ВАКУУМНЫЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ИНДИКАТОР Российский патент 1995 года по МПК H01J31/12 

Изобретение относится к катодолюминесценции, в частности к низковольтным многоцветным катодолюминесцентным индикаторам, и предназначено для отображения информации.

Известен вакуумный люминесцентный индикатор, в котором для обеспечения возможности работы при высоком уровне освещенности лицевое стекло корпуса выполнено в виде оптического фильтра с максимумом пропускания в красной и синей областях спектра и минимумом в зеленой области [1]. Недостатком индикатора является малая эффективность подавления внешней засветки в случае использования для высвечиваемого изображения катодолюминофора синего цвета свечения, например изображение оцифровки и вспомогательных надписей. Основной причиной этого является малая яркость свечения синего люминофора, по сравнению с зеленым, который нанесен на аноды отдельно управляемых сегментов символы воспроизводимого алфавита.

Известен вакуумный люминесцентный индикатор, содержащий прозрачный вакуумированный корпус с расположенными в нем платой, снабженной сегментами-анодами в виде дискретных участков, образующих шкалу, оцифровку шкалы и вспомогательные надписи, которые покрыты катодолюминофором зеленого цвета свечения, а также сетку и катод. Путем коммутации необходимого количества дискретных участков, образующих шкалу, формируют длину светящегося указателя шкалы. Вспомогательные надписи и оцифровка светятся постоянно. Недостатком известного индикатора является то, что если цвет свечения шкалы, оцифровки и вспомогательных надписей одинаков, то затрудняется считывание показаний, вследствие наличия иррелевантной информации. Выделение другим цветом вспомогательных надписей возможно путем применения катодолюминофора с другим цветом свечения, например синим, Однако из-за малой яркости свечения люминофора и из-за спектрального коэффициента отражения люминофора, практически не зависящего от длины волны падающего внешнего светового потока, уже при малых освещенностях синий цвет становится малонасыщенным и исчезает. Оцифровка и надписи воспринимаются в белом цвете, как у не работающего индикатора, что дезориентирует оператора, считывающего показания.

Таким образом, диапазон внешних освещенностей, при которых возможно однозначное считывание информации в целом для индикатора ограничен видимостью вспомогательных надписей и оцифровки, что является недостатком известного индикатора.

Цель изобретения - расширение диапазона внешних освещенностей при цветовом кодировании изображений.

При использовании предлагаемого изобретения также увеличивается контраст в условиях внешней засветки индикатора.

Достигается это тем, что в вакуумном люминесцентном индикаторе, содержащем прозрачный вакуумированный корпус, с расположенными в нем платой, снабженной раздельно управляемыми сегментами-анодами покрытий, катодолюминофором и образующими шкалу, оцифровку шкалы и вспомогательные надписи, сетку и катод, в катодолюминофор, покрывающий сегменты-аноды с оцифровкой шкалы и вспомогательными надписями введен цветной пигмент, цветовой тон которого соответствует цветовому тону светящегося катодолюминофора, а цвет свечения этого катодолюминофора отличен от цвета свечения катодолюминофора, покрывающего сегменты-аноды шкалы.

Вакуумный люминесцентный индикатор отличается также и тем, что сегменты-аноды шкалы покрыты катодолюминофором зеленого цвета свечения, а сегменты аноды оцифровки шкалы и вспомогательных надписей - катодолюминофором синего цвета свечения.

Другим отличием является то, что катодолюминофор, покрывающий сегменты-аноды оцифровки шкалы и вспомогательных надписей, содержит 25-30% массы цветного пигмента в виде алюмината кобальта, 25-35% массы электропроводящей добавки в виде оксида цинка и низковольтный катодолюминофор - остальное.

Указанные отличия обуславливают соответствие заявленного технического решения критерию "Новизна".

Известно ваккумно-люминесцентное устройство, в котором в люминесцентный материал введен цветной пигмент. Однако в известном решении в катодолюминофор с красным цветом свечения добавляют голубой пигмент. Такой же пигмент содержится в светопоглощающем слое, окружающем светящиеся участки-сегменты. Это необходимо для получения при несветящихся сегментах однородной по цвету отображающей поверхности индикатора, т.е. сделать "скрытое" изображение информационных элементов, которые будут выделяться на фоне только, когда они светятся. В предлагаемом же устройстве цвет введенного пигмента и светящегося люминофора одинаков, что позволяет при интенсивной внешней засветке воспринимать неизменным цвет свечения статического изображения вспомогательных надписей и оцифровки шкалы. В известном же устройстве при высоких уровнях освещенности светящийся элемент будет иметь одинаковый с фоном цвет за счет уменьшения цветового контраста между сегментами и фоном.

Следовательно, свойства известного и заявленного технических решений не совпадают, а заявленное решение соответствует критерию "Существенные отличия".

Признаки по пп.2 и 3 формулы изобретения не выявлены в других технических решениях.

Приведенный анализ показывает, что расширение диапазона внешних освещенностей индикатора в целом при цветном кодировании статического изображения (оцифровка шкалы и вспомогательных надписей достигается введением пигмента в люминофор и тем, что цвет пигмента совпадает со цветовым тоном сечения люминофора, а также соотношением компонентов в люминофоре. Это позволяет сделать вывод, о соответствии заявленного технического решения критерию "Положительный эффект".

На фиг.1 приведен общий вид индикатора; на фиг.2 - вид индикатора с сегментами; на фиг.3 - кривые, характеризующие спектр излучения катодолюминофора синего цвета свечения (кривая 1) и спектральные коэффициенты отражения катодолюминофора, покрывающего сегменты-аноды оцифровки шкалы и вспомогательных надписей. Кривая 2 соответствует 10 мас.%, кривая 3-20 мас.% и кривая 4 - 40 мас.% цветного пигмента.

Вакуумный люминесцентный индикатор содержит прозрачный вакуумированный корпус 1 с расположенной в нем платой 2, снабженной сегментами анодами (фиг.2) шкалы 3, оцифровки шкалы 4 и вспомогательных надписей 5. На сегментах-анодах шкалы 3 расположен катодолюминофор (не показан) зеленого цвета свечения, а на сегментах-анодах оцифровки шкалы 3 и вспомогательных надписей 5 - люминофор синего цвета свечения. Катодолюминофор, покрывающий сегменты-аноды оцифровки шкалы 3 и вспомогательных надписей 5, содержит 25-30% массы цветного пигмента в виде алюмината кобальта, 25-30% массы электропроводящей добавки в виде оксида цинка, и низковольтный катодолюминофор - остальное. В корпусе 1 расположены также катод прямого накала и сетки. Сегменты - аноды, сетка и катод - снабжены выводами 6.

Вакуумный люминесцентный индикатор работает следующим образом. На катод подается напряжение накала около 4В. Относительно катода на сетку подается постоянное напряжение 15-20 В, а на выбранные аноды-сегменты - 27-30 В. Выбранная группа сегментов, покрытых катодолюминоформ, излучает свет за счет низковольтной катодолюминесценции.

При работе индикатора в условиях высокой освещенности его рабочей поверхности внешний световой поток отражается диффузно от поверхности сегментов-анодов, на которую нанесен катодолюминофор. Цветовой тон отраженного света при этом определяется спектральным отражением. На фиг.3 кривые 2,3 и 3 представляют собой спектральный коэффициент отражения при содержании синего пигмента в катодолюминофоре на сегментах-анодах оцифровки шкалы и вспомогательных надписей соответственно 10,20 и 40% массы. Нижний предел содержания пигмента определяется минимально необходимой насыщенностью отраженного синего цвета. Верхний предел обусловлен тем, что при большей концентрации пигмента уменьшается яркость свечения синего катодолюминофора.

В предлагаемом индикаторе во всем диапазоне рабочих освещенностей, определяемых различимостью сегментов-анодов шкалы зеленого цвета свечения, статические символы оцифровки шкалы и вспомогательных надписей воспринимаются человеком-оператором в синем цвете. Тем самым расширяется диапазон допустимой освещенности двухцветного индикатора в целом при восприятии двухцветной информации. При отсутствии пигмента в катодолюминофоре синего цвета свечения внешняя освещенность индикатора будет в несколько раз меньшей, чем допустимая освещенность, при которой еще различается зеленый цвет свечения сегментов шкалы, за счет малой насыщенности синего цвета, из-за его разбавления отраженным от белой поверхности синего катодолюминофора внешнего светового потока. При этом вспомогательные надписи воспринимаются как в неработающем индикаторе, что снижает скорость и точность считывания информации.

Использование предлагаемого индикатора позволяет расширить диапазон внешних освещенностей и повысить надежность считывания отображаемой информации, снизить ущерб от последствий ошибочных реакций человека-оператора и улучшить условия его работы.

Использование: устройство отображения информации на низковольтных вакуумных люминесцентных индикаторах (ВЛИ). Сущность изобретения: ВЛИ содержит прозрачный вакуумированный корпус с расположенными в нем платой, снабженной сегментами-анодами, покрытыми катодолюминофором. Сегменты-аноды образуют шкалу, оцифровку шкалы и вспомогательные надписи. В корпусе размещены сетка и катод прямого накала. В катодолюминофор, покрывающий сегменты-аноды оцифровки шкалы и вспомогательных надписей, введен цветной пигмент, цветовой тон которого соответствует цветовому тону светящегося катодолюминофора, а цвет свечения этого катодолюминофора отличен от цвета катодолюминофора, покрывающего сегменты-аноды шкалы. Сегменты-аноды оцифровки шкалы и вспомогательных надписей покрыты катодолюминофором синего цвета свечения, в который введены 25 - 35% массы цветного синего сегмента в виде алюмината кобальта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ВАКУУМНЫЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ИНДИКАТОР, содержащий прозрачный вакуумированный корпус с расположенными в нем платой, снабженной сегментами-анодами, покрытыми катодолюминофором и образующими шкалу, оцифровку шкалы и вспомогательные надписи, сеткой и катодом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона внешних освещенностей при цветовом кодировании изображений, в катодолюминофор, покрывающий сегменты-аноды оцифровки шкалы и вспомогательных надписей, введен цветной пигмент, цветовой тон которого соответствует цветовому тону светящегося катодолюминофора, а цвет свечения этого катодолюминофора отличен от цвета свечения катодолюминофора, покрывающего сегменты-аноды шкалы. 2. Индикатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве катодолюминофора для сегментов-анодов шкалы использован катодолюминофор зеленого цвета свечения, а для оцифровки шкалы и вспомогательных надписей - катодолюминофор синего цвета свечения. 3. Индикатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве цветного пигмента использован алюминат кобальта при следующем составе катодолюминофора для сегментов-анодов шкалы и вспомогательных надписей, мас.%:
Алюминат кобальта - 25 - 35
Электропроводящая добавка в виде ZnO - 25 - 30
Низковольтный люминофор - Остальное