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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines
monochromen Flachbildschirms gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 (
US
5 189 406 A ).
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Bei
heute bekannten Flachbildschirmen bestehen die Bildpunkte regelmäßig aus
drei Teilbildpunkten, welche separat aktiviert werden können. Aufgrund
der Aktivierung geben die Teilbildpunkte entweder mehr oder weniger
farbloses Licht ab oder lassen mehr oder weniger farbloses Licht
durch. Zur Erzeugung eines farbigen Bildes ist den Teilbildpunkten
jeweils entweder ein rotes, blaues oder grünes Licht durchlässiges Farbfilter
zugeordnet.
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Zur
Ansteuerung des Flachbildschirms wird das Rot-Signal, das Grün-Signal
und das Blau-Signal eines analogen Videosignals jeweils auf einen
Analog-Digital-Wandler gegeben, welche regelmäßig jeweils ein acht Bit breites
Digitalsignal abgeben. Die den Farbbestandteilen Rot, Grün und Blau
entsprechenden Digitalsignale werden dann auf einen Bildprozessor
gegeben, mittels welchem beispielsweise eine so genannte Gammakorrektur,
eine Interpolation oder ein Scaling durchgeführt wird. Nach der Bearbeitung
der Farbsignale im Bildprozessor werden die Signale dem Flachbildschirm
zur Ansteuerung der Teilbildpunkte zugeführt.
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Es
ist bekannt, den beschriebenen Bildschirm auch als monochromen Bildschirm
zu verwenden. Hierbei werden die Farbfilter weggelassen, so dass
eine farbliche Unterscheidung der drei Teilbildpunkte nicht mehr
gegeben ist. Zur Ansteuerung der drei Teilbildpunkte werden die
Eingänge
der A/D-Wandler parallel geschaltet, so dass die drei Teilbildpunkte
parallel aktiviert werden.
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Nachteilig
bei der bekannten Ansteuerung der monochromen Bildschirme ist, dass
die Graustufenauflösung
wegen des acht Bit breiten Digitalsignals auf 256 Graustufen begrenzt
ist. Will man eine höhere
Auflösung
haben, wie dies insbesondere in der Medizintechnik verlangt wird,
muss man auf analoge Bildschirme ausweichen. Dies bedeutet jedoch, dass
man entweder auf eine digitale Videosignalverarbeitung verzichten
und eine analoge Videosignalverarbeitung verwenden muss oder dass
man eine aufwendige digitale zehn Bit Videosignalverarbeitung verwendet
mit anschließender
Digital-Analog-Wandlung
des Videosignals zur Darstellung auf einem analogen Bildschirm.
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Eine
Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus
der
US 5 189 406 A bekannt.
Dort sind Maßnahmen
vorgesehen, welche die zur Erzeugung einer vorgegebenen Grauskala benötigte Adressierungszeit
vermindern.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung
derart auszubilden, dass die Graustufenauflösung eines monochromen Flachbildschirms
erhöht
ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 angegebenen Maßnahmen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines monochromen Flachbildschirms,
welcher pro Bildpunkt wenigstens zwei Teilbildpunkte hat, welche
jeweils von einem digitalen, mehrere Bit breiten Signal aktiviert
werden, wobei jedes Digitalsignal jeweils mittels eines Analog-Digital-Wandlers
aus einem analogen Videosignal gebildet wird und auf den Signaleingang
einer der A/D-Wandler eine Offset-Spannung gegeben wird, dadurch gekennzeichnet,
dass deren Wert dem durch die reziproke Anzahl der A/D-Wandler gebilde ten
Teil der durch das letzte signifikante Bit (LSB) des Digitalsignals
darstellbaren Spannung entspricht.
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Dadurch,
dass auf den Signaleingang eines der A/D-Wandler eine Offset-Spannung
gegeben wird, deren Wert dem durch die reziproke Anzahl der A/D-Wandler
gebildeten Bruchteil der durch das LSB des Digitalsignals darstellbaren
Spannung entspricht, unterscheiden sich die Ausgangssignale der A/D-Wandler um den entsprechenden
Bruchteil des LSB. Zwar ist ein Bruchteil eines LSB nicht darstellbar,
jedoch wird durch das Offset-Signal erreicht, dass die „Schaltschwelle" der A/D-Wandler sich um den
entsprechenden Bruchteil der durch das LSB darstellbaren Spannung
unterscheiden. Dies wiederum bedeutet, dass die „Schaltzeitpunkte" der LSB der A/D-Wandler
sich um den entsprechenden Bruchteil der durch das LSB darstellbaren
Spannung unterscheiden. Somit wird durch das Offset-Signal eine
Unterteilung der durch das LSB darstellbaren Spannung erreicht.
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Werden
mit den von den A/D-Wandlern ausgegebenen Digitalsignalen die Teilbildpunkte
des Flachbildschirms angesteuert, so wird erreicht, dass sich die
Ansteuerungen der Teilbildpunkte um einen entsprechenden Bruchteil
des LSB unterscheiden, was die erwünschte erhöhte Graustufenauflösung zur
Folge hat.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, die Offset-Spannung
mittels eines Summationsverstärkers
auf den Signaleingang des A/D-Wandlers zu legen. Hierdurch lässt sich
die Erfindung auf einfache Weise realisieren.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der drei A/D-Wandler vorhanden sind, welche jeweils
ein acht Bit breites Digitalsignal abgeben, wobei die auf den Signaleingang
des ersten A/D-Wandlers gegebene Offset-Spannung positiv ist und einem Drittel
der durch das letzte signifikante Bit des Digitalsignals darstellbaren
Spannung entspricht, auf den Signaleingang des zweiten A/D-Wandlers
keine Offset-Spannung gegeben wird und die auf den Signaleingang
des dritten A/D-Wandlers gegebene Offset-Spannung negativ ist und
einem Drittel der durch das letzte signifikante Bit des Digitalsignals
darstellbaren Spannung entspricht.
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Eine
derartige Schaltungsanordnung lässt sich
direkt bei einem herkömmlichen
Flachbildschirm verwenden. Des Weiteren lässt sich eine derartige Schaltungsanordnung
durch eine geringfügige
Modifikation einer herkömmlichen
Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines herkömmlichen monochromen Flachbildschirms
herstellen. Vor dem ersten A/D-Wandler und dem letzten A/D-Wandler
ist lediglich ein Summationsverstärker anzuordnen. Auf den ersten
Eingang des ersten Summationsverstärkers wird eine Offset-Spannung
angelegt, welche einem Drittel der durch das LSB des entsprechenden A/D-Wandlers
darstellbaren Spannung entspricht. Auf den ersten Eingang des zweiten
Summationsverstärkers
wird dieselbe Spannung wie beim ersten Summationsverstärker, jedoch
umgekehrter Polarität gegeben.
An den jeweiligen zweiten Eingang der Summationsverstärker sowie
den Eingang des dritten A/D-Wandlers wird das auf dem Flachbildschirm darzustellende
monochrome Videosignal angelegt.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigt die einzige Figur eine schematische Anordnung eines Blockschaltbilds
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
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Wie
der Figur entnommen werden kann, werden an einen monochromen Flachbildschirm 1 drei Digitalsignale 2, 3, 4 angelegt.
Die Digitalsignale sind acht Bit breit. Das erste Digitalsignal 2 entspricht
dem bei einem Farbbildschirm vorhandenen Rot-Kanal und wird zur
Ansteuerung der ersten Teilbildpunkte verwendet. Das zweite Digitalsignal 3 entspricht
dem bei einem Farbbildschirm vorhandenen Grün-Kanal und wird zur Ansteuerung
der zweiten Teilbildpunkte verwendet. Das dritte Digitalsignal 4 entspricht
dem bei einem Farbbildschirm vorhandenen Blau-Kanal und wird zur
Ansteuerung der dritten Teilbildpunkte verwendet.
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Die
Digitalsignale 2, 3, 4 werden durch Verarbeitung
in einem Bildprozessor 5 aus von A/D-Wandlern 9, 10, 11 abgegebenen
Ausgangssignalen 6, 7, 8 gewonnen. Im
Signalprozessor 5 wird eine herkömmliche Verarbeitung der von
den A/D-Wandlern 9, 10, 11 abgegebenen
Ausgangssignale wie beispielsweise Scaling, Interpolation oder Gammakorrektur
vorgenommen.
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Am
Eingang des ersten A/D-Wandlers 9 liegt ein erster Summationsverstärker 12.
Am Eingang des dritten A/D-Wandlers 11 liegt ein zweiter
Summationsverstärker 13.
Am ersten Eingang des ersten Summationsverstärkers 12 ist eine
erste Offset-Spannung 14 angelegt.
Der Wert der ersten Offset-Spannung 14 ist positiv und
entspricht einem Drittel der durch das LSB des ersten A/D-Wandlers 9 darstellbaren
Spannung. Am ersten Eingang des zweiten Summationsverstärkers 13 ist
eine zweite Offset-Spannung 15 angelegt. Der Wert der zweiten Offset-Spannung 15 ist
negativ und entspricht einem Drittel der durch das LSB des dritten
A/D-Wandlers 11 darstellbaren Spannung.
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Am
zweiten Eingang des ersten Summationsverstärkers 12 sowie am
zweiten Eingang des zweiten Summationsverstärkers 13 als auch
am Eingang des zweiten A/D-Wandlers 10 wird das auf dem Flachbildschirm 1 darzustellende
Videosignal 16 angelegt.
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Durch
die Parallelschaltung des Rot-, Grün- und Blau-Kanals und die
Anhebung des Videosignals 16 am ersten A/D-Wandler 9 bzw.
die Absenkung des Videosignals 16 am Eingang des dritten
A/D-Wandlers 11 um eine Spannung, deren Betrag dem dritten Teil
des durch das LSB von den A/D-Wandlern 9, 10, 11 ausgegebenen
Spannungswertes entspricht, wird erreicht, dass die A/D-Wandler
jeweils um ein Drittel LSB versetzte Schalt schwellen aufweisen.
Hierdurch werden die jeweiligen von den Ausgangssignalen der A/D-Wandler 9, 10, 11 angesteuerten
Teilbildpunkte entsprechend der unterschiedlichen Schaltschwellen unterschiedlich
angesteuert. Hat das Videosignal 16 beispielsweise einen
Wert, welcher sich um den dritten Teil der durch das LSB der A/D-Wandler 9, 10, 11 darstellbaren
Spannung unterhalb der Schaltschwelle des ersten A/D-Wandlers 9 befindet,
wird durch die angelegte Offset-Spannung 14 am ersten Summationsverstärker 12 erreicht,
dass der Eingangswert des ersten A/D-Wandlers 9 der Schaltschwelle
des ersten A/D-Wandlers 9 entspricht. Entsprechend wird der
erste Teilbildpunkt des Flachbildschirms 1 angesteuert.
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Steigt
das Videosignal 16 um einen Wert, der einem Drittel der
durch das LSB der A/D-Wandler 9, 10, 11 darstellbaren
Spannung entspricht, wird die Schaltschwelle des zweiten A/D-Wandlers 10 erreicht.
Hierdurch wird der zweite Teilbildpunkt des Flachbildschirms 1 entsprechend
angesteuert.
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Bei
einem weiteren Anstieg des Videosignals 16 um einen Wert,
der einem Drittel der durch das LSB der A/D-Wandler 9, 10, 11 darstellbaren
Spannung entspricht, erreicht die Eingangsspannung des dritten A/D-Wandlers 11 die
Schaltschwelle. Hierdurch wird der dritte Teilbildpunkt des Flachbildschirms 1 entsprechend
angesteuert. Somit erhöht sich
bei einem Anstieg des Videosignals 16 um einen Wert, der
einem Drittel der durch das LSB der A/D-Wandler 9, 10, 11 darstellbaren
Spannung entspricht, die Helligkeit des entsprechenden Bildpunktes
des Flachbildschirms 1. D. h., statt der mit einer herkömmlichen
Schaltungsanordnung erreichbaren Graustufenauflösung von 256 Graustufen wird
eine Graustufenauflösung
erreicht, die dreimal so hoch ist. D. h., mittels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
wird eine Graustufenauflösung
von 768 Graustufen erreicht.
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Besonders
vorteilhaft ist es, dass mittels der vorliegenden Erfindung vorhandene
Ansteuerkonzepte mit drei mal acht Bit (acht Bit pro Farbe) von Analog-Digital-Interfaceboards
aus dem Massenmarkt für
Farbdisplays ausgenutzt werden können. Hierbei
bleiben alle Eigenschaften des Analog-Interfaceboards wie beispielsweise
Scaling, Interpolation oder Gammakorrektur erhalten.