МАТРИЧНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК G09F9/313 

Изобретение относится к технике воспроизведения оптических изображений и может быть применено в рекламно-информационных целях, в телевидении, кинопрокате, телеметрии, а также для трехмерной индикации целей на экране радиолокаторов и т.п.

Наиболее распространенным устройством для воспроизведения изображений является электронно-лучевая трубка [1] где электронный луч последовательно пробегает различные участки экрана, создавая изображение за счет модуляции его собственной интенсивности.

Недостатком такого устройства для воспроизведения изображения являются непреодолимые технические трудности при изготовлении экранов больших размеров и, соответственно, невозможность изготовления плоскостных элементов воспроизведения изображения.

Известно также устройство для воспроизведения изображений газоразрядный плазменный экран, который из всех известных устройств по максимальному количеству сходных существенных признаков и по достигаемому результату принимается за прототип [2]
В известном устройстве взаимно перпендикулярные электродные системы, выполненные в виде пересекающихся анодов и катодов, образуют линейную матрицу, в которой отдельный элемент экрана возбуждается при одновременной подаче сигнала на электродную систему строку и электродную систему-столбец, в пересечении которых он находится.

Недостатком прототипа является необходимость введения всей совокупности электродных систем в единый газонаполненный баллон, что накладывает существенные технологические ограничения на его размеры и, соответственно, на число воспроизводимых элементов. Другим недостатком устройства является требование минимизации расстояний между анодами и катодами, что связано с ограничением на яркость каждого элемента свечения.

Предлагаемое устройство для воспроизведения изображения, как и прототип, содержит взаимно перпендикулярные пересекающиеся электродные системы. В отличие от прототипа, одну из электродных систем выполняют в виде двух соосных параллельных спиралей, играющих роль анода и катода, а другую электродную систему выполняют в виде внешнего электрода, подключаемого к разрядной трубке по емкостной связи.

Заявленная совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата, а именно выполнения газоразрядного устройства для воспроизведения изображений, в том числе объемно-растровых.

Специфические свойства разрядной трубки, содержащей намотанные на диэлектрический каркас спиралевидные аноды и катоды, позволяют реализовать режим локального возгорания разряда либо за счет внесения дополнительной емкости, либо за счет создания локального источника ионизации высокочастотным сигналом.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 пример конкретного расположения газоразрядных трубок для реализации перспективного изображения.

Предлагаемое устройство содержит входной предусилитель 1, блок коммутации 2 строчной развертки, блок коммутации 3 столбцовой или кадровой развертки, блоки 4 формирования яркостного сигнала на внутренних электродах трубок-столбцов, трубки-столбцы 5, содержащие спиралеобразные аноды и катоды 6, намотанные на диэлектрический изолирующий каркас 7, электроды-строки 8 внешней емкостной связи, а также блок питания 9. Блоки формирования 4 представляют собой схемы выборки-хранения, обеспечивающие в сочетании с усилителем напряжения питания трубок-столбцов на 1-4 В, которые ниже напряжения их частичного зажигания. Блоки 2 и 3 формирования строчной и столбцовой разверток представляют собой генераторы многофазного импульсно-периодического сигнала, причем генератор 3 переключается на следующий канал по завершении одного цикла генерации блока 2. Длительность импульса генератора 2 в каждом канале равна отношению времени строчной развертки к числу трубок-столбцов, на которые разбит экран или его фрагмент, выполненный в качестве отдельного модуля.

Устройство работает следующим образом. На входной предусилитель 1 подается сигнал, аналогичный видеосигналу телевизора. Генератор многофазного сигнала (блок коммутации строчной развертки 2) поочередно открывает схемы выборки-хранения 4, а также запускает блок формирования (коммутации) 3, переключая его на последующий канал по завершении полного цикла генерации блока 2. Блок 2 синхронизируется импульсами строчной развертки. Схемы выборки-хранения и усилитель-формирователь 4 создают на внутренних электродах трубки-столбца разность потенциалов, определяемую уровнем яркостного сигнала в диапазоне принудительного локального зажигания разряда. При снижении напряжения зажигания в заявляемом устройстве поджиг разряда имеет место на ограниченном отрезке разрядной трубки. Длина возбуждаемого участка зависит либо от интенсивности высокочастотного сигнала, либо от величины вносимой емкости. Т. о. коммутация осуществляется при одновременной подаче сигнала на внешний электрод (строки) и на систему внутренних спиралевидных электродов (столбцы). Роль строки играет внешний электрод, связанный через приэлектродную емкость с каждой трубкой-столбцом. Строчная развертка может быть осуществлена при помощи схем выборки-хранения, подключенных к каждой из газоразрядных трубок, играющих роль столбца. Внешние электроды осуществляют поджиг разряда поочередно, что по существу играет роль кадровой развертки. Регулировка яркости свечения в каждом элементе осуществляется путем модуляции разности потенциалов, приложенной к внутренним электродам. Сочетание многофазного сигнала с блока 2 и действие схемы выборки-хранения обеспечивает создание вдоль каждой строки напряжений, соответствующих временному профилю яркостного сигнала в течение строчной развертки. Время запоминания уровня сигнала схемой выборки-хранения определяется временем строчной развертки. В течение этого времени поджиг осуществляется в отдельной строке, на которую подается сигнал с многофазного генератора (блока коммутации столбцовой развертки 3). Последовательное переключение емкостных электродов 8 создает подобие кадровой развертки. Локальный характер поджига разряда между внутренними электродами 6 создается благодаря облегчению условий зажигания за счет сигнала, подаваемого по электродам 8. Реализация растрово-объемного изображения может быть достигнута при расположении трубок в двух, расположенных за плоскостью растра плоскостях, аналогично тому, как это имеет место при создании объемных полиграфических картинок. В другой ситуации с целью создания перспективного изображения поверхность расположения трубок может иметь пилообразное сечение (см. фиг. 2). Возможностью варьирования профиля поверхности экран, набранный из дискретного набора трубок-столбцов, выгодно отличается от экрана-прототипа.

Устройство для воспроизведения изображений может быть выполнено следующим образом. Фрагмент газоразрядного экрана набирали из четырех газоразрядных трубок 5 длиной 200 мм и диаметром 12 мм с размещенным внутри сердечником 7 наружным диаметром 6 мм, на который наматывали аноды и катоды 6 в виде двойной спирали из проволоки диаметром 2 мм с шагом 6 мм. Трубки заполняли неоном при давлении 7 Торр. Напряжение, подводимое к внутренним электродам трубки, варьировалось в пределах от 110 до 140 В. Напряжение на внешних электродах 8, представляющих собой эквидистантные дюралюминиевые полосы шириной 40 мм, подавалось от генератора высокой частоты (60 кГц) через коммутирующие устройства. Коммутирующие устройства, управляемые триггерной схемой, включались поочередно. Полный цикл переключения коммутирующих устройств составлял 60 Гц. Переключение коммутирующих устройств столбцов производилось с частотой 240 Гц при помощи схем выборки-хранения, собранных на бинарных транзисторных ключах.

Матричная газоразрядная индикаторная панель относится к средствам воспроизведения оптических изображений и может быть применена в рекламно-информационных целях, в телевидении, кинопрокате, телеметрии, а также для трехмерной индикации целей на экране радиолокаторов. Газоразрядная индикаторная панель содержит взаимно перпендикулярные пересекающиеся электродные системы. Одна из этих систем выполнена в виде двух соосных параллельных спиралей, играющих роль анода и катода, расположенных внутри разрядной трубки. Вторая электродная система выполнена в виде внешнего электрода, подключенного к разрядной трубке по емкостной связи. 2 ил.

МАТРИЧНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ, содержащая взаимно перпендикулярные электроды по координатам X и Y, отличающаяся тем, что электроды одной координаты выполнены в виде двух соосных параллельных спиралей, представляющих собой анод и катод, намотанных на диэлектрический сердечник и расположенных в разрядных трубках, а электроды другой координаты расположены под трубками и являются управляющими.