Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано в системах отображения информации, в частности в цветных и монохромных газоразрядных знакографических видеомодулях. Его применение позволяет получить технический результат в виде обеспечения высокого контраста изображения в условиях значительного изменения уровня внешней освещенности. Этот результат достигается благодаря тому, что в кадре изображения устанавливают один интервал подготовки и соответственно ему последовательность субполей при низкой яркости и устанавливают ряд интервалов подготовки и, соответственно, для каждого из них свою последовательность субполей при высокой яркости. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано в системах отображения информации, в частности в цветных и монохромных газоразрядных знакографических видеомодулях.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью (ГИП) переменного тока, заключающийся в разделении кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, причем каждый из интервалов подготовки с последующим за ним интервалом адресации и интервалом индикации образует субполе с заданным коэффициентом яркости, а количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации для субполей устанавливают пропорционально составляющим числового ряда

2⁰, 2¹, 2²..., 2^p-1,

где р - количество субполей в кадре изображения.

[Патент США №5541618, G 09 G 3/28, 1996 г.].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в способе отсутствуют условия для обеспечения высокого контраста изображения, в особенности при низкой яркости изображения, поскольку количество интервалов подготовки в кадре изображения равно количеству субполей и в каждом из них происходит общая запись всех элементов отображения ГИП, что создает большой фон (паразитную подсветку).

Известен способ управления ГИП переменного тока, заключающийся в разделении кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, причем каждый из интервалов адресации с последующим за ним интервалом индикации образует субполе с заданным коэффициентом яркости, и в кадре изображения устанавливают один интервал подготовки.

[Development of New Driving Method for AC-PDP's. - IDW, 1999 г., c.787-790].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе отсутствуют условия для обеспечения высокого контраста при высоком уровне внешней освещенности, поскольку для обеспечения большого количества градаций серой шкалы требуется большое количество субполей, при этом время, отводимое для интервалов адресации в кадре изображения, составляет значительную долю, что не позволяет разместить в интервалах индикации большое количество импульсов поддержания разряда и, тем самым, повысить яркость и, соответственно, контраст изображения.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является способ управления ГИП переменного тока, заключающийся в регулировке яркости изображения с градациями серой шкалы, путем разделения кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, при котором каждый интервал адресации и следующий за ним интервал индикации образуют субполе с заданным коэффициентом яркости, увеличения (уменьшения) количества импульсов поддержания разряда в интервалах индикации при уменьшении (увеличении) количества субполей в кадре изображения.

[A Nowel Driving Scheme and Panel Design for Realization of a Picture Quality Equivalent to CRT's. - IDW, 1999 г., с.775-778 - прототип].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в способе отсутствуют условия для повышения контраста при низкой яркости изображения, поскольку в каждом субполе в интервале подготовки производится общая запись всех элементов отображения ГИП, что создает большой фон.

Сущность изобретения заключается в следующем. Предлагаемый способ управления решает задачу улучшения эксплуатационных характеристик систем индикации, содержащих ГИП переменного тока, а именно при осуществлении изобретения может быть обеспечен высокий контраст изображения при управлении яркостью в условиях значительного изменения уровня внешней освещенности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающемся в регулировке яркости изображения с градациями серой шкалы, путем разделения кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, при котором каждый интервал адресации и следующий за ним интервал индикации образуют субполе с заданным коэффициентом яркости, увеличения (уменьшения) количества импульсов поддержания разряда в интервалах индикации при уменьшении (увеличении) количества субполей в кадре изображения, в кадре изображения устанавливают один интервал подготовки и соответственно ему последовательность субполей при низкой яркости изображения и устанавливают ряд интервалов подготовки и соответственно для каждого из них свою последовательность субполей при высокой яркости изображения.

При низкой яркости изображения количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации устанавливают для субполей пропорционально составляющим числового ряда

b₁=1^γ, b₂=2^γ-b₁, b₃=3^γ-b₂,..., b_n=n^γ-b_n-1,

где n≥8 - количество субполей в кадре изображения,

γ=1÷2,5 - устанавливаемый коэффициент.

При высокой яркости изображения в кадре изображения возможно устанавливать два интервала подготовки и соответственно одному из них последовательность из k≤7 субполей, интервалы индикации которых содержат по l·(k+1) импульсов поддержания разряда.

Кроме того, при высокой яркости изображения в кадре изображения возможно устанавливать р интервалов подготовки и соответственно для каждого из них по одному субполю, количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации которых устанавливают пропорционально составляющим числового ряда

2⁰, 2¹, 2²,..., 2^p-1,

где р≤8 - устанавливаемое число интервалов подготовки.

Установка в кадре изображения одного интервала подготовки и соответственно ему последовательности субполей при низкой яркости изображения позволяет обеспечить минимальное значение фона, т.е. высокий собственный контраст изображения, в то же время для низкой яркости требуется относительно небольшое количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации, следовательно, в кадре изображения остается достаточно времени для размещения большого количества субполей и, тем самым, для создания большого количества градаций серой шкалы. Установка в кадре изображения нескольких интервалов подготовки и соответственно для каждого из них своей последовательности субполей при высокой яркости изображения позволяет получить большое количество градаций серой шкалы при относительно небольшом числе субполей, т.е. в кадре изображения остается достаточно времени для размещения большого количества импульсов поддержания разряда и, соответственно, получения высокой яркости, а следовательно, и высокого контраста при большом уровне внешней освещенности.

Установка в кадре изображения при низкой яркости количества импульсов поддержания разряда в интервалах индикации для субполей пропорционально составляющим числового ряда b₁=1^γ, b₂=2^γ-b₁, b₃=3^γ-b₂,..., b_n=n^γ-b_n-1, где n≥8 - количество субполей в кадре изображения, при устанавливаемом коэффициенте γ=1-2,5 позволяет получить управление яркостью в широком динамическом диапазоне, что повышает качество изображения и его контраст при низком уровне внешней освещенности.

Установка в кадре изображения при высокой яркости двух интервалов подготовки и соответственно одному из них последовательности из k≤8 субполей, интервалы индикации в которых содержат по l импульсов поддержания разряда, а другому - последовательности из m≤8 субполей, интервалы индикации в которых содержат по l·(k+1) импульсов поддержания разряда, позволяет сохранять достаточно высокий собственный яркостный контраст, поскольку используются только два интервала подготовки, в то же время возможно получить высокую яркость и, соответственно, высокий контраст при повышенном уровне внешней освещенности за счет возможности увеличить количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации, при этом количество субполей равно сумме k+m, т.е. относительно невелико, количество градаций серой шкалы равно произведению k·m.

Установка в кадре изображения при высокой яркости р≤8 интервалов подготовки и соответственно для каждого из них по одному субполю, количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации которых пропорционально составляющим числового ряда 2⁰, 2¹, 2²,..., 2^p-1, где p≤8 - устанавливаемое число, позволяет свести к минимуму количество субполей, необходимое для достижения требуемого количества градаций серой шкалы и, тем самым, время, отводимое в кадре изображения на интервалы адресации, максимально увеличить количество, импульсов поддержания разряда в интервалах индикации, обеспечить высокую яркость и высокий контраст в условиях большого уровня внешней освещенности. При этих условиях фон, создаваемый в интервалах подготовки, на качество изображения практического влияния не оказывает.

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 по 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 требования:

- 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.

Заявленный способ управления ГИП переменного тока поясняется чертежами.

На чертежах представлены временные диаграммы для способа управления, где

на фиг.1 приведен кадр изображения с одним интервалом подготовки;

на фиг.2 - кадр изображения с двумя интервалами подготовки;

на фиг.3 - кадр изображения с четырьмя интервалами подготовки.

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

На фиг.1 приведен вариант способа управления, в котором при низком уровне внешней освещенности для получения низкой яркости в кадре изображения устанавливают один интервал подготовки 1, а остальную часть кадра изображения разделяют на субполя SF1...SF15, образованные интервалами адресации 2 и интервалами индикации 3, причем интервалы индикации в субполях содержат одинаковое количество импульсов поддержания разряда, что соответствует коэффициенту γ=1.

В интервале подготовки обеспечивают общую запись элементов отображения, а затем последовательно по субполям производят селективное стирание элементов отображения в интервалах адресации с последующим поддержанием разряда в интервалах индикации в элементах отображения, светящихся после каждого интервала адресации.

Фон определяется одним интервалом подготовки и является минимально возможным. Количество градаций серой шкалы соответствует количеству субполей и равно 16, включая нулевую градацию.

Для управления яркостью при одном интервале подготовки в кадре изображения возможна установка коэффициента γ>1. В этом случае яркость может быть повышена, изменение количества импульсов поддержания разряда в интервалах индикации при переходе от одного субполя к другому носит нелинейный характер, но потребуется уменьшение количества субполей в кадре изображения. Соответственно, уменьшится и количество градаций серой шкалы, но динамический диапазон изменения яркостей будет расширен.

При увеличении уровня внешней освещенности требуется более высокая яркость изображения, и в кадре изображения, как это представлено на фиг.2, устанавливают два интервала подготовки 4 и соответственно первому из них устанавливают последовательность из k=3 трех субполей SF1-1...SF1-3, которые образованы интервалами адресации 5 и индикации 6, а вторая последовательность из m=3 субполей SF2-1...SF2-3, которые образованы интервалами адресации 7 и индикации 8. При этом интервалы индикации 6 содержат l импульсов напряжения поддержания разряда, а интервалы индикации 8 содержат 4·l импульсов поддержания разряда. Порядок записи, селективного стирания и поддержания разряда в элементах отображения для каждой последовательности субполей аналогичен рассмотренному для фиг.1. Общее количество градаций серой шкалы будет равно произведению (k+1)·(m+1)=4·4=16, т.е. осталось таким же, как для фиг.1, однако количество интервалов адресации в кадре изображения при этом существенно уменьшилось до значения k+m=3+3=6, что позволяет увеличить количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации, за счет чего увеличивается яркость изображения и контраст при внешней освещенности. Фон определяется двумя интервалами подготовки.

Яркость изображения можно повысить еще больше, если использовать более двух интервалов подготовки в кадре изображения. Например, как это показано на фиг.3, в кадре изображения устанавливают р=4 интервала подготовки 9 и соответственно каждому из них по одному субполю с интервалами адресации 10 и интервалами индикации 11, 12, 13, 14, количество импульсов поддержания разряда в которых установлено пропорционально составляющим числового ряда 2⁰=1, 2¹=2, 2²=4, 2³=8. В каждом интервале подготовки производят общую запись элементов отображения, затем в интервале адресации селективное стирание элементов отображения, которые не должны находиться в данном субполе в светящемся состоянии, а затем в интервалах индикации производят поддержание разряда в этих элементах отображения. Количество градаций серой шкалы для рассматриваемого примера составит 2^p=2⁴=16, т.е. остается таким же, как в предыдущих двух случаях. Но при этом количество интервалов адресации в кадре изображения снижается до четырех, что позволяет увеличить количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации, т.е. повысить яркость, что, в свою очередь, позволяет обеспечить высокий контраст при более высоком уровне внешней освещенности. Повышенное значение фона, определяемое четырьмя интервалами подготовки в кадре изображения, практического влияния на контраст не окажет.

Дальнейшее увеличение яркости возможно за счет уменьшения количества субполей, однако при этом уменьшится и количество градаций серой шкалы, например при двух субполях (р=2) можно получить 2²=4 градаций серой шкалы, что приемлемо при очень высоких уровнях внешней освещенности.

Рассмотренные для примера варианты способа управления показывают, что можно производить управление яркостью изображения с градациями серой шкалы в условиях изменения уровня внешней освещенности с сохранением высокого контраста.

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 системах отображения информации, в частности в монохромных и цветных газоразрядных знакографических 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.

1. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающийся в регулировке яркости изображения с градациями серой шкалы путем разделения кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, при котором каждый интервал адресации и следующий за ним интервал индикации образуют субполе с заданным коэффициентом яркости, увеличения количества импульсов поддержания разряда в интервалах индикации при уменьшении количества субполей в кадре изображения или уменьшения количества импульсов поддержания разряда в интервалах индикации при увеличении количества субполей в кадре изображения, отличающийся тем, что в кадре изображения устанавливают один интервал подготовки и соответственно ему последовательность субполей при низкой яркости и устанавливают ряд интервалов подготовки и соответственно для каждого из них свою последовательность субполей при высокой яркости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации при низкой яркости устанавливают для субполей пропорционально составляющим числового ряда b₁=1^γ, b₂=2^γ-b₁, b₃=3^γ-b₂,..., b_n=n^γ-b_n-1, где n≥8 - количество субполей в кадре изображения; γ=1÷2,5 - устанавливаемый коэффициент.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в кадре изображения устанавливают при высокой яркости два интервала подготовки и соответственно одному из них последовательность из k≤7 субполей, интервалы индикации в которых содержат по l импульсов поддержания разряда, а другому - последовательность из m≤7 субполей, интервалы индикации в которых содержат по l·(k+1) импульсов поддержания разряда.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в кадре изображения устанавливают при высокой яркости р≤8 интервалов подготовки и соответственно для каждого из них по одному субполю, количество импульсов поддержания разряда в интервалах индикации которых устанавливают пропорционально составляющим числового ряда 2⁰, 2¹, 2²,...2^p-1, где p≤8 - устанавливаемое число.