DE10143777A1 - Treiberschaltung für eine evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhre - Google Patents

Treiberschaltung für eine evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhre

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Abstract

Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen einer Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhren, welche hochauflösende Bilder mit hoher Qualität und hochqualitative dynamische Bilder auf einem VFD darstellen kann. DOLLAR A Eine Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhren, welche Treiberspannungen einer jeden Anode und einer jeden Steuerelektrode einer Mehrzahl von VFDs zuführt und ein Bild mittels Lichtemission in den VFDs darstellt, weist auf: eine Zeitablauf-Steuerung (1a) zum Auslesen von dynamischen Bilddaten in Mehrfach-Bit-Form zu jedem Bildzeitpunkt aus einem RAM (1c) und zum parallelen Übertragen der dynamischen Bilddaten an eine Mehrfach-Bit-Einheit; einen hochspannungsfesten Anodentreiber (2A¶2¶) zum Erzeugen einer auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannung, um diese jeder Anode eines jeden VFD zuzuführen; und einen hochspannungsfesten Gittertreiber (2A¶1¶) zum Erzeugen einer auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannung, um diese jeder Steuerelektrode eines jeden VFD zuzuführen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für eine evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhre um eine evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhre, im nachfolgenden mit VFD (vacuum fluorescent display tube = evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhre) bezeichnet, zum Darstellen eines dynamischen Bildes zu betreiben.
Beschreibung des Standes der Technik
Gemäß dem Stand der Technik, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer H7-261694 veröffentlicht, gibt es bereits eine Treiberschaltung für eine evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhre zum Betreiben eines VFDs um ein Bild auf einer VFD-Anzeige darzustellen. Fig. 3 zeigt ein strukturelles Blockschaltbild einer Treiberschaltung für eine evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhre gemäß dem Stand der Technik. Die Schaltung gemäß dem Stand der Technik weist auf einen als integrierten Schaltkreis ausgebildeten Controller 1 zur Mikroprozessor­ gesteuerten seriellen Übertragung von Bildschirmdaten und einen als integrierten Schaltkreis ausgebildeten Treiber 2, welcher seinerseits aufweist einen ersten Schieberegisterabschnitt 2a zur Eingabe von seriell übertragenen Bildschirmdaten und eine Treiberanordnung 2b, welche aufweist ein Latch-Register (nicht dargestellt) zum Speichern von Ausgabedaten des ersten Schieberegisterabschnitts 2a und zur Lieferung der Daten an auf der VFD-Anzeige angeordnete evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhrenabschnitte, einen Latch-Puls- Erzeugungsabschnitt (nicht dargestellt) zum Erzeugen eines Latch-Pulses für das Latch-Register und ein zweites Schieberegister zum Ausgeben einer Spannung, welche nacheinander, jeweils um einen Wert weitergeschoben, an die Gitter der VFDs entsprechend dem Zeitablauf der Latch-Puls- Erzeugungsausgabe geschaltet ist.
Entsprechend diesem Stand der Technik konvertiert das erste Schieberegister 2a Bildschirmdaten, welche von dem als integrierten Schaltkreis ausgebildeten Controller 1 seriell übertragen wurden, von seriellen Daten in parallele Daten und gibt Bildsignale zum Treiben der evakuierten Fluoreszenz- Bildschirmröhrensegmente aus. Der Latch-Puls, welcher von dem Latch-Puls-Erzeugungsabschnitt erzeugt wird, wird zum Einschalten des Latch-Registeres und ebenso als Schiebepuls für das zweite Schieberegister zum Unterstützen beim Erzeugen von Gitterspannungen für die evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhre verwendet.
Ein Punktmatrix-VFD wird im Allgemeinen als Bildschirmeinheit zum Darstellen von Zeichen oder Figuren mit sehr geringer Auflösung verwendet. Ein als integrierter Schaltkreis ausgebildeter Treiber gemäß dem Stand der Technik weist auf einen hochspannungsfesten Treiberanordnungsabschnitt und einen mittelspannungsfesten Schieberegisterabschnitt im selben integrierten Schaltkreispaket und hat eine ausreichende Leistung zum Darstellen von Zeichen oder Figuren mit sehr geringer Auflösung und hat außerdem eine einfache Handhabungsstruktur für die Nutzer.
Obwohl der als integrierter Schaltkreis ausgeführte Controller der Treiberschaltung gemäß dem Stand der Technik mit einer Kontrastfunktion ausgerüstet ist, kann zum Darstellen von dynamischen Bildern die Datentransferrate fast nicht vergrößert werden, da die Bilddaten von dem als integrierten Schaltkreis ausgeführten Controller zu dem als integrierten Schaltkreis ausgeführten Treiber seriell übertragen werden. Deshalb ist das übertragbare Datenvolumen pro Sekunde so klein, dass die Bildanzahl pro Sekunde klein ist und dementsprechend die Qualität der dargestellten dynamischen Bilder schlecht ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben aufgeführten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und eine Treiberschaltung für eine evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhre bereitzustellen, welche hochqualitative Bilder mit hoher Auflösung und hochqualitative dynamische Bilder darstellen kann.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Eine Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren, welche einer jeden Anode und einer jeden Steuerelektrode einer Mehrzahl von evakuierten Fluoreszenz- Bildschirmröhren eine Treiberspannung zuführt und ein Bild mittels von den evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren emittierten Lichts darstellt, weist auf: eine Datenübertragungseinheit zum Auslesen von dynamischen Bilddaten in Mehrfach-Bit-Form für jeden einzelnen Bildzeitpunkt aus einer Datenspeichereinheit, welche zum Speichern von dynamischen Bilddaten dient, und zum parallelen Übertragen von dynamischen Bilddaten an eine Mehrfach-Bit- Einheit; eine erste Treibereinheit zum Erzeugen von auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannungen, um diese jeder Anode einer jeden evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhre zuzuführen; und eine zweite Treibereinheit zum Erzeugen von auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannungen, um diese jeder Steuerelektrode einer jeden evakuierten Fluoreszenz- Bildschirmröhre zuzuführen; wobei jede Treiberspannung, welche auf den von der Datenübertragungseinheit parallel übertragenen dynamischen Bilddaten basiert, simultan an jede Elektrode der evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren angelegt wird, welche in Abhängigkeit von dem darzustellenden Bild aktiviert werden soll.
In der Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren legt die Datenübertragungseinheit erfindungsgemäß einen Kontrastwert für das darzustellende Bild auf der Basis eines Luminanz-Signalwerts der dynamischen Bilddaten fest und die erste Treibereinheit verändert den Treiberspannungswert, welcher in Abhängigkeit vom Kontrastwert der übertragenen dynamischen Bilddaten an die Anode der evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren geführt wird.
Der Bildkontrast der Bilddaten wird mittels der Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhren gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch festgelegt, dass das Duty-Ratio der Treiberspannung, welche basierend auf dem Luminanz-Signalwert an die Anoden angelegt wird, im angeschalteten Zustand bestimmt wird.
Wirkung der Erfindung
Eine Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einer jeden Anode und einer jeden Steuerelektrode einer Mehrzahl von evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren eine Treiberspannung zuführt und ein Bild mittels von den evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren emittierten Lichts darstellt, weist auf: eine Datenübertragungseinheit zum Auslesen von dynamischen Bilddaten in Mehrfach-Bit-Form für jeden einzelnen Bildzeitpunkt aus einer Datenspeichereinheit, welche zum Speichern von dynamischen Bilddaten dient, und zum parallelen Übertragen von dynamischen Bilddaten an eine Mehrfach-Bit-Einheit; eine erste Treibereinheit zum Erzeugen von auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannungen, um diese jeder Anode einer jeden evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhre zuzuführen; und eine zweite Treibereinheit zum Erzeugen von auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannungen, um diese jeder Steuerelektrode einer jeden evakuierten Fluoreszenz- Bildschirmröhre zuzuführen; wobei jede Treiberspannung, welche auf den von der Datenübertragungseinheit parallel übertragenen dynamischen Bilddaten basiert, simultan an jede Elektrode der evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren angelegt wird, welche in Abhängigkeit von dem darzustellenden Bild aktiviert werden soll. Dementsprechend wird die Datentransferrate bzw. das Datentransfervolumen vergrößert und folglich können hochqualitative dynamische Bilder entsprechend einem realen Bild dargestellt werden.
In der Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß der Erfindung legt die Datenübertragungseinheit den Kontrast eines darzustellenden Bildes basierend auf dem Luminanz-Signalwert der dynamischen Bilddaten fest und die erste Treibereinheit verändert den Treiberspannungswert, welcher an die jeweilige Anode der evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren angelegt wird, in Abhängigkeit von dem Kontrast der übertragenen dynamischen Bilddaten. Deshalb kann die Helligkeit einer jeden evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhre eingestellt werden und folglich können hochauflösende natürliche Bilder dargestellt werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Fig. 1 ist ein strukturelles Blockdiagramm einer Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein strukturelles Blockdiagramm einer Zeitablauf-Steuerung entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 3 ist ein strukturelles Blockdiagramm einer Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß dem Stand der Technik.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz-Bildschirmröhren erfindungsgemäß dargestellt. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Struktur einer Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1a eine Zeitablauf-Steuerung, welche konvertierte digitale Bildsignale von einem A/D-Wandler 1b empfängt, die Signale für eine gewisse Zeit in einem RAM 1c (Bildspeicher) speichert und danach Bildschirmdaten für eine VFD-Anzeige gemäß einem horizontalen Synchronisationstimingsignal ausliest, was später beschrieben ist.
Nachdem ein Farbsignal mittels eines TPF 1d (Tiefpassfilter), von den Bilddaten getrennt ist, wird der Luminanz- Signalanteil mittels eines A/D-Wandlers digital konvertiert und einer Zeitablauf-Steuerung 1a zugeführt.
Die vom RAM 1e ausgelesenen Bildschirmdaten werden in ein später beschriebenes Schieberegister transferiert und von dem Schieberegister an Busse BG, BA als VFD-Treibersignal (Gittertreibersignal, Anodentreibersignal) ausgegeben.
Das Bezugszeichen 2A bezeichnet eine hochspannungsfeste VFD- Treiberanordnung mit einem hochspannungsfesten Gittertreiber 2A1 und einem hochspannungsfesten Anodentreiber 2A2. Die hochspannungsfeste Treiberanordnung 2A erzeugt basierend auf den VFD-Treibersignalen eine Gitterspannungsausgabe und eine Anodenspannungsausgabe und führt die Ausgangsspannungen durch die Busse BG, BA den matrixartig angeordneten VFD-Gittern und VFD-Anoden der VFD-Anzeige 3 zu.
Die Zeitablauf-Steuerung 1a hat eine Kontrastfunktion und steuert die Spannungseinprägezeit (Einschaltbetrieb) für die VFD-Anoden basierend auf dem Wert eines Anodentreibersignals (Luminanz-Signal) mittels des hochspannungsfesten Anodentreibers 2A2. Somit kann die Zeitablauf-Steuerung 1a den Kontrast einstellen, um den Kontrast eines auf der VFD- Anzeige 3 darzustellenden Bildes zu verändern.
Die Struktur der Zeitablauf-Steuerung 1a wird im Folgenden beschrieben.
Die Zeitablauf-Steuerung 1a weist auf eine synchrone Trennschaltung 101, welche mittels eines Tiefpassfilters (TPF) 1d synchrone Signale aus den um die Farbsignale reduzierten Bildsignalen heraustrennt, einen Controller 103, welcher mit den Horizontal-Synchronisationssignalen der synchronen Signale individuell synchronisierte Gitterpunkt- Abtasttaktsignale und Gitterpunkt-Ausgabetaktsignale ausgibt, eine PLL-Schaltung 115, welche mittels eines PLL- Referenztaktsignals die Phase jedes einzelnen von dem Controller 103 erzeugten Taktsignals synchronisiert, einen Eingangszähler 105, welcher die Gitterpunkt-Abtasttaktsignale zählt und eine Speicheradresse für den RAM 1c ausgibt, einen Ausgabezähler 107, welcher die Gitterpunkt-Ausgabetaktsignale zählt und eine Ausleseadresse für den RAM 1c ausgibt, eine Auswähleinheit 109, welche eine von dem Eingangszähler 105 ausgegebene Speicheradresse zum Speichern der Luminanz- Signale eines einzelnen Bildes in den RAM 1c auswählt oder eine von dem Ausgabezähler 107 ausgegebene Ausleseadresse zum Auslesen der Luminanz-Signale eines einzelnen Bildes aus dem RAM 1c auswählt, ein Schieberegister 111, welches durch die Auswähleinheit 109 aus dem RAM 1c ausgelesene Luminanz- Signale eines einzelnen Bildes als Treibersignale für ein VFD parallel ausgibt und einen Kontrastpulserzeuger 113, welcher basierend auf dem Luminanz-Signalwert Kontrastpulse zum Ändern der Anodenspannung im angeschalteten Zustand (Kontrastpulsbetrieb) erzeugt.
Der Kontrastpulserzeuger 113 erzeugt im angeschalteten Zustand Kontrastpulse basierend auf dem Luminanz-Signalwert, wenn er Luminanz-Signale vom Schieberegister 111 empfängt, welche mit den Gitterpunkt-Ausgabetaktsignalen des Ausgabezählers 107 synchronisiert sind. Der VFD-Treiber 2A steuert mittels des Kontrastpulses die Einprägezeit für die Anodenspannung (Durchschnittsspannung).
Der Betrieb des Ausführungsbeispiels wird im Nachfolgenden beschrieben.
Zunächst werden von einem analogen Videosignal, welches von einer nicht dargestellten Videokamera eingespeist wird, mittels des TPF 1d (Tiefpassfilter) die Farbsignale entfernt, woraufhin das restliche Videosignal dem A/D-Wandler 1b zugeführt wird und dort von einem analogen Luminanz-Signal in ein 4-Bit-Digitalsignal umgewandelt wird, welches der Zeitablauf-Steuerung 1a zugeführt wird.
Die nach der Entfernung der Farbsignale von dem Tiefpassfilter 1d ausgegebenen Bildsignale werden der synchronen Trennschaltung 101 zugeführt und Vertikal- Synchronisationssignale und Horizontal- Synchronisationssignale werden aus diesen Bildsignalen separiert.
Der Controller 103 gibt Gitterpunkt-Abtasttaktsignale und Gitterpunkt-Ausgabetaktsignale aus, welche individuell mit den separierten Horizontal-Synchronisationssignalen synchronisiert sind. Der Controller 103 synchronisiert die Phase jedes einzelnen Taktsignals mittels der PLL-Schaltung 115.
Die Gitterpunkt-Abtasttaktsignale werden von dem Eingangszähler 105 gezählt und der Zählwert wird als Speicheradresse mittels einer Auswähleinheit an den RAM 1c übertragen. Die Gitterpunkt-Ausgabetaktsignale werden von dem Ausgabezähler 107 gezählt und der Zählwert wird als Ausgabeadresse an den RAM 1c übertragen.
Da sich die Abtastrichtungen der Bildsignale und des VFD unterscheiden, sind der Eingangszähler 105 und der Ausgabezähler 107 derart vorgesehen, dass die Erzeugungsreihenfolge der Ausleseadressen zum Auslesen von gespeicherten Bilddaten für den VFD zu der Erzeugungsreihenfolge der Speicheradressen der Bildsignale (Luminanz-Signale) in dem RAM 1c umgedreht ist.
Die Luminanz-Signale eines einzelnen Bildes werden als mit den Horizontal-Synchronisationssignalen synchronisierte Bildschirmdaten in dem RAM 1c gespeichert und die Bildschirmdaten eines einzelnen Bildes werden gemäß den Zählwerten des Ausgabezählers 107 ausgelesen.
Die Luminanz-Signale eines einzelnen Bildes, welche mittels der Auswähleinheit 109 aus dem RAM 1c ausgelesen werden, werden dem Schieberegister 111 zugeführt und als VFD- Treibersignale (Gittertreibersignale, Anodentreibersignale) parallel ausgegeben. Die Anodentreibersignale werden synchronisiert mit den Gitterpunkt-Ausgabetaktsignalen des Ausgabezählers 107 an den Kontrastpulserzeuger 113 übertragen und der Kontrastpulserzeuger 113 erzeugt Kontrastpulse, um die Anodenspannung im angeschalteten Zustand (Kontrastpulsbetrieb) basierend auf dem Luminanz-Signalwert zu verändern. Der VFD-Treiber 2A steuert mittels des Kontrastpulses die Einprägezeit für die Anodenspannung (Durchschnittsspannung).
Der hochspannungsfeste Gittertreiber 2A1 und der hochspannungsfeste Anodentreiber 2A2 erzeugen auf Grund eines jeden zugeführten parallelen Treibersignals zusätzliche Spannungen und führen diese zusätzlichen Spannungen durch die Busse BA, BG den Anoden und Gittern des VFDs zu, welche zur Emission von Licht benötigt werden. Zu dieser Zeit stellt der hochspannungsfeste Anodentreiber 2A2 mittels des auf dem Luminanz-Signalwert basierenden Kontrastpulses den Anodenspannungswert im angeschalteten Zustand ein.
Ein Thermoelektron, welches beispielsweise von einer elektrisch geheizten Faserkathode bei etwa 600°C emittiert wird, wird mittels Erhöhens der an jeder Elektrode anliegenden zusätzlichen Spannung beschleunigt, auf den auf den Anoden befindlichen Leuchtstoff ausgestrahlt und emittiert dort Licht. Wenn dieses Verfahren für alle Bildschirmdaten, welche aus dem RAM 1c ausgelesen werden, sequentiell durchgeführt wird, entstehen dynamische Bilder auf der VFD-Anzeige 3.
Da Mehrfach-Bit-Anzeigedaten für Treibersignale von der Zeitablauf-Steuerung 1a zu der hochspannungsfesten Treiberanordnung 2A simultan und parallel übertragen werden, wird die Datentransferrate oder das Datentransfervolumen vergrößert und folglich können hochqualitative dynamische Bilder dargestellt werden, wie oben bereits erwähnt. Außerdem ermöglicht die Implementierung einer Kontrastfunktion in die Zeitablauf-Steuerung 1a die Darstellung von hochauflösenden Bildern mit hoher Qualität.
Die Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert hochqualitative Bildschirmbilder und kann als projizierte Frontschreibenanzeige in einem Fahrzeug oder als Rückprojektionssystem verwendet werden.

Claims (3)

1. Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren, welche eine Treiberspannung einer jeden Anode und einer jeden Steuerelektrode einer Mehrzahl von evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren zuführt und mittels von den evakuierten Fluoreszenz- Bildschirmröhren emittierten Lichts ein Bild darstellt, welche aufweist:
eine Datenübertragungseinheit zum Auslesen von dynamischen Bilddaten in Mehrfach-Bit-Form zu jedem Bildzeitpunkt aus einer Datenspeichereinheit (1c), welche zum Speichern von dynamischen Bilddaten vorgesehen ist, und zum parallelen Übertragen der dynamischen Bilddaten an eine Mehrfach-Bit-Einheit; eine erste Treibereinheit (2A2) zum Erzeugen von auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannungen, um diese einer jeden Anode einer jeden evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhre zuzuführen; und
eine zweite Treibereinheit (2A1) zum Erzeugen von auf den übertragenen dynamischen Bilddaten basierenden Treiberspannungen, um diese jeder Steuerelektrode einer jeden evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhre zuzuführen,
wobei jede Treiberspannung, welche auf den von der Datenübertragungseinheit parallel übertragenen dynamischen Bilddaten basiert, simultan an jede Elektrode der evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren angelegt wird, welche in Abhängigkeit von einem darzustellenden Bild aktiviert werden.
2. Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß Anspruch 1, bei welcher die Datenübertragungseinheit für ein darzustellendes Bild basierend auf einem Luminanz-Signal der dynamischen Bilddaten einen Kontrastwert festlegt, und bei welcher die erste Treibereinheit (2A2) den Treiberspannungswert, welcher der Anode der evakuierten Fluoreszenz-Bildschirmröhren zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem Kontrastwert der übertragenen dynamischen Bilddaten verändert.
3. Treiberschaltung für evakuierte Fluoreszenz- Bildschirmröhren gemäß Anspruch 2, bei welcher der Kontrastwert der Bilddaten dadurch festgelegt wird, dass das Duty-Ratio der Treiberspannung, welche basierend auf dem Luminanz-Signalwert an die Anoden angelegt wird, im angeschalteten Zustand bestimmt wird.
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