DE3808945A1 - Ansteuerverfahren fuer eine flache bildwiedergabevorrichtung - Google Patents

Ansteuerverfahren fuer eine flache bildwiedergabevorrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern einer flachen Bildwiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 36 22 259 ist eine derartige flache Bildwiedergabevorrichtung bekannt, bei der das aus einzelnen Zeilen bestehende Bild zeilenweise dargestellt wird. Um einen dynamischen Betrieb der aus einer periodischen Anordnung von oxydbeschichteten Heizdrähten bestehenden flächenhaften Kathoden zu erreichen, wird jeweils nur aus den zu einer darzustellenden Zeile gehörenden Heizdrähten ein Elektronenstrom entnommen. Weiterhin werden die Bildsignale zeilenweise gleichzeitig an die Segmente der Gegenelektrode angelegt, so daß ein dynamischer Betrieb auch längs der Heizdrähte vorhanden ist. Diese Wirkung wird deswegen erzielt, weil diese Steuerung der Helligkeit der Bildpunkte entsprechend den angelegten Bildsignalen direkt auf die Emission der Heizdrähte einwirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ansteuern einer flachen Bildwiedergabevorrichtung anzugeben, das unter Bewahrung des dynamischen Betriebs der flächenhaften Kathode keine gegenseitige Beeinflussung der erzeugten und von den Bildsignalen modulierten Elektronenstrahlen zeigt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 enthalten.
Die Erfindung wird nun anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch die flache Bildwiedergabevorrichtung;
Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der mit Leuchtstoff versehenen Frontscheibe der flachen Bildwiedergabevorrichtung;
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Segmente der Gegenelektrode und
Fig. 4 ein Diagramm der an den Segmenten zeitlich nacheinander anliegenden Bildsignale.
In Fig. 1 ist die flache Bildwiedergabevorrichtung in einem waagerechten Schnitt, d. h. längs einer anzuzeigenden Zeile, dargestellt. Die gläserne Frontscheibe 1 bildet mit der auf ihrer Rückseite angeordneten metallenen Wanne 2 ein geschlossenes Gehäuse, das evakuiert ist. Auf der Innenseite der Frontscheibe 1 ist Leuchtstoff 3 in Form von Punkten und Streifen vorhanden. Die Wanne 2 weist einen umlaufenden Flansch 4 auf, der unter Verwendung eines Glaslotes mit der Frontscheibe 1 vakuumdicht verbunden ist.
In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt II der Frontscheibe 1 dargestellt, um die Punkte oder Streifen des Leuchtstoffes 3 deutlicher zu zeigen. Der Leuchtstoff 3 auf der Innenseite der Frontscheibe 1 besteht aus zeilenweise angeordneten Punkten R, G, B aus Rot-, Blau- bzw. Grünleuchtstoff der üblichen Art. Der Leuchtstoff 3 kann auch in senkrecht zu den anzuzeigenden Zeilen verlaufenden Streifen R, G, B aus Rot-, Blau- bzw. Grünleuchtstoff der üblichen Art auf der Innenseite der Frontscheibe vorhanden sein. Die Punkte bzw. Streifen aus Leuchtstoff sind von einer Schwarzmatrix M umgeben.
Im Innern der flachen Bildwiedergabevorrichtung sind eine Steueranordnung bestehend aus einer Ablenkelektrode 5 und einer Zeilenauswahlelektrode 6, eine gelochte Zuganode 7 und eine flächenhafte Kathode aus einer periodischen Anordnung aus mit Oxid beschichteten Heizdrähten 8 und eine segmentierte Gegenelektrode 9 vorhanden. Die mechanischen Befestigungen und die elektrischen Anschlüsse dieser Teile sind der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt.
Die Ablenkelektrode 5 besteht aus parallel zueinander angeordneten elektrischen Leitern 10, die in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene verlaufen. Die von den Heizdrähten 8 emittierten und zu Elektronenstrahlen geformten Elektronen treten zwischen den Leitern 10 hindurch. Die Elektronenstrahlen werden in Abhängigkeit von der Größe und der Polarität der jeweils an zwei benachbarten Leitern 10 anliegenden Potentiale in jeder Zeile auf mehrere nebeneinanderliegende Leuchtstoffpunkte abgelenkt. Es kann beispielsweise eine sechsfache Ablenkung angewendet werden, d. h. die Elektronenstrahlen werden nacheinander auf sechs nebeneinanderliegenden Leuchtstoffpunkte gelenkt.
Die Zeilenauswahlelektrode 6 besteht aus parallel zueinander angeordneten Leitern 12, die in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene und parallel zu den anzuzeigenden Zeilen verlaufen. Jeder Leiter 12 weist Löcher auf, durch die die Elektronenstrahlen hindurchtreten können. Liegt an einem Leiter 12 ein negatives Potential an, so sperrt dieser Leiter den Durchtritt für die Elektronenstrahlen. Liegt dagegen ein positives Potential an, so können die Elektronenstrahlen diese Leiter passieren. Auf diese Weise können aus den von den Heizdrähten 8 emittierten und durch das an der gelochten Zuganode 7 anliegende positive Potential in Richtung auf den Leuchtstoff 3 beschleunigten Elektronen zeilenweise eine Auswahl getroffen werden.
Die Löcher in der Zuganode 7 sind in Form von Zeilen angeordnet, die parallel zu den anzuzeigenden Zeilen verlaufen.
Die Heizdrähte 8 der flächenhaften Kathode, die in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene verlaufen, liegen alle in einer Ebene, die parallel zur Gegenelektrode 9 verläuft. Die Heizdrähte 8 erstrecken sich gleichzeitig parallel zu den auf der Frontscheibe 1 anzuzeigenden Zeilen.
Die Gegenelektrode 9 besteht aus parallel zueinander verlaufenden Segmenten 9/1 bis 9/9, die sich senkrecht zu den Heizdrähten 8 erstrecken. Durch Anlegen eines negativen Potentials an die Segmente kann die Emission von Elektronen aus den Heizdrähten gesperrt und durch Anlegen eines positiven Potentials zugelassen werden. Durch zwischen diesen Potentialen liegende Werte können die erzeugten Elektronenstrahlen moduliert werden, um die Steuerung der Helligkeit der Leuchtstoffpunkte zu erreichen. Wenn an zwei nebeneinanderliegende Segmente gleichzeitig ein modulierendes Potential gelegt wird, dann hat sich gezeigt, daß eine gegenseitige Beeinflussung der Elektronenstrahlen stattfindet. D. h., die gewollte Modulation des einen Elektronenstrahls wirkt in nicht erwünschter Weise auch auf den benachbarten Elektronenstrahl.
Um diese gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden, wird so verfahren, daß an die beiden einem gerade mit einem modulierenden Potential beaufschlagten Segment benachbarten Segmente ein Sperrpotential gelegt wird. Danach wird ein modulierende Potential an das nächste danebenliegende Segment gelegt und die jetzt benachbarten Segmente erhalten das Sperrpotential. Anschließend wird ein modulierendes Potential wiederum an das nächste Segment gelegt und die nun benachbarten Segmente erhalten das Sperrpotential. Diese Weiterschaltung wird so lange fortgesetzt bis an allen Segmenten ein modulierendes Potential angelegen hat. Der Zyklus der Anschaltung der modulierenden Potentiale zur Darstellung der nächsten Zeile kann danach beginnen.
In Fig. 1 sind die aus der zyklischen Anschaltung der Segmente nacheinander entstehenden Elektronenstrahlen eingezeichnet. Bei der Darstellung eines Bildes durch gleichzeitiges Anzeigen einer gesamten Zeile werden die Segmente 9/1 bis 9/9 in nebeneinanderliegende Dreiergruppen eingeteilt. Im ersten Drittel der für die Anzeige einer Zeile zur Verfügung stehenden Zeitspanne wird an die jeweils ersten Segmente 9/1, 9/4 und 9/7 in jeder Dreiergruppe das modulierende Potential, d. h., das den zugehörigen Punkten R, G, B des Leuchtstoffs 3 entsprechende Bildsignal, angelegt. Die zweiten und dritten Segmente 9/2, 9/5 und 9/8 bzw. 9/3, 9/6 und 9/9 jeder Dreiergruppe liegen auf Sperrpotential. Die hierbei entstehenden Elektronenstrahlen 11 sind in der Fig. 1 schwarz dargestellt. Potentiale an der Ablenkelektrode 5 bewirken eine sechsfache Ablenkung der Elektronenstrahlen 11 auf sechs nebeneinanderliegende Punkte des Leuchtstoffs 3. In Fig. 1 sind die Elektronenstrahlen 11 gerade in ihrer Ablenkung auf den ersten der sechs Punkte dargestellt. Ihre Lage beim Auftreffen auf den letzten der sechs Punkte ist gestrichelt eingezeichnet.
Im zweiten Drittel der Zeitspanne werden an die jeweils zweiten Segmente 9/2, 9/5 und 9/8 in jeder Dreiergruppe die entsprechenden Bildsignale angelegt. Die ersten und dritten Segmente 9/1, 9/4 und 9/7 bzw. 9/3, 9/6 zund 9/9 liegen auf Sperrpotential. Die nun entstehenden Elektronenstrahlen 11′ sind in der Fig. 1 gestrichelt gezeichnet und in ihrer abgelenkten Lage auf den ersten und letzten der zugehörigen sechs Punkte des Leuchtstoffs 3 dargestellt.
Im letzten Drittel der Zeitspanne werden an die jeweils dritten Segmente 9/3, 9/6 und 9/9 in jeder Dreiergruppe die entsprechenden Bildsignale angelegt. Die ersten und zweiten Segmente 9/1, 9/4 und 9/7 bzw. 9/2, 9/5 und 9/8 liegen auf Sperrpotential. Die jetzt entstehenden Elektronenstrahlen 11′′ sind gepunktet gezeichnet und in ihren abgelenkten Lagen in Fig. 1 dargestellt.
Danach erfolgt durch die Zeilenauswahlelektrode 6 die Auswahl der nächsten anzuzeigenden Zeile und für diese Zeile läuft wieder der vorstehend beschriebene Vorgang ab. Nach dem Anzeigen der letzten Zeile erfolgt ein Bildwechsel und die Darstellung des nächsten Bildes beginnt.
In Fig. 3 ist schematisch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Ansteuerverfahrens dargestellt. Die Bildsignale liegen in Form der Farbsignale U R , U G , U B vor und diese werden in je ein analoges Schieberegister 13, 14, 15 mit Hilfe eines entsprechenden Taktes CLK zeilenweise gespeichert. Die Schieberegister weisen für jeden ihrer Speicherplätze einen Ausgang auf, so daß die gespeicherten Informationen parallel entnommen werden können. Weil die Elektronenstrahlen nacheinander auf sechs Punkte des Leuchtstoffes abgelenkt werden, ist an das jeweilige Segment nacheinander das Bildsignal in Form von sechs Farbsignale U R , U G , U B , U R , U G , U B zu legen. Hierzu sind zwischen die Ausgänge der Schieberegister 13, 14, 15 und den Segmenten 9/1 bis 9/9 Schalter 16′, 16′′, 16′′′ angeordnet, die jeweils nacheinander die entsprechenden Bildsignale und das Sperrpotential an die Segmente legen. Gesteuert werden die Schalter 16′, 16′′ und 16′′′ durch einen bis sechs und durch einen bis drei laufenden Zähler 17 bzw. 18. Der Zähler 17 wird vom Takt CLK gesteuert und der Zähler 18 erhält über eine Leitung vom Zähler 17 immer dann einen Impuls zum Weiterschalten, wenn dieser bis sechs gezählt hat.
Im dargestellten Beispiel weist die flache Bildwiedergabevorrichtung 54 Farbpunkte in einer Zeile auf, je 18 für jede der drei Farben. Das bedeutet, daß jedes Schieberegister 13, 14 und 15 auch achtzehn Speicherplätze aufweist. Da in jedem Drittel der Zeitspanne für eine darzustellende Zeile 18 Punkte des Leuchtstoffs 3 anzuregen sind, ergibt sich bei einer sechsfachen Ablenkung der Elektronenstrahlen, daß drei Segmente gleichzeitig angesteuert werden müssen. Hierzu werden drei Schalter 16′ bzw. 16′′ bzw. 16′′′ benötigt. Daraus folgt, daß insgesamt 9 Schalter vorhanden sind, von denen jeweils drei gleichzeitgi aktiviert werden.
Der Ausgang A des immer von 1 bis 6 zählenden Zählers 17 ist mit allen Schaltern 16′, 16′′, 16′′′ verbunden. Die vom Zähler 17 abgegebenen Impulse steuern die Schalter in ihre erste bis sechste Stellung. In diesen Stellungen werden nacheinander die sechs Eingänge der Schalter mit ihrem jeweiligen Ausgang verbunden.
Der immer von eins bis drei zählende Zähler 18 weist drei Ausgänge 1., 2. und 3. auf. Der Ausgang 1. ist mit den Schaltern 16′, der Ausgang 2. ist mit den Schaltern 16′′ und der Ausgang 3. ist mit den Schaltern 16′′′ verbunden. Der Ausgang 1. führt im ersten Drittel der Zeitspanne für eine anzuzeigende Zeile ein Signal, das nur die Schalter 16′ aktiviert, so daß nur Bildsignale auf die Segmente 9/1, 9/4 und 9/7 gelangen. Die anderen Ausgänge 2. und 3. führen kein Signal, so daß die Schalter 16′′ und 16′′′ nicht aktiviert sind. In diesem Zustand legen diese Schalter 16′′ und 16′′′ das vom Anschluß 19 kommende Sperrpotentiial U sperr an die mit ihren Ausgängen verbundenen Segmente 9/2, 9/5 und 9/8 bzw. 9/3, 9/6 und 9/9.
Im zweiten Drittel der Zeitspanne führt der Ausgang 2. ein Signal und die Ausgänge 1. und 3. nicht. Jetzt werden die Schalter 16′′ aktiviert und diese verbinden die Segmente 9/2, 9/5 und 9/8 nacheinander mit den entsprechenden Ausgängen der Schieberegister 13, 14, 15. Die Schalter 16′ und 16′′′ legen das Sperrpotential U sperr an die Segmente 9/1, 9/4 und 9/7 bzw. 9/3, 9/6 und 9/9.
Im letzten Drittel der Zeitspanne führt der Ausgang 3. ein Signal und die Ausgänge 1. und 2. nicht. Jetzt werden die Schalter 16′′′ aktiviert und diese verbinden die Segmente 9/3, 9/6 und 9/9 nacheinander mit den entsprechenden Ausgängen der Schieberegister 13, 14, 15. Die Schalter 16′ und 16′′ legen das Sperrpotential U sperr an die Segmente 9/1, und 9/4 und 9/7 bzw. 9/2, 9/5 und 9/8.
Danach beginnt der Zyklus zur Anzeige der nächsten darzustellenden Zeile, indem die Zeilenauswahlelektrode 6 entsprechend angesteuert wird und danach die Bildsignale wie beschrieben an die Segmente 9/1 bis 9/9 gelegt werden.
In den Fig. 4a bis 4c ist der zeitliche Verlauf der an den Segmenten 9/1 bis 9/9 anliegenden Bildsignale für eine anzuzeigende Zeile dargestellt.
Fig. 4a zeigt die im ersten Drittel der Zeitspanne T für eine Zeile gleichzeitig an den Segmenten 9/1 , 9/4 und 9/7 anliegenden Bildsignale U R, G, B und das im zweiten und dritten Drittel anliegende Sperrpotential U sperr .
Fig. 4b zeigt die im zweiten Drittel der Zeitspanne T für eine Zeile gleichzeitig an den Segmenten 9/2, 9/5 und 9/8 anliegenden Bildsignale U R, G, B und das im ersten und dritten Drittel anliegende Sperrpotential U sperr .
Fig. 4c zeigt die im dritten Drittel der Zeitspanne T für eine Zeile gleichzeitig an den Segmenten 9/3, 9/6 und 9/9 anliegenden Bildsignale U R, G, B und das im ersten und zweiten Drittel anliegende Sperrpotential U sperr .
Es ist deutlich die zeitlich nacheinander erfolgende Ansteuerung der Segmente zu erkennen. Nach Ablauf der Zeitspanne T wurden alle Punkte des Leuchtstoffs 3 in einer Zeile einmal von den Elektronenstrahlen 11, 11, bzw. 11′′ angeregt, so daß eine Zeile vollständig dargestellt wurde.
Wenn die Anzahl der Leuchtstoffpunkte in den Zeilen sich nicht durch sechs - bei einer angenommenen sechsfachen Ablenkung der Elektronenstrahlen in der Zeile - ohne Rest teilen läßt, so ist ein weiterer Zähler 20 vorzusehen. Der Zähler 20 erhält den Takt CLK und zählt bis zur Anzahl der Leuchtstoffpunkte in den Zeilen. Ist diese Zahl erreicht, so gibt er einen Rücksetzimpuls an die Zähler 17 und 18. Die Zähler 17 und 18 brechen dadurch ihren Zählmodus ab und beginnen wieder bei 1 am Beginn der nächsten anzuzeigenden Zeile.

Claims (3)

1. Verfahren zum Ansteuern einer flachen, im Innenraum Vakuum aufweisenden Bildwiedergabevorrichtung mit einer mit Leuchtstoff versehenen Frontscheibe und einer Wanne als Rückseite, in der vor einer segmentierten Gegenelektrode eine flächenhafte Kathode und vor dieser eine Zuganode sowie zwischen dieser und der Frontscheibe eine Steueranordnung aus zwei Elektroden vorhanden sind, wobei an die Segmente der Gegenelektrode jeweils zeilenweise die Bildsignale und an die der Zuganode benachbarten Elektrode Potentiale zur Zeilenauswahl gelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zeile zeitlich nacheinander jeweils an jedes dritte Segment (9) die Bildsignale U R, G, B ) gelegt werden und die jeweils anderen Segmente Sperrpotential U sperr ) erhalten und daß an die dem Leuchtstoff (3) benachbarten Elektrode (5) Potentiale zur Elektronenstrahlablenkung gelegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale zeilenweise in einem analogen Schieberegister (13, 14, 15) gespeichert und anschließend parallel an die Segmente (9) gegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schieberegistern und den Segmenten Schalter (16) vorhanden sind, die entsprechend der Ablenkung der Elektronenstrahlen nacheinander die Ausgänge der Schieberegister mit den Segmenten verbinden.
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