DE2849749C2 - Verfahren zum spalten- und/oder zeilenweisen Abtasten bzw. Adressieren von flächenhaft ausgebildeten elektrooptischen Wandlern - Google Patents
Verfahren zum spalten- und/oder zeilenweisen Abtasten bzw. Adressieren von flächenhaft ausgebildeten elektrooptischen WandlernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektrooptische Wandler werden in mannigfacher Ausführung für die Bildverarbeitung eingesetzt. So dienen
Signalplatten, enthaltend eine mit einer Halbleiterschicht überzogene Oberfläche, zur Verwendung in
Fernsehaufnahmeröhren und Lichtventiimatrixanordnungen für Projektionsabbildungen, indem über eine
geeignete Koordinatenansteuerung durch elektrische Adressensignale Flächenbereiche mehr oder weniger
abgedunkelt bzw. aufgehellt werden, so daß z. B. hierüber geleitete Lichtstrahlen eine entsprechende Abbildung
auf einem Projektionsschirm hervorrufen. Aber auch Flachbildschirme dienen als elektrooptische
Wandler, die zur Anzeige von z. B. graphischen Darstellungen sowie Symbolen und Zeichen betrieben werden
können. Bei allen diesen Ausführungsformen von elektrooptischen Wandlern ist es von besonderer Wichtigkeit,
daß die beaufschlagten Oberflächen homogen ausgebildet sind und keine Defekte aufweisen. Bei Signalplatten
bedeutet das, daß z. B. die einzelnen Empfängerelemente, insbesondere zur Darstellung von Grauwerten,
über dem gesamten Oberflächenbereich ein gleichförmiges
Verhalten bzw. die gleiche Charakteristik zeigen, um überhaupt eine zuverlässige Verwendung gewährleisten
zu können. Das bedeutet dann aber, daß bei der Herstellung ein besonderer Aufwand getrieben
werden muß, um völlig fehlerfreie Signalplatten zu erhalten.
Auch bei Flachbildschirmen als elektrooptische Wandler, die z. B. in Form von Gasentladungsvorrichtungen
vorliegen können, sind mannigfache Fehlerquellen möglich.
Bei dieser Sachlage ist es nun äußerst hinderlich, wenn schon wenige defekte Oberflächenbereiche eines
elektrooptischen Wandlers der eingangs genannten Art genügen, den betreffenden elektrooptischen Wandler
als Ausschuß klassifizieren zu müssen, was zu en .sprechender
Verringerung der Hersiellungsausbeute führt. Eine Erhöhung der Herstellungsausbeute läßt sich nur
durch Anwenden von Prozessen entsprechend höheren Aufwandes herbeiführen, wodurch dann hinwiederum
das Fertigprodukt entsprechend verteuert wird.
Um hier Abhilfe zu schaffen, werden gemäß einer dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zugrundeliegenden
Veröffentlichung in »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 16, Heft 12 vom Mai 1974 auf den Seiten
3999 und 4000 bei Anwenden eines linearen Bildaufnahmeverfahrens mittels Diodenzeilen als elektrooptische
Wandler statt — wie bisher üblich — nur einer einzigen
Diodenzeile bis zu drei parallel zueinander liegende Diodenzeilen vorgesehen. Das bedeutet daß dann pro
Bildpunktstelle infolge des hierbei ausgenutzten räumlichen Redundanzprinzips mehrere Diodenstellen erregt
werden. Fehlerhafte Diodenstellen können sich dabei entsprechend gering« auswirken als sonst da die
Wahrscheinlichkeit für den gleichzeitigen Ausfall aller einer Bildpunktstelle zugeordneter Diodenstellen als
stark herabgesetzt angesehen werden kann.
Die Ausnützung dieses räumlichen Redundanzprinzips bringt natürlich auch Nachteile mit sich. Gravierend
ist nämlich der erhöhte Platzbedarf für jede Bildpunktstelle des elektrooptischen Wandlers, so daß dessen
Abmessungen entsprechend vergrößert werden müssen unter gleichzeitiger Verringerung der maximal
hiermit zu erreichenden Bildauflösung. Ganz abgesehen davon können sich Fehler ohne weiteres auch über
mehr als eine Diodenstelle erstreckea
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Anwenden
des Redundanzprinzips einen elektrooptischen Wandler so zu betreiben, daß dessen maximale Bildauflösung
nicht beeinträchtigt wird und seine Abmessungen verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Wenn also bei einem elektrooptischen Wandler einzelne Flächenbereiche eine vom Rest stark abweichende
Empfindlichkeit bzw. unterschiedliche und fehlerhafte Eigenschaften aufweisen, wird der elektrooptische
Wandler, damit sich diese Fehler nicht durch störende he'le oder dunkle Flecken bemerkbar machen, unter
Zugrundelegen eines zeitlichen Redundanzprinzips z. B. fünfundzwanzigmal pro Sekunde relativ zur Objektebene
bzw. bezüglich des Projektionsschirms unter entsprechender Adressenänderung verschoben, und zwar
um z. B. eine Zeile und/oder eine Spalte, so daß dabei die Fehlerstelle gewissermaßen auf eine größere Fläche
verschmiert wird. Hierzu wird jeweils synchron die Adresse jedes abgetasteten bzw. adressierten Bildelements
herauf- oder herabgesetzt, so daß ein stehendes Bild aufgebaut wird, bei dem der Einfluß einer fehlerhaften
Bildpunktstelle derart stark reduziert ist — im genannten Beispiel also auf '/35 —■ so daß praktisch keine
Wirkung mehr zu verzeichnen ist. Gleiches gilt in entsprechender Abwandlung natürlich auch für koordinatenadressierte
Flachbildschirme.
Bei Anwendung der Erfindung lassen sich bisher als unbrauchbar verworfene elektrooptische Bildwandler
noch für zuverlässige Betriebsweise einsetzen, so daß
sich dank der Erfindung eine bessere Ausnutzung entsprechender Herstellungskapazitäten ergibt.
Bei Signalplatten erfolgt eine vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung mit Hilfe von piezoelektrischen, clckirostriktivcn und magnetostriktiven Bauelementen,
da die erforderlichen Wegämierungen sehr klein sind (etwa 5 μηι) und außerdem die Verschiebungszeiten (etwa
10 ms) technisch leicht zu verwirklichen sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in vorteilhafter
Weise mit Hilfe eines elektrooptischen Wandlers durchführen, dessen tafelförmige Ausführungsform in
einem rirohlrahmen verschiebbar gelagert ist Hierbei ist
gemäß der Erfindung zusätzlich der Hohlrahmen so ausgestaltet, daß er die Aufnahme sowohl der Bauelemente
bzw. -einheiten zum Verschieben des elektrooptischen Wandlers als auch seiner Rückführelemente, vorzugsweise
Blattfedern, gestattet Mit einer derartigen kompakten Baueinheit lassen sich dann leicht die verschiedenen
Anwendungsmöglichkeiten realisieren.
Im übrigen kann bei Anwendung des elektrooptischen Wandlers gemäß der Erfindung als Signalplatte
oder Lichtventilmatrix auch der Lichtstrahl bewegt werden, wobei dann der elektrooptische Wandler in seiner
Lage festmontiert ist Die Lichtstrahlen lassen sich dabei entweder durch Verschieben oder Verkippen des
Objektivs oder mittels Schwenkspiegel über die Signalplatte führen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im einzelnen den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anschließend an Hand einer Ausführungsbeispielsbeschreibung
mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schema für die Strahlführung beim Verfahren gemäß der Erfindung,
Fig.2a—2e verschiedene Lageansichten eines ausleuchtenden
Strahls bezüglich einer Defektstelle auf dem elektrooptischen Wandler,
F i g. 3 eine Draufsicht auf einen elektrooptischen Wandler mit angedeuteten Steuerungs- und Betätigungseinheiten,
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer kompakten elektrooptischen Baueinheit.
Die in F i g. 1 gezeigte Strahlführung gilt für ein Verfahren, bei dem eine Objektebene 2 mittels einer durch
die gezeigten Hauptebenen angedeuteten Linsenanordnung (Objektiv) 7 auf einer Signalplatte 1 abgebildet
wird. Auf die Objektebene 2 einfallende Lichtstrahlen 9 werden dort reflektiert, so daß Strahlen 8 über das Objektiv
7 auf die verschiedenen Stellen der Signaiplatte 1 gelenkt werden, wenn entweder die Signalplatte 1 relativ
zur Objektebene 2 verschoben wird, das Objektiv 7 verschoben bzw. verschwenkt wird oder die Strahlen 8
mittels Schwenkspiegel auf die Signalplatte 1 gelenkt werden. Während bf i Anwenden der Erfindung auf eine
Lichtventilmatrix grundsätzlich das gleiche Schema gilt, ist bei Anwendung auf einen Flachbildschirm davon auszugehen,
daß mittels der Koordinatenadressierung die verschiedensten Bildelemente auf der Büdschirmoberfläche
zum Aufleuchten gebracht werden.
Für alle diese Anwendungszwecke läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Lageübersichten
in F i g. 2 als dynamisches Fehlerkorrekturverfahren am besten erläutern.
Hier ist ein als Signalplatte oder Lichtventilmatrix dienender elektroopti.icher Wandler 1 jeweils in einem
Bereich 12 ausgeleuchtet. Der elektrooptische Wandler 1 cnlhiilt ein defektes Bildelement 11. Aus dem ausgeleuchteten
Bereich 12 wird zur Erläuterung der Erfindung eine Bildpunktstelle 13 herausgegriffen. Bei Verwendung
als Signalplatte soll der elektrooptische Wandler 1 pro Sekunde 25mal komplett ausgelesen
werden, und zwar Bildpunktstelle für Bildpunktstelle. Das Auslesen erfolgt dabei je nach Bauart durch sequentielles
Adressieren aller Bildpunktstellen auf elektronischem Weg, z. B. durch Elektronenstrahl. Bei Ausbildung
als Flachbildschirm werden aufeinanderfolgend zur Lichtabgabe die jeweils vorbestimmten Koordinatenkreuzungsstellen
erregt, wobei natürlich hierbei kein Ausleuchtungsbereich vorliegt, sondern lediglich durch
entsprechende Adressierung das Bildelement 11 zur Abstrahlung
erregt wird
In allen Fällen wird durch Verschieben des elektrooptischen
Wandlers 1, um eine Spalte und/oder eine Zeile, erreicht daß anstelle von nur einem Bildelement pro
Bildpunktstelle, welches unter Umständen fehlerhaft sein kann, pro Bildpunktstelle eine Mehrzahl von Bildelementen
erregt wird. Das vorliegende Beispiel ist der
Übersichtlichkeit und der Einfachheit /v.lber nur auf die
Verschiebung um eine Spalte und/oder e:ne Zeile gerichtet
Da die Bildelemente äußerst klein sind, lassen sich zumindest bei Verwendung als Signalplatten und Lichtventilmaifixanordnungen
auch Verschiebungen um mehrere Spalten und Zeilen anwenden, ohne daß eine unzulässige Vergrößerung der Abmessungen der Gesamtanordnung
vorzusehen ist. Bei Anwendung auf größeren Gasentladungsbildschirmen jedocii läßt sich die
Verschiebung nur auf zwei Spalten und zwei Zeilen begrenzen.
Im einzelnen geht die Betriebsweise aus den Darstellungen
nach F i g. 2 wie folgt hervor: In F i g. 2a fällt eine Bildpunktstelle 13 mit einem fehlerhaften Bildelement
11 zusammen. Durch Relativverschiebung des elektrooptischen
Wandlers 1 zur Bildpunktstelle 13 (Fig.2b) um eine Spalte wird der Strahlengang freigegeben In
F i g. 2c liegt eine Relativverschiebung um eine Spalte und eine Zeile vor, so daß auch hier wiederum der
Strahlengang freigegeben wird. In F i g. 2d ist die Relativverschiebung um eine Zeile angedeutet, um so ebenfalls
eine Strahlfreigabe zu gestatten. In Fig.2e fällt aber wiederum die Bildpunktstelle 13 mit dem fehlerhaften
Bildelement 11 zusammen, so daß infolgedessen keinerlei
Wirkung zu verzeichnen ist.
Beim jeweiligen Auslesen der Bildelemente 11 müssen natürlich jeweils auch die abgelesenen Adressen
elektronisch um eine Spalte und/oder Zeile entsprechend umgesetzt werden, so daß sich bei der späteren
Bildsynthese die Teilbilder verschiedener Bilddurchläufe wieder decken und sich so ein stehendes Bild ergibt.
Es läßt sich also sagen, da3 für jeden Bilddurchlauf der elektrc'piische Wandler 1 relativ zum Bild um ganze
Vielfache von Spalten- oder Zeilenabstände verschoben wird, so daß bei jedem Bilddurchlauf ein anderes Bildelement
für jede Bildpunktstelle wirksam ist. Entsprechendes gilt natürlich auch für die Anwendung bei einem
Flachbildschirm.
Während im Ausführungsbeispiel nach Fig.2a—2e nur eine Bildelementmatrix von 2 · 2 gezeigt ist, läßt sich — wie gesagt — auch eine Bildelementma.trix von 5 · 5 realisieren, die bereits so wirksam ist, daß bei einer im Extremfall 100% der Helligkeitsskala betragenden Ausleuchtung der Eir'luß eines defekten Bildelements
Während im Ausführungsbeispiel nach Fig.2a—2e nur eine Bildelementmatrix von 2 · 2 gezeigt ist, läßt sich — wie gesagt — auch eine Bildelementma.trix von 5 · 5 realisieren, die bereits so wirksam ist, daß bei einer im Extremfall 100% der Helligkeitsskala betragenden Ausleuchtung der Eir'luß eines defekten Bildelements
6J auf 100 : 25 = 4% begrenzt wird. Die abweichende Helligkeit
eines Bildelements wird also hiermit auf eine 25mal größere Fläche verschmiert, so daß der hierdurch
bedingte Fehler praktisch zu vernachlässigen ist.
Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus Fig.6 hervor.
Hier ist der elektrooplische Wandler 1 in einem Hohlrahmen
5 in beiden Koordinatenrichtungen verschiebbar angeordnet. Fest mit dem Hohlrahmen 5 verbunden
und hierin angeordnet sind piezoelektrische, magnetostriktive oder elektrostriktive, hier nur schematisch angedeutete
Bauelemente 4, die auf benachbarte Seiten des elektrooptischen Wandlers 1 so einwirken, daß eine
Verschiebung in beiden Koordinatenrichtungen möglieh ist. An den diesen Bauelementen 4 gegenüberliegenden
Seiten des elektrooptischen Wandlers 1 sind Blattfedern 6 angeordnet, die einerseits eine feste Lagerung
des elektrooptischen Wandlers 1 im Hohlrahmen 5 gewährleisten und andererseits eine solche Federkraft be- is
sitzen, daß einerseits sich der elektrooptische Wandler 1 _..f__..„ J J»_ M/:,!,..„„ A=r D«ii*lam..i. Λ »lino iuaiuroc
verschieben läßt, andererseits jedoch bei Nichtaktivierung der Bauelemente 4 eine Rückstellung des elektrooptischen
Wandlers 1 stattfinden kann. Statt der gezeigten Blattfedern 6 lassen sich auch andere bekannte Federungsmaßnahmen
anwenden.
Weiterhin ist eine Steuerungseinheit 14 vorgesehen, die einerseits die Betätigung piezoelektrischer, magnetostriktiver
oder elektrostriktiver Bauelemente 4 auszulösen vermag, andererseits jedoch auf einen in der
Steuerungseinheit 14 enthaltenen Adreßdecoder einwirkt,
so daß das Auslesen der als elektrooptischer Wandler 1 dienenden Signalplatte synchron mit deren
Verschiebung erfolgt. Mit anderen Worten: Es kann also beim Auslesen im Bereich einer Fehlerstelle auf der
Signalplatte 1 durch deren synchrones Verschieben mit der Ausleseadresse eine einwandfreie Bildwiedergabe
gewährleistet werden.
Eine Kompaktausführung des zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung als Lichtventilmatrix
oder als Signalplatte verwendbaren elektrooptischen Wandlers 1 ist in F i g. 4 gezeigt. Die Darstellung nach
F i g. 3 läßt sich dabei als entsprechende Draufsicht. Der Holzrahmen 5 umfaßt den hierin gleitbar geführten
elektrooptischen Wandler 1. Der Hohlrahmen 5 nimmt außerdem die Blattfedern 6 und Bauelemente 4 auf. Zusätzlich
sind Anschlußleitungen 16 an die piezoelektrischen bzw. elektrostriktiven Bauelemente 4 vorgesehen,
um deren Erregung von der Steuerungseinheit 14 aus vornehmen zu können.
Eine zweckgemäß abgewandelte Hohlrahmenausführung läßt sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens auf Oasentladungsbildschirme benutzen, wobei dann allerdings zur Verschiebung des Bildschirms so
1 gegenüber dem Hohlrahmen 5 elektromechanische, hydraulische oder pneumatische Bauelemente hierin angeordnet
sind
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Lichtventilmatrixanordnungen 1 oder Signalplatten
1 für Femsehaufnahmeröhren sind die erforderlichen Wege mit etwa 5 μιτι pro Bildelement sehr klein, so daß
hierdurch die Rahmenabmessungen im wesentlichen nicht beeinflußt werden. Bei Anwendung auf Gasentladungsbildschirme
ergeben sich Verschiebewege in der Größenordnung von 0.1 mm und weniger, so daß auch
hier die erforderlichen Rahmenabmessungen keine zu großen Ausmaße annehmen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum spalten- und/oder zeilenweisen Abtasten bzw. Adressieren von flächenhaft ausgebildeten
elektrooptischen Wandlern, wie Signalplatte, Lichtventilmatrix einerseits und Bildschirm andererseits,
mit matrixförmig angeordneten und jeweils mindestens zwei Bildelemente aufweisenden Bildpunktstellen
des zu empfangenden bzw. wiederzugebenden Bildes, indem mehr als eines von zueinander
benachbarten Bildelementen des elektrooptischen Wandlers erregt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß synchron mit der spalten- und/ oder zeilenweisen Abtastung oder Adressierung der
einzelnen Bildelemente des elektrooptischen Wandlers (1) eine entsprechende spalten- und/oder zeilenweise
Verschiebung um im wesentlichen ein Bildelerneni
entweder relativ zwischen elektrooptischen! Wandler (1) und Objektebene (2) bzw. Objektiv (7)
oder der Adressierung der jeweiligen Bildelemente vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verschiebung eines elektrooptischen Wandlers (1) entsprechend erregbare piezoelektrische,
magnetostriktive oder elektrostriktive Bauelemente (4) dienen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -ur Adressenverschiebung bei einem
als Bildschirm ausgebildeten elektrooptischen Wandler (1) hydraulische, pneumatische oder elektromechanische
Bauelemente dienen.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19782849749 DE2849749C2 (de) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | Verfahren zum spalten- und/oder zeilenweisen Abtasten bzw. Adressieren von flächenhaft ausgebildeten elektrooptischen Wandlern |
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DE19782849749 DE2849749C2 (de) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | Verfahren zum spalten- und/oder zeilenweisen Abtasten bzw. Adressieren von flächenhaft ausgebildeten elektrooptischen Wandlern |
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DE2849749A1 DE2849749A1 (de) | 1980-05-29 |
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ID=6054843
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19782849749 Expired DE2849749C2 (de) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | Verfahren zum spalten- und/oder zeilenweisen Abtasten bzw. Adressieren von flächenhaft ausgebildeten elektrooptischen Wandlern |
Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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JPS59174085A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-02 | Toshiba Corp | カラ−固体撮像装置 |
JPS6018958A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-31 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JPH063374Y2 (ja) * | 1986-12-25 | 1994-01-26 | 株式会社コパル | 電歪素子を駆動源とするレンズシヤツタ機構 |
-
1978
- 1978-11-16 DE DE19782849749 patent/DE2849749C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2849749A1 (de) | 1980-05-29 |
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