .