СПОСОБ АДАПТАЦИИ ЦВЕТА ГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭКРАНЕ ИНДИКАТОРА К УСЛОВИЯМ НАБЛЮДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H04N9/12 

Изобретение относится к электронным устройствам отображения информации на цветных масочных ЭЛТ (цветные индикаторы) для авиационных систем индикации и может найти применение на самолетах с открытой для внешней солнечной засветки кабиной.

Известны способы адаптации цвета графического изображения, реализованные в цветных индикаторах на масочных ЭЛТ, установленных в системах индикации зарубежных самолетов истребителей, например F-1 E (США), "Лави" (Израиль), "Рафаэль" (Франция).

Известные устройства построены по схемам цветных мониторов на масочных ЭЛТ, подробно описанных в литературе по технике телевизионного вещания.

Адаптация цвета графического изображения в известных устройствах заключается в кодировании цветом отдельных групп индицируемых параметров.

Наиболее близким по технической сущности является способ адаптации цвета графического изображения к условиям наблюдения на экране отечественного цветного многофункционального индикатора ИМФ (6ф2.043.051), входящего в систему индикации СОИ-109 (6ф1.623.041), основанный на получении многоцветного изображения на экране масочной ЭЛТ тремя R, G, B сигналами подсвета и управлении яркостью под воздействием внешней засветки изменением коэффициента усиления видеоусилителя.

В известном индикаторе усилители отклонения электронного луча по осям X и Y подключены к соответствующим отклоняющим катушкам цветной масочной ЭЛТ, к катодам электронной пушки которой по сигналам R, G, B подключен трехканальный видеоусилитель. Автоматическое управление яркостью осуществляется фоторезисторной схемой, фоторезистор которой установлен на лицевой панели индикатора в плоскости экрана.

Известный индикатор работает следующим образом.

На усилители электронного луча поступают напряжения отклонения по осям X и Y соответственно.

Эти напряжения преобразуются в усилителях отклонения в токи, которые поступают в соответствующие катушки отклонения ЭЛТ, где формируются электромагнитные поля, вызывающие перемещения электронного луча по экрану ЭЛТ. Цветное напряжение на экране формируется с помощью трех сигналов подсвета R, G, B, которые поступают в трехканальный видеоусилитель, где усиливаются и поступают на соответствующие катоды электронной пушки ЭЛТ. Электроды с катодов попадают на люминофор соответствующего цвета, высвечивая графическое изображение.

Определенный цвет изображения достигается смешиванием сигналов R, G, B в определенной пропорции, определяемой поступающим исходным видеосигналом. Яркость изображения на экране ЭЛТ пропорциональна коэффициенту усиления видеоусилителя. Этот коэффициент регулируется фоторезисторной схемой управления яркостью, в которой фоторезистор под воздействием внешней засветки формирует сигнал управления коэффициентом усиления видеоусилителя, фоторезистор конструктивно установлен на лицевой панели индикатора в плоскости экрана ЭЛТ.

Графическое изображение, формируемое на экране ЭЛТ, представляет собой набор символов, несущих информацию об индицируемых параметрах. При этом используется двойная кодировка информации цветом и графикой. Полный объем информации летчик получает как с многоцветного, так и с монохромного изображения на экране индикатора. Считывание летчиком интегральной визуальной информации позволяет при сбалансированной яркости разноцветных символов повысить скорость безошибочного считывания (см. сб. Техника систем индикации, под ред. А.Н. Шеманина и Н.И. Иванова, М. Мир, 1970, перевод с английского).

Однако известные способ и устройство реализованы на высокоманевренных самолетах, тактика применения которых требует использования открытой для внешней засветки кабины. Летчик на этих самолетах подвергается большим перегрузкам.

Яркостная чувствительность человеческого глаза различна для цветного изображения с разной длинной волны, причем максимум чувствительности приходится на зеленый цвет, и во время перегрузок при ухудшении цветового восприятия зеленые символы считываются более уверенно, чем символы, окрашенные в другие цвета. При больших внешних солнечных засветках экрана индикатора зеленые символы также считываются более уверенно, чем символы другой окраски.

Таким образом, в условиях перегрузок и большой солнечной засветки многоцветное графическое изображение с двойной кодировкой индикации (цветом и графикой) будет восприниматься хуже, чем монохромное изображение в зеленом цвете с кодировкой индикации только графикой.

Предлагаемые способ и устройство направлены на повышение эффективности использования за счет адаптации к условиям восприятия (перегрузки и повышенная внешняя солнечная освещенность) путем автоматического и ручного переключения режимов работы (многоцветное или монохромное в зеленом цвете восприятие графического изображения).

Сущность изобретения, обеспечивающего ожидаемый технический эффект достигается тем, что заявляемый способ адаптации цвета графического изображения на экране индикатора к условиям наблюдения, как и прототип, основан на получении многоцветного изображения на экране масочной электроннолучевой трубки тремя R, G, B сигналами подсвета и управлении их яркостью под воздействием внешней засветки изменением коэффициента усиления видеоусилителя.

В отличие от прототипа при пороговых значениях воздействующих факторов R и В сигналы подсвета подключают к G катоду ЭЛТ и нормируют их по уровню яркости.

Устройство для осуществления заявляемого способа, как и прототип, содержит электронно-лучевую трубку, усилители отклонения электронного луча по осям X и Y, подключенные к соответствующим отклоняющим катушкам масочной ЭЛТ, трехканальный видеоусилитель и подключенную к его входу управления коэффициентом усиления фоторезисторную схему управления яркостью ЭЛТ, фоторезистор которой установлен на лицевой панели устройства в плоскости экрана.

В отличие от прототипа в устройство введены первая и вторая ключевые схемы, сумматор, первая и вторая схемы ИЛИ, одноканальный видеоусилитель-ограничитель и тумблер. Выходы трехканального видеоусилителя по сигналам R, G, B параллельно подключены к соответствующим входам первой схемы ИЛИ и ключевой первой схемы, выходы которой по сигналам R и В подключены соответственно к катодам R и В электронной пушки ЭЛТ, а выход по сигналу G к G катоду ЭЛТ через первый вход-выход второй ключевой схемы, входы управления первой и второй ключевых схем параллельно подключены к выходу второй схемы ИЛИ, первый вход которой через ключевой элемент подключен к корпусу, а второй вход к выходу сумматора, причем выход фоторезисторной схемы дополнительно соединен с первым входом сумматора и входом управления уровнем ограничения видеоусилителя-ограничителя, выход первой схемы ИЛИ через видеоусилитель-ограничитель соединен со вторым входом второй ключевой схемы.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство, реализующее заявленный способ адаптации цвета графического изображения на экране индикатора к условиям наблюдения, содержит трехканальный видеоусилитель 1, фоторезисторную схему 2, сумматор 3, первую 4 и вторую 5 схемы ИЛИ, первую 6 и вторую 7 ключевые схемы, видеоусилитель-ограничитель 8, ключевой элемент (например тумблер) 9, масочную электронно-лучевую трубку ЭЛТ 10, катушку отклонения 11 и усилитель отклонения 12 по оси X, катушку отклонения 13 и усилитель отклонения 14 по оси Y.

Выходы трехканального видеоусилителя 1 по сигналам R, G, B параллельно подключены к соответствующим входам первой ключевой схемы 6 и первой схемы ИЛИ 4. Выходы первой ключевой схемы 6 по сигналам R и В подключены соответственно к катодам R и В ЭЛТ 10, а выход по сигналу G к катоду G ЭЛТ 10 через первые вход-выход второй ключевой схемы 7.

Выход фоторезисторной схемы 2 подключен к первому входу сумматора 3, входу управления коэффициентом усиления трехканального видеоусилителя 1 и входу управления уровнем ограничения видеоусилителя-ограничителя 8.

Тумблер 9 служит для подключения первого входа второй схемы ИЛИ 5 к корпусной шине. Выход сумматора 3 подключен ко второму входу второй схемы ИЛИ 5, выход которой соединен со входами управления первой и второй ключевых схем 6, 7. Выход первой схемы ИЛИ 4 через видеоусилитель-ограничитель 8 подключен ко второму входу второй ключевой схемы 7.

Усилитель отклонения по оси X 12 (YO) подключен к катушке отклонения по оси X 11, а YO 14 к катушке отклонения по оси Y 13.

Ключевой элемент (тумблер) 9 и фоторезистор фоторезисторной схемы 2 конструктивно размещены на лицевой панели устройства, причем фоторезистор располагается в плоскости экрана ЭЛТ 10.

Построение узлов, входящих в состав устройства, определяется функциональным назначением и выбором элементной базы.

Трехканальный видеоусилитель 1, видеоусилитель-ограничитель 8, усилители отклонения 12, 14 могут быть выполнены с использованием транзисторов типа КТ 117А, КТ 209, КТ 645, КТ 829, КТ 805, КТ 837, КТ 602, КТ 940, ГТ 346А.

Фоторезисторная схема 2 может быть выполнена на фоторезисторе типа СФ2-12.

Сумматор 3 может быть выполнен по схеме дифференцирующего операционного усилителя с двумя входами на микросхеме типа 140 УД6.

Первая и вторая ключевые схемы 6, 7 могут быть выполнены на аналоговых ключах 580 серии.

Первая и вторая схемы ИЛИ 4, 5 могут быть выполнены на микросхемах 133 и 134 серий.

Ключевым элементом 9 может служить переключатель ПТ8-1В (УСO.360.056 ТУ).

В качестве ЭЛТ 10 с катушками отклонения 12, 14 можно использовать электролучевой прибор (ЭЛП) 25ЛК4Ц-С (ОЦO.335.77OТУ), представляющий собой ЭЛТ с отклоняющей системой.

Устройство, реализующее способ адаптации цвета графического изображения на экране индикатора к условиям наблюдения, работает следующим образом.

Сигналы отклонения по осям X и Y поступают в усилители отклонения электронного луча по осям X и Y 12 и 14 соответственно, где преобразуются в токовые сигналы и поступают в соответствующие катушки отклонения 11 и 13, которые формируют электромагнитное поле отклонения электронного луча ЭЛТ 10.

Фоторезисторная схема 2 формирует аналоговый сигнал, величина которого пропорциональна внешней солнечной засветке плоскости экрана ЭЛТ 10.

Модуляционные сигналы R, G, B поступают в трехканальный видеоусилитель 1, где усиливаются пропорционально сигналу управления яркостью, поступающему с фоторезисторной схемы 2. Одновременно сигнал управления яркостью поступает на первый вход сумматора 3, на второй вход которого с датчика линейных ускорений поступает сигнал текущего значения перегрузки (П). В сумматоре 3 происходит суммирование этих сигналов и при достижении заданного порога формируется сигнал "выключение цвета", поступающий через второй вход на вторую схему ИЛИ 5, на первый вход которой с ключевого элемента 9 в первом положении, например замкнутом, также поступает сигнал "выключение цвета". Во втором положении ключевого элемента 9 сигнал "выключение цвета" снимается. Положением ключевого элемента 9 летчик управляет вручную. При наличии хотя бы на одном входе второй схемы ИЛИ 5 сигнала "выключение цвета" этот сигнал поступает на входы управления первой и второй ключевых схем 6, 7. При отсутствии сигнала "выключение цвета" сигналы R и В через первую ключевую схему 6 поступают на соответствующие катоды ЭЛТ 10, а сигнал G поступает на катод G ЭЛТ 10 через вторую ключевую схему 7.

При наличии сигнала "выключение цвета" первая ключевая схема 6 блокирует R, G, B сигналы, которые через первую схему ИЛИ 4 поступают на видеоусилитель-ограничитель 8, где эти сигналы нормируются по одному уровню. Величину уровня задает сигнал управления яркостью, поступающий из фоторезисторной схемы 2. Через второй вход-выход второй ключевой схемы 7 все сигналы подсвета поступают только на катод G (зеленый) ЭЛТ 10.

При использовании устройства, действующего по предлагаемому способу адаптации цвета графического изображения на экране индикатора, обеспечивается возможность эффективного наблюдения многоцветного или монохромного (зеленого) графического изображения при перегрузках и повышенной внешней солнечной засветке. Цвет индикации в нем адаптирован к условиям наблюдения и психофизическому состоянию летчика, что повышает скорость безошибочного считывания информации летчиком и, в конечном счете, повышает безопасность полета и эффективность использования специального бортового оборудования.

Изобретение относится к электронным устройствам отображения информации на цветных масочных ЭЛТ, установленных на самолетах с открытой для внешней солнечной засветки кабиной. Предлагаемые способ и устройство направлены на повышение эффективности использования за счет адаптации к условиям восприятия путем автоматического и ручного переключения режимов работы, многоцветное или монохромное в зеленом цвете восприятие графического изображения. Способ основан на получении многоцветного изображения тремя R, G, B сигналами подсвета ЭЛТ и управления их яркостью под воздействием внешней засветки изменением коэффициента усиления видеоусилителя. При пороговых значениях воздействующих факторов R и В сигналы подсвета подключают к G катоду ЭЛТ и нормируют их по уровню яркости. Устройство для осуществления заявляемого способа содержит ЭЛТ, отклоняющие катушки масочной ЭЛТ, усилители отклонения электронного луча по осям X и Y, трехканальный видеоусилитель, фоторезисторную схему управления яркостью ЭЛТ и введенные для ключевой схемы сумматор, две схемы ИЛИ, одноканальный видеоусилитель-ограничитель и ключевой элемент, объединенные функциональными связями в соответствии с чертежом. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ адаптации цвета графического изображения на экране индикатора к условиям наблюдения, основанный на получении многоцветного изображения на экране масочной электронно-лучевой трубки тремя R, G, B сигналами подсвета и управлении их яркостью под воздействием внешней засветки изменением коэффициента усиления видеоусилителя, отличающийся тем, что при пороговых значениях воздействующих факторов R и B сигналы подсвета подают к G катоду масочной электронно-лучевой трубки и нормируют их по уровню яркости. 2. Устройство для адаптации цвета графического изображения на экране индикатора к условиям наблюдения, содержащее масочную электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), усилители отклонения электронного луча по осям Х и Y, подключенные к соответствующим отклоняющим катушкам ЭЛТ, трехканальный видеоусилитель и подключенную к его входу управления коэффициентом усиления фоторезисторную схему управления яркостью ЭЛТ, фоторезистор которой установлен на лицевой панели в плоскости экрана, отличающееся тем, что в устройство введены первая и вторая ключевые схемы, сумматор, первая и вторая схемы ИЛИ, одноканальный видеоусилитель-ограничитель и ключевой элемент, при этом выходы трехканального видеоусилителя по сигналам R, G, B параллельно подключены к соответствующим входам первой схемы ИЛИ и первой ключевой схемы, выходы которой по сигналам R и B подключены соответственно к катодам R и B электронной пушки ЭЛТ, а выход по сигналу G к катоду G электронной пушки ЭЛТ через первый вход-выход второй ключевой схемы, входы управления первой и второй ключевых схем параллельно подключены к выходу второй схемы ИЛИ, первый вход которой через ключевой элемент подключен к корпусной шине, а второй вход к выходу сумматора, выход фоторезисторной схемы дополнительно соединен с первым входом сумматора и входом управления уровнем ограничения видеоусилителя-ограничителя, выход первой схемы ИЛИ через видеоусилитель-ограничитель соединен с вторым входом второй ключевой схемы.