ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 170
Скачиваний: 2
Индикатор с изменением цвета свечения может быть выполнен в виде призмы (или пирамиды), на грани ко торой нанесены слои с различным цветом свечения
(рис. 5.8,в) {13}.
Т а б л и ц а 5.8
Коммутация электродов электролюминесцентного индикатора и его цветовое состояние (рис. 5.8, д)
Цвет свечения электродов вида |
|
Коммутация электродов |
|
|
||||
круг |
КОЛЬЦО |
включен в |
включен в |
не вклю |
||||
группу А |
группу В |
чен |
||||||
Голубой |
Голубой |
1 |
4 |
2. |
3, |
4 |
|
|
Желтый |
Желтый |
1, з , |
|
2 |
|
___ |
||
Белый |
Белый |
• 1 , 2 |
|
3. |
4 |
_ |
4 |
|
Белый |
— |
1, |
2 |
|
3 |
|
|
|
— |
Белый |
1, |
2 |
|
4 |
|
|
3 |
Голубой |
Желтый |
1, |
4 |
|
2, |
3 |
— |
|
Желтый |
Голубой |
1, |
з |
|
1, |
4 |
— |
4 |
Голубой |
* |
1 |
|
|
3 |
|
2. |
|
Желтый |
* |
2 |
|
|
3 |
|
1. |
4 |
* |
Голубой |
1 |
|
|
4 |
|
2, |
3 |
* |
Желтый |
2 |
|
|
4 |
|
1, |
3 |
П р и м е ч а н и е : |
*—отмеченный |
сегмент имеет |
слабое |
свечение, |
вызываемое |
емкостной связью гребенчатых электродов.
Конструктивный метод изменения цвета свечения реализован в серии электролюминесцентных индикато ров растрового типа для табло мнемосхем [1'4]. Индика тор (рис. 5.8,г) представляет собой стеклянную пласти ну с прозрачным проводящим слоем двуокиси олова, выполненным в виде рисунка гребенчатой структуры. Электролюминофоры различных цветов свечения (на пример, ЭЛ-460 и ЭЛ-580) наносятся на гребенчатую структуру прозрачных электродов так, что каждый из них образует чересстрочный растр, точно совпадающий со структурой соответствующего гребенчатого электро да. Поверх двухцветной растровой структуры наносится выравнивающий отражающий слой диэлектрика и ме таллический электрод в виде сплошного поля или кон центрических фигур произвольной конфигурации. Све чение выбранной фигуры наблюдается в виде парал лельных полос того или иного цвета.
Электрическая схема индикатора представлена на рис. 5.8,5. Коммутация четырех электродов индикатора
15* |
227 |
позволяет высветить ряд различных по цвету и конфи гурации состояний. Индикатор возбуждается от источ ника синусоидального напряжения частотой 1200 Гц. Напряжение прикладывается между двумя группами А и В, в которые собраны электроды в соответствующем сочетании, обеспечивающем то или иное состояние ин дикатора. Цвет и форма светящегося знака индикатора с металлическими электродами в виде концентрических круга и кольца и соответствующая коммутация элек тродов сведены в табл. 5.8. Цветовой контраст изобра жения в индикаторе растрового типа, в котором исполь зованы электролюминофоры желтого и голубого цветов свечения составляет около 22 цветовых порогов. Исполь зование в системе комбинации электролюминофоров других типов позволяет реализовать цветовые контра сты, указанные в табл. 5.4. Рабочий режим индикато ра— режим поддерживания постоянной яркости путем изменения рабочего напряжения £/Эфф = 180ч-250 В. Та кие индикаторы обеспечивают в течение 1 0 0 0 ч суммар
ного времени работы габаритную яркость, достаточную для однозначного восприятия информации при внешней засветке в плоскости табло до 1 0 лк.
При использовании растровых индикаторов в табломнемосхемах форма светящегося знака определяет си стему, по которой выдается информация, а цвет свече ния индикатора — состояние этой системы. Индикаторы такого типа применяются в мнемосхемах для отобра жения состояния контролируемых узлов, систем или производственных процессов.
5.5. КОНТРАСТ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОМ ЗНАКОВОМ
ИНДИКАТОРЕ
Для восприятия визуальной информации с индика тора необходима некоторая разница в яркости между знаком и фоном, обеспечивающая контраст изобра жения
К —(В3ц—Вфои)/Вфоп, |
(5.5) |
где Вт — яркость знака; ВфОН— яркость фона. |
опреде |
Отношение минимальной разности яркости, |
ляющей порог различения объекта, к яркости фона при нято называть пороговым контрастом /(пор. Его величи не
На зависит от адаптации, размера знака, его формы и времени фиксации знака глазом [9 ].
Видимость (различимость) любого объекта
V = K/Kuop- |
(5.6) |
Зависимость порогового контраста |
серийного 8 -сег- |
ментного электролюминесцентного цифрового индикато ра заводского изготовления с высотой знака 40 мм от внешней освещенности при разных расстояниях наблю дения, приведенная на рис. 5.9, показывает, что поро
говый |
контраст |
возрастает |
|
|
|
|
|||
с |
увеличением |
расстояния |
|
|
|
|
|||
наблюдения |
и снижается с |
|
|
|
|
||||
увеличением |
освещенности. |
|
|
|
|
||||
Последнее |
обстоятельство |
|
|
|
|
||||
является одной |
из |
причин |
|
|
|
|
|||
сравнительно |
медленного |
|
|
|
|
||||
роста видимости при умень |
10 |
20 |
30 |
40 Г,лк |
|||||
шении |
внешней |
освещенно |
|||||||
сти индикатора. |
|
|
Рис. 5.9. Зависимость порого |
||||||
ка |
Условия |
видимости зна |
вого контраста от освещенно |
||||||
можно |
характеризовать |
сти (для цифры 8) при разных |
|||||||
непосредственно |
контрастом |
расстояниях |
наблюдения L. |
||||||
К. |
Яркость |
фона, а |
следо |
|
|
|
|
вательно и контраст, зависят от внешней засветки и за светки, вызываемой ореолом [15]. Если обозначить кон траст знака и фона при отсутствии ореолов через Кь а при отсутствии внешней засветки через К2, то общий контраст, получаемый при суммарном действии обоих этих факторов,
K=KiK2l(Ki + K2). |
(5.7) |
Оценим контраст К при внешней освещенности / для ЭЛК, закрытого тонким пленочным фильтром. Яркость ЭЛК Язн зависит не только от напряжения и частоты возбуждения, но и от коэффициента отражения подлож ки (защитного слоя). Пренебрегая рассеянием в тонкой пленке люминофора, яркость
5 3H =5(l+pi)(l -рг)2тл+ Лфош |
(5.8)- |
где В — яркость электролюминесцентного слоя при на блюдении с направления, перпендикулярного слою; pi — коэффициент отражения подложки или металличе ского электрода; рг— коэффициент зеркального отра жения на поверхностях стеклянной пластины; тл — ин
229
тегральное пропускание фильтра для люминесцентного излучения.
При диффузной внешней засветке яркость фона
£фон= (1/я) (р'А+ рг)/^ , |
(5.9) |
где p'i — коэффициент диффузного отражения |
ЭЛК |
(при тонком электролюминесцентном слое p ' i ~ p i ) ; Тз —
интегральное пропускание фильтра для внешней за светки (эта величина берется в квадрате, так как внеш ний свет проходит сквозь фильтр дважды). Тогда кон траст знака при отсутствии ореолов
К |
_ В (1 4~ Pi) (1 — Рг)2 |
(5.10; |
1 |
(1/я)(Р» + Ра)/ |
Tg |
Рассмотрим зависимость контраста Кг от ореолов |
||
при отсутствии |
внешней засветки. |
Ореол возникает |
из-за того, что не весь световой поток от знака сразу выходит наружу, а часть его отражается от наружной поверхности стеклянной пластины и попадает па поверх ность электролюминофора. Можно показать, что
■Кг— (Лзн—Лор)/В0р= [(1 +Pi)/pipop] 1, |
(5.11) |
где р0р — коэффициент, показывающий, какая часть све тового потока электролюминесценции отражается от пе редней грани стекла, образуя ореол.
Как показывает формула (5.10), увеличение контра ста Ki может быть достигнуто увеличением яркости лю минофора Вл, уменьшением внешней засветки / (что не всегда возможно), коэффициента отражения подложки pi или коэффициента отражения рг от поверхности стек ла и подбором светофильтра, имеющего большую вели-
Рис. 5.10. Зависимость различимости Опор цифры 8 от яркости све чения В цифры при разной освещенности индикатора. Расстояние наблюдения Z —12 м.
230
чину отношения тл/т23. Кро |
|
|
|
||||
ме того, увеличение контра |
|
|
|
||||
ста Ki может быть получено |
|
|
|
||||
рациональным |
выбором |
|
|
|
|||
спектрального состава излу |
|
|
|
||||
чения электролюминофора и |
|
|
|
||||
спектрального состава внеш |
|
|
|
||||
ней засветки. |
|
|
|
|
|
||
Увеличение яркости |
зна |
|
|
|
|||
ка и |
применение светофиль |
|
|
|
|||
тров не увеличивают ореоль- |
|
|
|
||||
ного |
контраста |
/С2 знака, |
ю го |
зо |
w i,лк |
||
так как ореол имеет тот |
же |
Рис. 5.11. Зависимость разли |
|||||
спектральный состав и |
его |
чимости 1>пор цифры 8 от осве |
|||||
яркость |
строго |
пропорцио |
щенности / цифры при разных |
||||
нальна яркости |
знака. Оре- |
расстояниях |
наблюдения Z |
||||
ольный контраст может быть |
(В = 20 кд/м2 |
(нт)). |
|||||
увеличен, |
например, |
при |
|
|
|
использовании в качестве основания ЭЛК нейтрального светофильтра, резко снижающего интенсивность много кратных отражений, а также уменьшением коэффициен та отражения подложки pi и коэффициента отражения от поверхности стекла р0 р. Увели
чение Ki и /Сг приводит к увели |
|
|
|
|
|
||||||
чению контраста К [см. |
(5.7)]. |
|
|
|
|
|
|||||
Приведенные на рис. 5.10— |
|
|
|
|
|
||||||
5.12 |
зависимости иллюстрируют |
|
|
|
|
|
|||||
характер |
изменения |
различимо |
|
|
|
|
|
||||
сти с изменением яркости |
знака |
|
|
|
|
|
|||||
Вза освещенности в плоскости ин |
|
|
|
|
|
||||||
дикатора |
I |
и расстояния наблю |
|
|
|
|
|
||||
дения Z для промышленных об |
|
|
|
|
|
||||||
разцов индикаторов, |
в которых не |
|
|
|
|
|
|||||
принято |
специальных |
мер |
для |
|
|
|
|
|
|||
увеличения |
контраста |
изображе |
Рис. |
5.12. |
Зависимость |
||||||
ния. |
Видно, |
что различимость ра |
различимости |
цПор |
циф |
||||||
стет с увеличением яркости свече |
ры 8 |
от расстояния |
на |
||||||||
блюдения |
Z |
(В = |
|||||||||
ния знака и снижается с увеличе |
= 20 |
кд/м2 |
|
(нт); |
/ = |
||||||
нием освещенности и расстояния |
|
=20 |
лк). |
|
|||||||
наблюдения. |
Наиболее |
критична |
|
(угловому раз |
|||||||
она |
к изменению расстояния наблюдения |
меру знака), менее чувствительна к освещенности инди катора. С увеличением яркости свечения знака до 20 нт наблюдается довольно интенсивней рост видимости, ко-
231
торьтй заметно уменьшается с дальнейшим увеличением яркости. Эти данные свидетельствуют о важности пра вильного выбора размеров знаков для обеспечения хо рошей видимости знаковой информации на индикатор ных устройствах.
Повышение контраста знаков может значительно улучшить их восприятие. Уменьшение коэффициента от ражения pi может в значительной степени увеличить контраст изображения. Расчетные кривые на рис. 5.13 показывают влияние коэффициента отражения ЭЛК на контраст знака. Расчет производился без учета ореолов
Рис. 5.13. Зависимость контра |
Рис. 5.14. Зависимость предель |
||
ста К от внешней освещенно |
ной внешней освещенности / от |
||
сти / прй различных коэффи |
коэффициента отражения пане |
||
циентах отражения панели |
pi |
ли pi при постоянном контрасте |
|
(5 = 30 кд/м2 (нт)). |
|
Ki и 5 = 30 нт. |
|
и влияния фильтра |
по |
|
формуле (5.10) (при р2 = 0 и |
тл/т2 з= 1). Кривые / |
(pi) |
при постоянном Ki (см. рис. 5.14) |
дают предельные значения освещенностей в зависимости от коэффициента отражения, при которых контраст не падает ниже заданной величины. Снижение зеркального отражения в знаковых индикаторах, уменьшающее ко эффициенты р2 и р0 р, кроме увеличения контраста К
[согласно формулам (5.11) и (5.10)], значительно умень шает блескость табло.
Из (5.10) следует, что контраст может быть увеличен правильным подбором светофильтра. Фильтр должен иметь максимум пропускания в области максимума из лучения люминофора. При подборе светофильтра следу ет стремиться к максимуму выражения
ъ / i = J В ( Я ) S U dX / { / ( Я ) Т 2т xd\, |
( 5 . 1 2 ) |
2 3 2