新型袖珍显示器——Private Eye

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美国的反射技术公司研制出一种新型袖珍视频显示装置——个人视镜(Private eye),其外形尺寸约1×1×3.5(英寸),重2.5盎司(约78克),图象的分辨力为720×280象素,消耗功率仅0.5瓦。据称,个人视镜的问世,将使计算机、电视机和电子游戏机等电子产品的显示方式发生深刻的变化。

图1给出了个人视镜的主要构造:驱动电路、放大镜、平面镜、配重磁铁和一列发光二极管。尽管发光二极管明亮且显示速度快,价格便宜,但目前的生产工艺尚无法将其排成密集的矩阵。因此,在个人视镜里采用了一列又密又长的二极管阵列,用平面镜和放大镜进行“扫描”,以产生整幅图象:一列二极管相当于一列象素,经放大镜放大后呈现在平面镜上,而平面镜是连续转动的,因此能把单对象素扩展成图象(见图2)。发光二极管由驱动电路控制,随图象信号的变化而变化。研制者为了改善图象的清晰度,采用两列二极管并略为交错地排列。两列二极管不能同时闪亮,它们之间有一微小时差。平面镜的转动将使变化的象素结合成一幅完整的图象,看起来象是从上到下彼此相连,没有任何中断,就象从阴极射线管里看到的一样。

图1
图1 🔍原图 (846×1197)
图2
图2 🔍原图 (540×774)

在个人视镜中,“扫描”平面镜的转动对于图象的产生是极重要的。平面镜靠绞链转动,一端用弹簧支持,见图3。一个类似喇叭音圈的线圈附在平面镜背面,一块配重磁铁用弹簧固定以维持平衡。整个均衡系统的频率设计得和平面镜转动频率完全相同。因此,平面镜、配重磁铁和线圈构成一个谐振体,就象谐振的音叉一样。它不仅消耗极少的能量(大约1/100瓦的能量就可以维持平面镜正常转动),而且能抵消反光镜产生的其它不必要的振动,免除外界各种振动的干扰。

图3
图3 🔍原图 (427×499)

为使镜面的转动和二极管列的显示同步,在配重磁铁上靠近平面镜的一面装了一个光敏探测器,平面镜背面装了一个挡光片,如图4所示。当镜面偏转到最大角度时,挡光片将二极管发出的光挡住,光敏探测器电路中断,同时,送出一个信号到伺服电路,使平面镜反向偏转。这时消耗的能量仅用来维持谐振。该系统的优点是当谐振频率偏移时,可自动进行校正。由于平面镜转动是按正弦规律变化,当它转到最大角度时,速度为零,因此为保证每列象素出现在合适的位置,系统中设有时间校正电路。平面镜的最大偏转角仅15°,远小于弹簧的弹性限度,而且弹簧的摩擦力很小,因此可以保证图象的清晰和稳定。

图4
图4 🔍原图 (639×566)

与其它大多数显示器不同,个人视镜不是靠强烈的背景光来实现视觉亮度控制,而是将显示装置装在不透光的密封盒中。人们通过窗口望去,可在深暗的背景上看到鲜明的图象或字符,其对比度很高。

在图1(a)中,位于二极管列与平面镜之间,有一聚焦调节钮,可用来调节放大镜的位置,使产生的图象呈现在9英寸至无限远的任意处,该图象比窗口要大很多倍。目前研制的产品已能做到图象比窗口大50多倍,从1英寸的窗口向里看去,可见一与计算机终端显示器相类似的屏幕,离观看者的眼睛有几英尺远,好象浮在空中。尽管眼睛和窗口仅几英寸远,但观看时完全不必紧缩眼睛,也不会感到疲劳。

个人视镜和主设备不同步工作,该显示器中设有控制芯片及屏幕缓冲存储器。控制芯片拾取从主机传来的位表(bit-map)数据后送入存储器,存储器再将其置入移位寄存器。这样在新的数据送来之后,显示器可连续地、自动地更新图象。

现在,一些PC机上已经采用了这种小型轻便的显示器,使用时需配两个插入卡,一个卡内有逻辑电路,另一个卡内设控制平面镜转动的伺服电路。研制者正在进一步研制高分辨率、彩色的袖珍显示器,并试图使其尺寸更小,向微型化过渡。(陈子启 编译)