СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ПАНЕЛЬЮ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГРАДАЦИИ СЕРНОЙ ШКАЛЫ Российский патент 1999 года по МПК H04N5/66 G09G3/28 

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано в системах индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели переменного тока, в частности, в цветных телевизионных газоразрядных видеомодулях.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающийся в делении кадра изображения на n субкадров, каждый из которых имеет единый для всех сканирующих электродов период индикации с заданным для данного субкадра количеством импульсов поддержки и единый период адресации, в котором одновременно во всех элементах отображения газоразрядной индикаторной панели создают подготовительные разряды, а затем на всех сканирующих электродах последовательно формируют импульсы развертки, а на управляющих электродах импульсы адресации в соответствии с отображаемой информацией, см. патент USP N 5541618 кл. G 09 G 3/28 от 30.07.96 г.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в нем снижена яркость изображения, поскольку периоды адресации всех субкадров существенно уменьшают время, остающееся в кадре изображения для периодов индикации. Частичная компенсация снижения яркости за счет повышения частоты следования импульсов поддержки приводит к увеличению потребляемой мощности и снижению надежности управления.

Надежность управления снижается также из-за влияния статистического запаздывания возникновения разряда, поскольку для элементов отображения соответствующих сканирующим электродам, выбранным в периоде адресации последними, время, прошедшее после формирования подготовительных разрядов, составляет значительную величину, а также из-за необходимости формировать подготовительные разряды одновременно во всех элементах отображения, что приводит к возникновению импульсов разрядного тока большой амплитуды. Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающийся в делении кадра изображения на n субкадров, каждый из которых имеет единый для всех сканирующих электродов период индикации с заданным для данного субкадра количеством импульсов поддержки и единый период адресации, в котором подготовительные разряды одновременно создают в элементах отображения, соответствующих группе сканирующих электродов, затем на всех сканирующих электродах этой группы последовательно формируют импульсы развертки, после чего аналогичные процессы формирования подготовительных разрядов и импульсов развертки выполняют для других групп сканирующих электродов, см. статью T.Nakamura а.о." Drive vor 40-in-Duagonal Full-Color ac Plasma Display ", SID 95 DIGEST, стр. 807-810.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании данного способа, относится то, что в нем снижена яркость изображения, поскольку периоды адресации всех субкадров существенно уменьшают время, остающееся в кадре изображения для периодов индикации. Частичная компенсация снижения яркости за счет повышения частоты следования импульсов поддержки приводит к повышению потребляемой мощности, а также к снижению надежности управления.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающийся в том, что каждый элемент отображения составляют из множества субэлементов, в каждом из которых устанавливают заданную для данного субэлемента яркость, см. патент USP N 3906290 кл. H 05 B 37/00 от 16.09.75г. (колонка 18, строка 25 - колонка 24, строка 3). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании данного способа, относится то, что в нем снижена четкость изображения, а также яркость, поскольку для достижения хорошего качества изображения количество субэлементов в элементе отображения должно быть большим и их яркости существенно различаться.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающийся в делении кадра изображения на n субкадров с установленным для каждого данного субкадра количеством периодов поддержки, при этом их количество, по крайней мере, в одном из субкадров, превышает количество периодов поддержки в других субкадрах, и в периодах поддержки на выбираемых сканирующих электродах формируют импульсы развертки, см. патент ЕР N 0488326 A2 кл. G 09 G 3/28 от 28.11.91 г.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании данного способа относится то, что в нем снижена яркость изображения, поскольку в отдельных субкадрах с относительно малым количеством периодов поддержки возникают временные интервалы, в которых все элементы отображения, соответствующие данному сканирующему электроду, находятся в несветящемся состоянии, и эффективность использования кадра изображения для индикации не превышает 78,8% (см. таблицу указанного патента).

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающийся в делении кадра изображения на n субкадров с установленным для каждого данного субкадра количеством периодов поддержки, в которых на выбираемых сканирующих электродах формируют импульсы развертки, а на управляющих электродах импульсы адресации в соответствии с отображаемой информацией, см. патент USP N 3906290 кл. H 05 B 37/00 от 16.09.75г (колонка 10, строка 65-колонка 14, строка 68 ), принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что при его реализации в устройстве управления газоразрядной индикаторной панелью на логических входах формирователей импульсов развертки необходимо иметь множество многоразрядных сдвиговых регистров со сложной логической схемой соединения их выходов (см. рис. 8 и 10 указанного патента), что снижает надежность управления, а также увеличивает стоимость устройства.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Предлагаемый способ управления решает задачу улучшения эксплуатационных параметров телевизионных систем индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели переменного тока, а именно при осуществлении изобретения может быть повышена надежность управления газоразрядной индикаторной панелью, а также обеспечена возможность достижения высокой яркости и четкости изображения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе
управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающемся в делении кадра изображения на n субкадров, с установленным для каждого данного субкадра количеством периодов поддержки, в которых на выбираемых сканирующих электродах формируют импульсы развертки, а на управляющих электродах импульсы адресации в соответствии с отображаемой информацией,
в двух любых следующих друг за другом субкадрах суммарное число периодов поддержки R устанавливают в соответствии с соотношением R ≥ S/(n+2), где S - общее число периодов поддержки в кадре изображения, в любом субкадре устанавливают нечетное число периодов поддержки,
импульсы развертки на сканирующих электродах формируют с помощью управляющих микросхем, каждая из которых имеет r выходов и содержит сдвиговый регистр на входе данных, в каждом данном периоде поддержки импульсы развертки формируют не более чем на одном из выходов такой микросхемы, при этом значение r устанавливают из условия r ≤ R/2, а к одной микросхеме подсоединяют только одноименные (четные или нечетные) сканирующие электроды,
для газоразрядной индикаторной панели, каждый из элементов отображения которой содержит параллельно расположенные первый индикаторный электрод, второй индикаторный электрод, смежный с ним сканирующий электрод и перпендикулярный им управляющий электрод, в каждом периоде поддержки импульсы напряжений на электродах формируют поэтапно в следующем порядке: на этапе 1 - импульс поддержки положительной полярности на всех вторых индикаторных электродах; на этапе 2 - импульс поддержки положительной полярности на всех первых индикаторных электродах; на этапе 3 - импульс поддержки положительной полярности на всех вторых индикаторных электродах и одновременно импульс развертки отрицательной полярности на выбранных сканирующих электродах; на этапе 4 - импульс поддержки на всех сканирующих электродах; на этапе 5 - устанавливают уровни напряжений, не превышающие амплитуду импульсов поддержки, на всех вторых индикаторных электродах и на всех сканирующих электродах и поочередно формируют импульсы развертки отрицательной полярности на выбранных в данном периоде поддержки сканирующих электродах, а также положительные импульсы адресации на управляющих электродах в соответствии с отображаемой информацией; при этом на этапах 1, 2 и 3 на всех управляющих электродах устанавливают уровень напряжения, равный амплитуде импульсов адресации, а на этапе 4 - уровень напряжения, не превышающий амплитуду импульсов адресации.

Установка суммарного числа периодов поддержки R в двух любых следующих друг за другом субкадрах в соответствии с соотношением R ≥ 2S/(n+2), а в любом субкадре нечетного числа периодов поддержки позволяет выбрать номера сканирующих электродов, для которых отдельно четные номера и отдельно нечетные номера отличаются между собой не менее чем на R, что создает возможность использования для формирования импульсов развертки управляющих микросхем с большим числом выходов r и обеспечивает повышение надежности управления.

Формирование импульсов развертки не более чем на одном из выходов управляющей микросхемы в каждом данном периоде поддержки, позволяет произвести выборку всех нужных сканирующих электродов без изменения данных, записанных в этом периоде в сдвиговые регистры микросхем, что снижает скорость ввода данных в регистры и повышает надежность управления.

Формирование импульсов напряжений на электродах газоразрядной индикаторной панели в соответствии с установленным на этапах 1 - 5 порядком позволяет одновременно записать все элементы отображения на всех выбранных в данном периоде сканирующих электродах, что повышает надежность управления, поскольку влияние статистического запаздывания возникновения разряда сводится к минимуму, и, кроме того, позволяет обеспечить минимальную фоновую яркость и повысить тем самым контраст изображения, так как элементы отображения, которые должны находиться в несветящемся состоянии в данном субкадре, стираются в том же периоде поддержки, когда произошла их запись.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Поясняющие заявленный объект материалы представлены на чертежах, где на фиг. 1 изображена временная диаграмма деления кадра изображения на субкадры, на фиг. 2 - структура управляющей микросхемы для формирования импульсов развертки, на фиг.3 схематически изображена газоразрядная индикаторная панель и на фиг. 4 изображены временные диаграммы импульсов напряжений на электродах газоразрядной индикаторной панели.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Как это представлено на фиг.1, кадр изображения делят на n субкадров (для примера на фиг.1 n = 6), и для каждого данного субкадра установлено заданное количество периодов поддержки, общее число которых в кадре изображения равно S. При этом в каждом из периодов поддержки на электродах газоразрядной индикаторной панели формируют импульсы поддержки, развертки и адресации (фиг. 4).

Общее число сканирующих электродов газоразрядной индикаторной панели равно N, при этом в общем случае должно выполняться условие S ≥ N. Наклонные линии, количество которых равно числу субкадров, графически показывают номера сканирующих электродов, которые должны быть выбраны в каждом данном периоде поддержки. Например, для периода поддержки с номером i выбираются 6 сканирующих электродов с номерами A,B,C,D,E,F. В последующих периодах поддержки эти номера увеличиваются, пока не достигают значения N, после чего каждая из наклонных линий вновь начинается с 1 сканирующего электрода, как это показано стрелками для одной из наклонных линий. Во время выбора сканирующего электрода производится изменение состояния всех элементов отображения, которые относятся к этому электроду, в соответствии с отображаемой информацией, то есть в соответствии с тем, должен ли данный элемент отображения в данном субкадре находиться в светящемся или же в несветящемся состоянии. Выбор состояния элемента отображения производится за счет формирования импульса развертки на выбранном сканирующем электроде и импульсов адресации на управляющих электродах, после чего заданное состояние элементов отображения сохраняется за счет импульсов поддержки до следующей выборки этого же сканирующего электрода.

В соответствии со способом управления по заявленному изобретению задают определенный порядок чередования субкадров в кадре изображения, при котором в любых следующих друг за другом субкадрах, например, в первом и во втором субкадрах данного кадра изображения или в шестом субкадре данного кадра и первом субкадре следующего кадра изображения, суммарное число периодов поддержки R устанавливают не менее заданного значения, выбранного из эмпирического соотношения R ≥ 2S/(n+2). Числовые значения R приведены в таблице для разных значений S и n.

С учетом, что в каждом субкадре в соответствии с заявленным изобретением устанавливают нечетное число периодов поддержки, для случая S = 480 и n = 10 может быть задана, например, следующая последовательность количеств импульсов поддержки в субкадрах:
87, 3, 87, 5, 87, 9, 87, 17, 65, 33, которая позволяет сформировать серую шкалу с 240 градациями яркости. При этом отдельно четные и отдельно нечетные номера сканирующих электродов будут отличаться между собой не менее чем на 82, что позволяет использовать для формирования импульсов развертки управляющие микросхемы с количеством выходов 40.

На фиг. 2 изображена, в качестве примера, упрощенная структура управляющей микросхемы типа μ PD16305 фирмы NEC (Япония). Микросхема содержит входной 40-разрядный сдвиговый регистр 1, на вход данных D которого поступает входная информация, которая сдвигается тактовыми импульсами на входе CLK. Информация с выходов сдвигового регистра переписывается в регистр - "защелку" 2 с помощью импульса, поступающего на вход STB. С выходов регистра-"защелки" записанная в него информация поступает на первые входы схем совпадения 3, на вторые входы которых со входа BLK поступает импульс бланка, разрешающий прохождение информации на выходные формирователи 4, которые формируют импульсы развертки на выходах Q1...Q40.

Способ управления в соответствии с заявленным изобретением может быть использован, в частности, для создания градаций серой шкалы на индикаторной газоразрядной панели переменного тока с поверхностным разрядом, представленной схематически на фиг.3.

Каждый элемент отображения 5 представленной на этой фигуре газоразрядной индикаторной панели содержит параллельно расположенные первый индикаторный электрод 6, второй индикаторный электрод 7, смежный с ним сканирующий электрод 8 и перпендикулярный им управляющий электрод 9. Первые индикаторные электроды, вторые индикаторные электроды и сканирующие электроды газоразрядной индикаторной панели расположены на верхней стеклянной пластине 10 и покрыты прозрачным диэлектриком 11. Управляющие электроды газоразрядной индикаторной панели расположены на нижней стеклянной пластине 12 между диэлектрическими барьерами 13 и покрыты фотолюминофором 14, например, красного R, зеленого G или синего B цвета свечения. Управляющие электроды подключены к формирователям 15 импульсов адресации, а сканирующие электроды к формирователям 16 импульсов развертки. Все первые индикаторные электроды и все вторые индикаторные электроды объединены в две группы и подсоединены к генератору 17 импульсов поддержки.

Формирование импульсов напряжений на электродах газоразрядной индикаторной панели в каждом периоде поддержки осуществляют в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг. 4. На этапе 1 на всех вторых индикаторных электродах формируют импульс поддержки 18, затем на этапе 2 на всех первых индикаторных электродах формируют импульс поддержки 19. На этапе 3 импульс поддержки 20 формируют на всех вторых индикаторных электродах и одновременно импульс развертки 21 - на всех выбранных в данном периоде сканирующих электродах. На этапе 4 импульс поддержки 22 формируют на всех сканирующих электродах. На этапе 5 на всех вторых индикаторных электродах устанавливают уровень напряжения 23, а на всех сканирующих электродах - уровень напряжения 24, которые не превышают амплитуду импульсов поддержки, и затем на тех же сканирующих электродах, которые были выбраны на этапе 3, поочередно формируют импульсы развертки 25, а на управляющих электродах в соответствии с отображаемой информацией импульсы адресации 26.

На этапах 1, 2 и 3 на всех управляющих электродах устанавливают уровень напряжения 27, равный амплитуде импульсов адресации, а на этапе 4 - уровень напряжения 28, не превышающий амплитуду импульсов адресации.

Способ управления по заявленному изобретению был проверен в экспериментальном устройстве управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с шагом расположения элементов отображения 1,05 мм, наполненной смесью газов Ne, He, Xe. Способ обеспечивает надежное управление с созданием 256 градаций серой шкалы при следующих параметрах: диапазон изменения амплитуды импульсов поддержки 190 - 220 В, амплитуда импульсов развертки 140 - 170 В, амплитуда импульсов адресации 80 - 100 В. Максимальная яркость изображения составила не менее 260 кд/кв м при длительности периода поддержки 32 мкс. В устройстве использованы управляющие микросхемы μ PD16305.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в газоразрядной технике, и, в частности, в цветных телевизионных газоразрядных видеомодулях;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы относится к газоразрядной технике, заключается в делении кадра изображения на n субкадров с установленным для каждого данного субкадра количеством периодов поддержки и в двух любых следующих друг за другом субкадрах суммарное число периодов поддержки R устанавливают в соответствии с соотношением R≥2S/(n+2), где S - общее число периодов поддержки в кадре изображения, в любом субкадре устанавливают нечетное число периодов поддержки, в частности в одном периоде поддержки импульсы развертки формируют не более чем на одном из r выходов управляющей микросхемы, при этом задают r≤R/2, и к одной микросхеме присоединяют только одноименные (четные или нечетные) сканирующие электроды, а также устанавливают последовательность формирования импульсов напряжений на всех электродах газоразрядной индикаторной панели, что и является достигаемым техническим результатом. 1 с. и 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 4 ил.

1. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока для создания градаций серой шкалы, заключающийся в делении кадра изображения на n субкадров, с установленным для каждого данного субкадра количеством периодов поддержки, в которых на выбираемых сканирующих электродах формируют импульсы развертки, а на управляющих электродах импульсы адресации в соответствии с отображаемой информацией, отличающийся тем, что в двух любых следующих друг за другом субкадрах суммарное число периодов поддержки R устанавливают в соответствии с соотношением R ≥ 2S / (n + 2), где S - общее число периодов поддержки в кадре изображения, в любом субкадре устанавливают нечетное число периодов поддержки. 2. Способ управления по п.1, отличающийся тем, что импульсы развертки на сканирующих электродах формируют с помощью управляющих микросхем, каждая из которых имеет r выходов и содержит сдвиговый регистр на входе данных, в каждом данном периоде поддержки импульсы развертки формируют не более, чем на одном из выходов такой микросхемы, при этом значение r устанавливают из условия r ≤ R / 2, а к одной микросхеме подсоединяют только одноименные четные или нечетные сканирующие электроды. 3. Способ управления по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для газоразрядной индикаторной панели, каждый из элементов отображения которой содержит параллельно расположенные первый индикаторный электрод, второй индикаторный электрод, смежный с ним сканирующий электрод и перпендикулярный им управляющий электрод, отличающийся тем, что в каждом периоде поддержки импульсы напряжений на электродах формируют поэтапно в следующем порядке: на этапе 1 - импульс поддержки положительной полярности на всех вторых индикаторных электродах; на этапе 2 - импульс поддержки положительной полярности на всех первых индикаторных электродах; на этапе 3 - импульс поддержки положительной полярности на всех вторых индикаторных электродах и одновременно импульс развертки отрицательной полярности на выбранных сканирующих электродах; на этапе 4 - импульс поддержки на всех сканирующих электродах; на этапе 5 - устанавливают уровни напряжений, не превышающие амплитуду импульсов поддержки, на всех вторых индикаторных электродах и на всех сканирующих электродах и поочередно формируют импульсы развертки отрицательной полярности на выбранных в данном периоде поддержки сканирующих электродах, а также положительные импульсы адресации на управляющих электродах в соответствии с отображаемой информацией, при этом на этапах 1, 2 и 3 на всех управляющих электродах устанавливают уровень напряжения, равный амплитуде импульсов адресации, а на этапе 4 - уровень напряжения, не превышающий амплитуду импульсов адресации.