ЭКРАННЫЙ МОДУЛЬ ВИЗУАЛЬНОЙ ИНДИКАЦИИ И ЭЛЕМЕНТ ИНДИКАЦИИ ЭКРАННОГО МОДУЛЯ ВИЗУАЛЬНОЙ ИНДИКАЦИИ
SCREEN MODULE OF VISUAL INDICATION AND INDICATION ELEMENT OF VISUAL INDICATION SCREEN MODULE

1. Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам индикации информации на матричном экране, и может быть использовано в устройствах визуальной индикации с матричными экранами, демонстрирующими изменяющуюся информацию.
2. Уровень техники
Известен экранный модуль визуальной индикации
[(11) Номер публикации 93025282 (13) Вид документа А (14) Дата публикации 27.08.1996 (19) Страна публикации RU (21) Регистрационный номер заявки 93025282/09 (22) Дата подачи заявки 30.04.1993 (43) Дата публикации заявки 27.08.1996 (516) Номер редакции МПК 6 (51) Основной индекс МПК G09G 3/20 Название УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ИНФОРМАЦИИ НА МАТРИЧНОМ ЭКРАНЕ (71) Имя заявителя Ефремов В.О. (72) Имя изобретателя Ефремов В.О.],
содержащий:
- множество ячеек индикации (ЯИ), расположенных в определенном порядке, причем каждая ЯИ формирует один пиксель (или сегмент) изображения необходимой градации необходимого цвета в зависимости от поступающей информации;
- множество узлов распределения данных (УРДЯ) (блоки ключей управления столбцов и строк матрицы пикселей изображения соответственно), предназначенных для распределения на соответствующие ЯИ поступающих данных градации цвета;
- узел приема электропитания и сигналов (УППС), который принимает электропитание и сигналы, поступающие извне, и соединен с соответствующими функциональными составными частями экранного модуля визуальной индикации;
- несущую конструкцию (НК) для крепления составных частей экранного модуля визуальной индикации.
Недостатком данного экранного модуля визуальной индикации является отсутствие унификации входящих узлов; каждый узел экранного модуля визуальной индикации разрабатывается и изготовляется для вывода информации на экран определенного размера и не может быть использован в экранном модуле визуальной индикации с другим размером экрана.
Известен экранный модуль визуальной индикации
[WEB - страница в сети Интернет, http://www.wmt.spb.ru/shop/1259/1194/duralight/1237/5938/ 3-канальный ДВУХЦВЕТНЫЙ СВЕТОВОЙ ШНУР ПЛОСКИЙ Bi-color Duralight 10*13 мм],
содержащий:
- множество ячеек индикации (ЯИ) - лампочек, расположенных в определенном порядке, причем каждая ЯИ формирует один пиксель изображения заранее заданного цвета необходимой градации в зависимости от поступающих данных (аналогового значения напряжения);
- множество средств распределения данных (набор соединительных проводников), предназначенных для распределения данных градации цвета, поступающих извне, на соответствующие ЯИ;
В этом экранном модуле визуальной индикации использован плоский световой шнур «Duralight», представляющий собой шнур прямоугольного сечения из светопрозрачного герметизирующего материала, внутри которого с определенным шагом расположены миниатюрные лампочки заранее заданного цвета, каждая из которых формирует один пиксель изображения. Световой шнур «Duralight» может быть размещен на плоскости экрана произвольным образом для достижения требуемого визуального эффекта.
Недостатком данного экранного модуля визуальной индикации является отсутствие возможности вывода на экран произвольного изображения произвольного цвета.
Большим достоинством данного экранного модуля визуальной индикации является унификация узлов построения экранного модуля и упрощение его конструкции. При использовании одного и того же унифицированного элемента - отрезков светового шнура необходимой длины, электрически соединенных между собой, возможно построение экрана требуемого размера.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототипом) является следующий экранный модуль визуальной индикации:
[(11) Номер публикации 2001128663 (13) Вид документа А (14) Дата публикации 20.08.2003 (19) Страна публикации RU (21) Регистрационный номер заявки 2001128663/09 (22) Дата подачи заявки 24.03.2000 (31) Номер конвенционной заявки 11/79663 (32) Дата подачи конвенционной заявки 24.03.1999 (33) Страна приоритета JP (31) Номер конвенционной заявки 11/88234 (32) Дата подачи конвенционной заявки 30.03.1999 (33) Страна приоритета JP (43) Дата публикации заявки 20.08.2003 (516) Номер редакции МПК 7 (51) Основной индекс МПК G09G 3/32 Название СИСТЕМА ПОЛНОЦВЕТНОГО СВЕТОДИОДНОГО ДИСПЛЕЯ (71) Имя заявителя ЭВИКС ИНК. (JP) (72) Имя изобретателя ТОКИМОТО Тойотаро (JP) (72) Имя изобретателя ОХИСИ Масатоси (JP) (74) Патентный поверенный Кузнецов Юрий Дмитриевич (85) Дата соответствия ст.22/39 РСТ 24.10.2001 (86) Номер и дата международной или региональной заявки JP 00/01832 (24.03.2000) (87) Номер и дата международной или региональной публикации WO 00/57397 (28.09.2000)],
содержащий:
- множество ячеек индикации (ЯИ), расположенных в определенном порядке, причем каждая ЯИ формирует один пиксель (или сегмент) изображения необходимой градации необходимого цвета в зависимости от поступающих данных изображения;
- множество средств управления яркостью и цветом (СУЯЦ) по числу ЯИ, причем каждое СУЯЦ соединено с соответствующей ЯИ;
- множество узлов распределения данных по числу ЯИ (указанный узел обозначается далее как УРДЯ), каждый из которых соединен с соответствующим СУЯЦ и выполняет функцию выделения необходимых для этого СУЯЦ сигналов из общего потока поступающих сигналов;
- множество узлов приема электропитания и сигналов (УППС), которые принимают электропитание и сигналы, поступающие извне, и каждый из которых соединен с соответствующими функциональными составными частями экранного модуля визуальной индикации; причем сигналы, поступающие извне, представляют собой управляющие сигналы и данные изображения, т.е совокупность данных градации цвета каждого из пикселей на экране и данных об адресе каждого пикселя;
- несущую конструкцию (НК) для крепления составных частей экранного модуля визуальной индикации,
Недостатком данного экранного модуля визуальной индикации является то, что каждый его узел функционально обособлен от других и для реализации конкретного образца экранного модуля визуальной индикации с экраном определенного размера требуется осуществлять многочисленные электрические соединения между различными функциональными узлами, т.е. конструкция экранного модуля визуальной индикации сложна из-за отсутствия унификации составляющих его узлов.
3. Раскрытие изобретения
Цель предлагаемого изобретения - унификация узлов экранного модуля визуальной индикации для упрощения его конструкции и обеспечения возможности массового производства этих узлов.
Для достижения указанной цели в экранный модуль визуальной индикации, содержащий:
- множество ячеек индикации (ЯИ), расположенных в определенном порядке, причем каждая ЯИ формирует один пиксель (или сегмент) изображения необходимой градации необходимого цвета в зависимости от поступающих данных изображения;
- множество средств управления яркостью и цветом (СУЯЦ) по числу ЯИ, причем каждое СУЯЦ соединено с соответствующей ЯИ;
- множество узлов распределения данных по числу ЯИ (указанный узел обозначается далее как УРДЯ), каждый из которых соединен с соответствующим СУЯЦ и выполняет функцию выделения необходимых для этого СУЯЦ сигналов из общего потока поступающих сигналов;
- множество узлов приема электропитания и сигналов (УППС), которые принимают электропитание и сигналы, поступающие извне, и каждый из которых соединен с соответствующими функциональными составными частями экранного модуля визуальной индикации; причем сигналы, поступающие извне, представляют собой управляющие сигналы и данные изображения, т.е совокупность данных градации цвета каждого из пикселей на экране и данных об адресе каждого пикселя;
- несущую конструкцию (НК) для крепления составных частей экранного модуля визуальной индикации,
вводятся следующие СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ:
- каждая ЯИ конструктивно объединена с относящимися к ней соответствующими СУЯЦ, УРДЯ и УППС в единый герметизированный конструктивный узел (например, в интегральную схему), называемый «типовой элемент индикации» (ТЭИ), осуществляющий функцию приема информации о градации цвета пикселя (или сегмент) изображения (и хранения этой информации - при необходимости) и функцию индикации этого пикселя (или сегмента), причем все эти конструктивные узлы (ТЭИ) полностью идентичны между собой по всем параметрам;
- в состав каждого ТЭИ дополнительно входит программируемый узел адреса (ПУА), который соединен с УРДЯ этого ТЭИ и в который в процессе монтажа экранного модуля визуальной индикации внесена заранее определенная информация об адресе этого ТЭИ.
Поставленная цель предлагаемого изобретения достигается путем построения экранного модуля визуальной индикации на базе многократного применения унифицированного конструктивного узла, названного «типовой элемент индикации» (ТЭИ), который за счет использования в больших количествах в каждом экранном модуле визуальной индикации по числу пикселей изображения, пригоден для массового производства и может быть выполнен в виде интегральной схемы (фиг.1).
Для обеспечения возможности передачи на каждый ТЭИ (1) индивидуально определенной информации, обеспечивающей индикацию пикселя изображения заранее определенной градации и заранее определенного цвета, в состав ТЭИ (1) входит программируемый узел адреса ПУА (6), который соединен с УРДЯ (4) этого ТЭИ (1) и в который в процессе монтажа экранного модуля визуальной индикации внесена заранее определенная информация об адресе этого ТЭИ (1). Сигналы, поступающие извне через УПППС (5) на узел распределения данных УРДЯ (4), представляют собой известную совокупность управляющих сигналов и данных изображения, т.е данных градации цвета каждого из пикселей на экране и данных об адресах соответствующих пикселей. УРДЯ (4) известным образом сравнивает данные об адресе определенного ТЭИ (1), поступающие из ПУА (6), с данными об адресах, поступающими от УППС (5), и выделяет и направляет в СУЯЦ (3) соответствующие данные градации цвета, предназначенные для формирования с помощью ЯИ (2) пикселя на экране заранее определенной градации и заранее определенного цвета.
В зависимости от структуры программируемого узла адреса ПУА (6) внесение в него заранее определенной информации об адресе ТЭИ (1) необходимо выполнить либо перед монтажом ТЭИ (1) в экранный модуль визуальной индикации (фиг.2), либо после установки полного количества ТЭИ (1) в экранный модуль визуальной индикации (фиг.3).
На фиг.2 программируемый узел адреса ПУА (6) состоит из:
- программируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ (8) известной структуры, хранящего информацию адреса данного ТЭИ (1) и соединенного с УРДЯ (4);
- программатора (9) известной структуры, соединенного с УРДЯ (4) и с ППЗУ (8).
Перед монтажом в экранный модуль визуальной индикации ТЭИ (1), имеющий структурную схему, показанную на фиг.2, должен быть установлен в устройство программирования известной структуры, например, показанной на фиг.4, на котором осуществляется внесение в ТЭИ (1) заранее определенной информации об адресе ТЭИ (1).
Персональный компьютер (10) с помощью соответствующей программы вырабатывает управляющие сигналы и информацию об адресе ТЭИ (1) и передает их в ТЭИ (1) через адаптер (11). Адаптер (11) преобразует управляющие и информационные сигналы в форму, необходимую для подачи в УППС (5). Поступив в программатор (9) через УППС (5) и УРДЯ (4), управляющие сигналы обеспечивают запись в ППЗУ (8) информации об адресе ТЭИ (1).
На фиг.3 программируемый узел адреса ПУА (6) состоит из
- программируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ (8) известной структуры, хранящего информацию адреса данного ТЭИ (1) и соединенного с УРДЯ (4);
- программатора (9) известной структуры, соединенного с УРДЯ (4) и с ППЗУ (8).
- бесконтактного датчика активации режима программирования ДАП (12), соединенного с программатором.
После установки полного количества ТЭИ (1), имеющих структурную схему, показанную на фиг.3, в экранный модуль визуальной индикации, этот модуль должен быть подключен к устройству программирования известной структуры, например, показанному на фиг.5, на котором осуществляется внесение в каждый ТЭИ (1) заранее определенной информации об его адресе.
Персональный компьютер (10) с помощью соответствующей программы вырабатывает управляющие сигналы и информацию об адресе ТЭИ (1) и передает их в ТЭИ (1) через адаптер (11). Адаптер (11) преобразует управляющие и информационные сигналы в форму, необходимую для подачи в УППС (5).
Все незапрограммированные ТЭИ (1) имеют начальную (нулевую) информацию об адресе ТЭИ (1), записанную в ППЗУ (8). Поэтому управляющие сигналы и информация об адресе ТЭИ (1) поступают через УППС (5) и УРДЯ (4) в программаторы (9) во всех ТЭИ (1) одновременно. Запись в ППЗУ (8) информации об адресе происходит только в единственном ТЭИ (1), в котором на бесконтактный датчик активации режима программирования ДАП (12) поступил разрешающий сигнал. Такие разрешающие сигналы могут быть последовательно поданы на бесконтактные датчики активации режима программирования ДАП (12) каждого ТЭИ (1), например человеком - монтажником, который перед каждой подачей разрешающего сигнала дает команду персональному компьютеру на соответствующий выбор заранее определенной информации об адресе ТЭИ (1), в ППЗУ (8) которого должна быть произведена запись этой информации.
«Типовой элемент индикации» ТЭИ (1) может иметь различные модификации в зависимости от применения известных видов бесконтактных датчиков активации режима программирования ДАП (12), например магнитный датчик, световой или ультразвуковой датчик.
«Типовой элемент индикации» ТЭИ (1) может также иметь различные модификации в зависимости от применения известных видов ячеек индикации ЯИ (2), известных способов управления яркостью и градацией цвета ЯИ и известных способов передачи в ТЭИ электропитания, управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране.
По наличию излучения света модификации ячеек индикации ЯИ (2), как известно, могут быть активными, т.е излучать свет (например, светодиоды, лампочки и т.п.) и пассивными, т.е отражать или пропускать свет (например, жидкие кристаллы).
По спектру света модификации ячеек индикации ЯИ (2), как известно, могут быть монохромными (одноцветными) и полихромными (многоцветными). Многоцветная ячейка индикации может быть реализована, как известно, с помощью трех управляемых источников света различных цветов, свет которых при смешивании образует требуемый оттенок цвета необходимой интенсивности, например, как указано в патенте:
[(11) Номер публикации 2000132739 (13) Вид документа А (14) Дата публикации 27.11.2002 (19) Страна публикации RU (21) Регистрационный номер заявки 2000132739/09 (22) Дата подачи заявки 24.03.2000 (31) Номер конвенционной заявки 11/79664 (32) Дата подачи конвенционной заявки 24.03.1999 (33) Страна приоритета JP (43) Дата публикации заявки 27.11.2002 (516) Номер редакции МПК 7 (51) Основной индекс МПК G09G 3/20 (51) Основной индекс МПК G09F 9/30 Название СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ МНОГОЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОБИТОВОГО ОТОБРАЖЕНИЯ НА ТОЧЕЧНОМ МАТРИЧНОМ ДИСПЛЕЙНОМ ЭКРАНЕ, НА КОТОРОМ РАЗМЕЩЕНЫ ЛАМПЫ ТРЕХ ОСНОВНЫХ ЦВЕТОВ (71) Имя заявителя ЭВИКС ИНК. (JP) (72) Имя изобретателя ТОКИМОТО Тоетаро (JP) (72) Имя изобретателя ОХИСИ Масатоси (JP) (74) Патентный поверенный Егорова Галина Борисовна (85) Дата соответствия ст.22/39 РСТ 25.12.2000 (86) Номер и дата международной или региональной заявки JP 00/01833 (24.03.2000) (87) Номер и дата международной или региональной публикации WO 00/57398 (28.09.2000)].
Для управления градацией цвета ЯИ (2) может быть использован такой известный метод, как изменение величины напряжения, подаваемого на ЯИ, или использованы другие известные методы, например изменение скважности, частоты или количества импульсов напряжения постоянной амплитуды, подаваемых на ЯИ. Подобный конкретный способ управления яркостью и градацией цвета ЯИ (2) методом изменения скважности импульсов напряжения постоянной амплитуды, подаваемых на ЯИ, указан в заявке на патент:
[(11) Номер публикации 2001128663 (13) Вид документа А (14) Дата публикации 20.08.2003 (19) Страна публикации RU (21) Регистрационный номер заявки 2001128663/09 (22) Дата подачи заявки 24.03.2000 (31) Номер конвенционной заявки 11/79663 (32) Дата подачи конвенционной заявки 24.03.1999 (33) Страна приоритета JP (31) Номер конвенционной заявки 11/88234 (32) Дата подачи конвенционной заявки 30.03.1999 (33) Страна приоритета JP (43) Дата публикации заявки 20.08.2003 (516) Номер редакции МПК 7 (51) Основной индекс МПК G09G3/32 Название СИСТЕМА ПОЛНОЦВЕТНОГО СВЕТОДИОДНОГО ДИСПЛЕЯ (71) Имя заявителя ЭВИКС ИНК. (JP) (72) Имя изобретателя ТОКИМОТО Тойотаро (JP) (72) Имя изобретателя ОХИСИ Масатоси (JP) (74) Патентный поверенный Кузнецов Юрий Дмитриевич (85) Дата соответствия ст.22/39 РСТ 24.10.2001 (86) Номер и дата международной или региональной заявки JP 00/01832 (24.03.2000) (87) Номер и дата международной или региональной публикации WO 00/57397 (28.09.2000)].
Для передачи в ТЭИ (1) электропитания, управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране может быть использован такой известный метод, как передача информации по силовым линиям электропередач на основе технологии Powerline или на основе другой подобной технологии. [WEB - страница в сети Интернет, http://www.tellink.ru/technology.html, «Технология PLC»].
При использовании этого метода (фиг.6), УППС (5) в каждом из ТЭИ (1) состоит из контактной группы (13) с количеством контактов, необходимых для подключения внешних проводников электропитания, и селектора выделения сигналов СВС (14), для выделения известным методом управляющих сигналов и данных изображения, поступающих извне в режиме частотного уплотнения по проводникам электропитания.
Для передачи в ТЭИ (1) управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране может быть использован также такой известный метод, как бесконтактная передача информации с использованием электромагнитных волн, на основе технологии Wi-Fi или на основе другой подобной технологии.
[WEB - страница в сети Интернет, http://www.wns.ru/content/docs/?&c2=11&text_id=46, «IEEE 802.11, 1999 Edition - Базовый стандарт: Спецификации Уровня доступа к среде и Физического уровня для беспроводных сетей»].
При использовании этого метода (фиг.7) УППС (5) в каждом из ТЭИ (1) состоит из контактной группы (13) с количеством контактов, необходимых для подключения внешних проводников электропитания, узла приемника УП (15), который бесконтактно принимает электромагнитный сигнал общего потока сигналов, поступающих извне, и селектора выделения сигналов СВС (14), для выделения управляющих сигналов и данных изображения, поступающих извне.
Для передачи в ТЭИ (1) электропитания, управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране может быть также использован такой известный метод, как бесконтактная передача электропитания и информации с использованием электромагнитных волн, причем бесконтактная передача электропитания может быть осуществлена на основе технологии, разработанной в Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology) или на основе другой подобной технологии.
[WEB - страница в сети Интернет, http://www.membrana.ru/lenta/?6681, «Разработан способ беспроводной передачи электроэнергии»].
При использовании этого метода (фиг.8) УППС (5) в каждом из ТЭИ (1) состоит из узла приемника УП (15), который бесконтактно принимает электромагнитный сигнал общего потока сигналов, поступающих извне, селектора выделения электропитания СВП (16) и селектора выделения сигналов СВС (14), для выделения известным методом управляющих сигналов и данных изображения, поступающих извне.
В случае передачи в ТЭИ (1) электропитания, управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране путем использования метода передачи информации по силовым линиям электропередач, возможно различное конструктивное построение ТЭИ (1) и экранного модуля визуальной индикации.
Множество ТЭИ (1) (фиг.9), формирующих пиксели изображения, находящиеся вдоль одной линии матрицы изображения, соединены проводниками электропитания между собой в цепочку, называемую «цепочкой ТЭИ», и одна или несколько подобных параллельных «цепочек ТЭИ» конструктивно помещены в герметизирующий материал, обеспечивающий пропускание света в местах расположения ТЭИ (1), и образуют линейный унифицированный функциональный элемент однородной функциональной структуры, причем проводники электропитания, проходящие вдоль каждой из «цепочек ТЭИ» в указанном линейном унифицированном функциональном элементе однородной функциональной структуры, имеют выводы на торцы линейного унифицированного функционального элемента однородной функциональной структуры и/или выводы через заранее определенное расстояние вдоль его длины, а ТЭИ (1) в каждой «цепочке ТЭИ» и «цепочки ТЭИ» между собой расположены в линейном унифицированном функциональном элементе однородной функциональной структуры на расстоянии, равном расстоянию между пикселями изображения на экране и именуемом далее «шагом расположения элементов индикации (ТЭИ)», и указанный конструктивно оформленный элемент экранного модуля визуальной индикации обозначается далее как «типовой линейный элемент индикации» - ТЛЭИ (17);
- определенное количество отрезков ТЛЭИ (17) конструктивно скреплены между собой таким образом, чтобы на месте каждого пикселя изображения находился ТЭИ (1), и образуют НК (7) экранного модуля визуальной индикации.
«Типовой линейный элемент индикации» ТЛЭИ (17) может иметь различные конструктивные модификации в зависимости от наличия в ТЛЭИ (17) одной или нескольких параллельно расположенных «цепочек ТЭИ». Конструктивные модификации ТЛЭИ различаются также в зависимости от величины d - «шага расположения элементов индикации ТЭИ», который равен шагу расположения пикселей изображения на экране. Конструкция ТЛЭИ (17) должна обеспечивать сохранение шага расположения пикселей при конструктивной параллельной стыковке отрезков ТЛЭИ (17) для образования НК экранного модуля.
Другой вариант построения несущей конструкции НК (7) экранного модуля визуальной индикации представлен на фиг.10. Несущая конструкция НК (7) представляет собой сетку, образованную проводниками электропитания, в узлах которой находятся ТЭИ (1), а в каждом из ТЭИ (1) обеспечен электрический контакт между каждым из контактов контактной группы ТЭИ (1) и соответствующим проводником электропитания.
Вариант построения несущей конструкции НК (7) экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа представлен на фиг.11:
- несущая конструкция НК (7) для крепления ТЭИ состоит из ряда послойно расположенных параллельных токопроводящих поверхностей по числу контактов электропитания в ТЭИ (1), электрически изолированных друг от друга и выполняющих роль проводников электропитания, и в заранее определенных местах указанных токопроводящих поверхностей НК (7) для установки ТЭИ (1) расположены одинаковые по конструкции контактные гнезда, проходящие сквозь все параллельные токопроводящие поверхности и имеющие контактные площадки, количеством равные числу контактов электропитания в ТЭИ (1) и каждая из которых расположена в месте нахождения каждой из параллельных токопроводящих поверхности НК (7), причем каждая из контактных площадок электрически соединена соответственно со своей токопроводящей поверхностью;
- один или несколько контактов контактной группы ТЭИ (1) выполнены в виде конструктивного элемента, на котором закреплены все остальные составляющие части ТЭИ (1), причем указанный конструктивный элемент имеет удлиненную часть, конфигурация сечения которой подобна конфигурации сечения контактного гнезда, длина этой удлиненной части не меньше глубины контактного гнезда, и на эту удлиненную часть последовательно по ее длине выведены все контакты контактной группы ТЭИ (1) на расстоянии друг от друга, совпадающем с аналогичным расстоянием между контактными площадками в контактном гнезде;
- каждый из ТЭИ (1) установлен в заранее определенное контактное гнездо в НК (7) таким образом, что обеспечен электрический контакт между каждым из контактов контактной группы ТЭИ (1) и соответствующей контактной площадкой в контактном гнезде.
Еще один вариант построения несущей конструкции НК (7) экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа представлен на фиг.12:
- несущая конструкция НК (7) для крепления ТЭИ (1) состоит из ряда послойно расположенных параллельных токопроводящих поверхностей по числу контактов электропитания в ТЭИ (1), электрически изолированных друг от друга и выполняющих роль проводников электропитания, и для установки ТЭИ (1) в заранее определенных местах указанных токопроводящих поверхностей НК (7) расположены одинаковые отверстия, соосно проходящие сквозь все параллельные токопроводящие поверхности;
- один или несколько контактов контактной группы ТЭИ (1) выполнены в виде конструктивного элемента, на котором закреплены все остальные составляющие части ТЭИ (1), причем указанный конструктивный элемент имеет удлиненную часть с винтовой поверхностью по всей длине или по части ее длины, и на эту удлиненную часть последовательно по ее длине выведены все контакты контактной группы ТЭИ (1) на заранее определенном расстоянии друг от друга, и эта удлиненная часть выполнена в виде винта-самореза, т.е. заканчивается конусом (или пирамидой) или усеченным конусом (или усеченной пирамидой) с винтовой поверхностью по их длине, поперечный размер этой удлиненной части больше диаметра отверстий в НК (7) для установки ТЭИ (1), длина этой удлиненной части не меньше толщины пакета из ряда послойно расположенных параллельных токопроводящих поверхностей, образующих НК (7), и на эту удлиненную часть последовательно по ее длине выведены все контакты контактной группы ТЭИ (1) на расстоянии друг от друга, совпадающем с аналогичным расстоянием между послойно расположенными параллельными токопроводящими поверхностями в НК (7);
- каждый из ТЭИ (1) установлен в НК (7) в заранее определенное отверстие по резьбе таким образом, что обеспечен электрический контакт между каждым из контактов контактной группы ТЭИ (1) и соответствующей токопроводящей поверхностью в НК (7).
Еще один вариант построения несущей конструкции НК (7) экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа представлен на фиг.13, отличающийся тем, что
- первая к ТЭИ (1) токопроводящая поверхность НК (7) выполнена с возможностью отвода тепла от ТЭИ (1);
- конструктивный элемент ТЭИ (1), на котором закреплены составляющие части ТЭИ (1), выполнен с возможностью отвода тепла от указанных составляющих частей ТЭИ (1);
- каждый из ТЭИ (1) установлен в НК (7) с возможностью теплового контакта первой к ТЭИ (1) токопроводящей поверхности НК (7) и конструктивного элемента ТЭИ (1), на котором закреплены составляющие части ТЭИ (1).
Еще один вариант построения несущей конструкции НК (7) экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа представлен на фиг.14, отличающийся тем, что
- первая к ТЭИ (1) токопроводящая поверхность НК (7) выполнена с возможностью отвода тепла от ТЭИ (1) и имеет внутри себя каналы для прокачки теплоотводящей жидкости;
- конструктивный элемент ТЭИ (1), на котором закреплены составляющие части ТЭИ (1), выполнен с возможностью отвода тепла от указанных составляющих частей ТЭИ (1);
- каждый из ТЭИ (1) установлен в НК (7) с возможностью теплового контакта первой к ТЭИ (1) токопроводящей поверхности НК (7) и конструктивного элемента ТЭИ (1), на котором закреплены составляющие части ТЭИ (1).
4. Краткое описание чертежей.
фиг.1. Пример построения экранного модуля визуальной индикации с использованием «типового элемента индикации» (ТЭИ).
фиг.2. Вариант структуры программируемого узла адреса ПУА в «типовом элементе индикации» (ТЭИ).
фиг.3. Вариант структуры программируемого узла адреса ПУА в «типовом элементе индикации» (ТЭИ) с использованием бесконтактного датчика активации режима программирования (ДАП).
фиг.4. Пример структурной схемы устройства программирования, на котором осуществляется внесение в ТЭИ заранее определенной информации об адресе ТЭИ перед его монтажом в экранный модуль визуальной индикации.
фиг.5. Пример структурной схемы устройства программирования, на котором осуществляется внесение в ТЭИ заранее определенной информации об адресе ТЭИ после установки полного количества ТЭИ в экранный модуль визуальной индикации.
фиг.6. Пример структурной схемы «типового элемента индикации» (ТЭИ) в случае передачи в ТЭИ электропитания, управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране путем использования метода передачи информации по силовым линиям электропередач.
фиг.7. Пример структурной схемы «типового элемента индикации» (ТЭИ) в случае передачи в ТЭИ электропитания через контактную группу и передачи управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране путем использования метода бесконтактной передачи информации с помощью электромагнитных волн.
фиг.8. Пример структурной схемы «типового элемента индикации» (ТЭИ) в случае передачи в ТЭИ электропитания, управляющих сигналов и данных градации цвета пикселей на экране путем использования метода бесконтактной передачи электропитания и информации с помощью электромагнитных волн.
фиг.9. Пример построения несущей конструкции НК экранного модуля визуальной индикации с использованием «типового линейного элемента индикации» - ТЛЭИ.
фиг.10. Вариант построения несущей конструкции НК экранного модуля визуальной индикации в виде сетки.
фиг.11. Вариант построения несущей конструкции НК экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа с установленными в него контактными гнездами.
фиг.12. Вариант построения несущей конструкции НК экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа с отверстиями.
фиг.13. Вариант построения несущей конструкции НК экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа с теплоотводом.
фиг.14. Вариант построения несущей конструкции НК экранного модуля визуальной индикации с использованием многослойного плоского листа с каналами для прокачки теплоотводящей жидкости.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ЦИФРОВЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
1 - ТЭИ (типовой элемент индикации)
2 - ЯИ (ячейка индикации)
3 - СУЯЦ (средство управления яркостью и цветом)
4 - УРДЯ (узел распределения данных)
5 - УППС (узел приема электропитания и сигналов)
6 - ПУА (программируемый узел адреса)
7 - НК (несущая конструкция)
8 - ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство)
9 - ПРОГРАММАТОР
10 - ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР
11 - АДАПТЕР
12 - ДАП (датчик активации режима программирования)
13 - КОНТАКТНАЯ ГРУППА
14 - СВС (селектор выделения сигналов)
15 - УП (узел приемника)
16 - СВП (селектор выделения электропитания)
17 - ТЛЭИ (типовой линейный элемент индикации)
5. Осуществление изобретения
На базе «типового элемента индикации» (ТЭИ) могут быть построены экранные модули визуальной индикации различного назначения. В нижеприведенных примерах реализации экранных модулей визуальной индикации используются различные модификации «типового элемента индикации» (ТЭИ).
5.1. Информационное табло
В информационном табло, как пример, реализован экранный модуль визуальной индикации с матрицей пикселей формируемого изображения 8×512 и шагом между пикселями - d=2 см.
Требуемый размер поля изображения 16×1024 см.
В данном случае возможно использовать «типовой элемент индикации» ТЭИ (1), установленного в несущую конструкцию, оформленную как «типовой линейный элемент индикации» ТЛЭИ (17) согласно фиг.9.
Для построения информационного табло применена конструктивная модификация ТЛЭИ (17) с количеством «цепочек ТЭИ», равных 4, шагом расположения «элементов индикации» - d=2 см. В ТЭИ (1) программируемый узел адреса (ПУА) состоит из
- программируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ (8), хранящего информацию адреса данного ТЭИ (1) и соединенного с УРДЯ (4);
- программатора (9), соединенного с УРДЯ (4) и с ППЗУ (8);
- бесконтактного датчика магнитного поля для активации режима программирования ДАП (12), соединенного с программатором (9). Для построения экранного модуля визуальной индикации потребуется два параллельно расположенных отрезка ТЛЭИ (9) длиной 1024 см с указанными параметрами. После монтажа отрезков ТЛЭИ (9) к ним подключаются внешние проводники электропитания от устройства программирования согласно фиг.5.
Человек - монтажник последовательно подает на бесконтактные датчики активации режима программирования ДАП (12) разрешающий сигнал (с помощью источника магнитного поля (например, постоянного магнита) для каждого ТЭИ (1) и дает команду персональному компьютеру (10) устройства программирования на соответствующий выбор заранее определенной информации об адресе ТЭИ (1), в ППЗУ (8) которого должна быть произведена запись этой информации. После окончания процесса программирования адресов ТЭИ (1) экранный модуль визуальной индикации готов к эксплуатации.
5.2. Рекламный видеоэкран
Необходимо, как пример, реализовать рекламный видеоэкран на глухой дугообразной стене здания размером 30×40 метров, облицованной композитным материалом «Алюкобонд» с шагом между пикселями формируемого изображения - d=10 см. Декоративный композитный материал «Алюкобонд» состоит из двух алюминиевых листов толщиной 0,5 мм и электроизолирующего полимерного внутреннего слоя. В облицовке стены здания использован материал общей толщиной 4 мм. Для создания рекламного видеоэкрана использована модификация ТЭИ (1), представленная на фиг.12, имеющая на корпусе резьбовую часть в виде винта-самореза и контактную группу, состоящую из двух контактов. Все листы «Алюкобонд» на стене здания электрически соединяются между собой и подключаются к в внешнему устройству управления и блоку питания таким образом, чтобы на всех токопроводящих алюминиевых листах оказалось питающее напряжение требуемой полярности. В листах «Алюкобонд» сверлится ряд отверстий необходимого диаметра в виде матрицы с требуемым шагом между отверстиями - d=10 см. В эти отверстия вкручиваются ТЭИ (1), в которые перед монтажом предварительно записывается их индивидуальный адрес с помощью устройства программирования, представленного на фиг.4. Резьбовая часть ТЭИ (1) нарезает резьбу на стенках отверстия и при этом обеспечивается надежный электрический контакт каждого из контактов ТЭИ (1) со соответствующей токопроводящей поверхностью. После окончания процесса монтажа ТЭИ (1) экранный модуль визуальной индикации готов к эксплуатации.
5.3. Мобильный рекламный видеоэкран
Необходимо, как пример, реализовать мобильный рекламный видеоэкран размера 15×20 м с шагом между пикселями формируемого изображения d=10 см, пригодный для оперативной установки на стену здания во время проведения какого-либо торжества и последующего его быстрого демонтажа. Для построения такого рекламного видеоэкрана применена несущая конструкция НК (7) экранного модуля визуальной индикации в виде сетки фиг.10. После монтажа ТЭИ (1) в такую несущую конструкцию НК (7), который может быть осуществлен в заводских условиях, к проводникам электропитания, образующим НК (7), подключаются внешние проводники электропитания от устройства программирования согласно фиг.5.
Человек - монтажник последовательно подает на бесконтактные датчики активации режима программирования ДАП (12) разрешающий сигнал (с помощью источника магнитного поля (например, постоянного магнита) для каждого ТЭИ (1) и дает команду персональному компьютеру (10) устройства программирования на соответствующий выбор заранее определенной информации об адресе ТЭИ (1), в ППЗУ (8) которого должна быть произведена запись этой информации. После окончания процесса программирования адресов ТЭИ мобильный экранный модуль визуальной индикации готов к эксплуатации.
Такой экранный модуль визуальной индикации в свернутом транспортном положении занимает мало места и разворачивается до требуемого размера при его установке на стену здания.
5.4. Одежда с декоративной иллюминацией.
Необходимо, как пример, реализовать систему декоративной иллюминации, пригодную для украшения одежды, например женского платья. Ячейки индикации в такой системе декоративной иллюминации на одежде могут или излучать свет (например, светодиоды, лампочки и т.п.), или пропускать свет (например, жидкие кристаллы), открывая для обзора определенные участки тела.
Для построения такой системы декоративной иллюминации использована модификация ТЭИ (1) согласно фиг.8, в которой электропитание, управляющие сигналы и данные градации цвета пикселей поступают в ТЭИ путем использования метода бесконтактной передачи с помощью электромагнитных волн. ТЭИ (1), в которые перед монтажом предварительно записывается индивидуальный адрес с помощью устройства программирования, представленного на фиг.4, устанавливаются на необходимые места одежды. После окончания процесса монтажа ТЭИ (1) система декоративной иллюминации готова к эксплуатации. Оборудование, генерирующее электромагнитные волны, с помощью которых электропитание, управляющие сигналы и данные градации цвета пикселей поступают в ТЭИ, может размещаться отдельно от одежды, например в дамской сумочке.
5.4. Система световой сигнализации для мобильных аэродромов
Необходимо, как пример, реализовать систему световой сигнализации для мобильных аэродромов с возможность быстрого разворачивания этой системы при организации аэродрома и последующего ее быстрого демонтажа при изменении места дислокации.
Для построения такой системы световой сигнализации использована модификация ТЭИ (1) согласно фиг.7, в которой управляющие сигналы и данные градации цвета пикселей поступают в ТЭИ (1) путем использования метода бесконтактной передачи с помощью электромагнитных волн, а электропитание на ТЭИ (1) подается автономно. ТЭИ (1), в которые перед монтажом предварительно записывается индивидуальный адрес с помощью устройства программирования, представленного на фиг.4, устанавливаются на необходимые места на местности. При этом каждый ТЭИ (1) или группа ТЭИ имеют автономный источник питания, например аккумулятор. После окончания процесса размещения ТЭИ (1) на местности система световой сигнализации готова к эксплуатации.