DE1137143B

DE1137143B - Method for reproducing characters made up of raster points on the screen of a cathode ray tube and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE1137143B
Application number: DES64227A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Hans-Joerg Tafel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-07-31
Filing date: 1959-07-31
Publication date: 1962-09-27

Description

Verfahren zur Wiedergabe von aus Rasterpunkten aufgebauten Schriftzeichen auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens In der Technik der datenverarbeitenden Maschinen werden Ausgabegeräte benötigt, die in der Lage sind, Schriftzeichen aus der Maschine rasch auf einen Aufzeichnungsträger möglichst in lesbarer Schrift zu übertragen. Für diese Zwecke reichen hierbei Druckwerke nicht aus, da diese allenfalls in der Lage sind, 15 bis 20 Zeichen je Sekunde auszugeben. Große Tabelliermaschinen, die mit einer Vielzahl gleicher Druckwerke ausgerüstet sind, sind verhältnismäßig aufwendig und genügen für besonders rasche Ausgaben ebenfalls noch nicht den Anforderungen, die durch die Rechengeschwindigkeit der datenverarbeitenden Maschine gegeben sind. Um die Ausgabe zu beschleunigen, ist es bereits bekanntgeworden, die Zeichen elektronenoptisch auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre wiederzugeben.Method for reproducing characters made up of raster points on the screen of a cathode ray tube and device for implementation of the process In the technology of data processing machines, output devices are used who are able to quickly transfer characters from the machine to a To transmit the recording medium in legible writing as far as possible. For these purposes printing units are not sufficient here, since they are at most capable of 15 to Output 20 characters per second. Large tabulators that come with a variety Equipped with the same printing units are relatively complex and sufficient for particularly rapid expenditure also does not yet meet the requirements imposed by the computing speed of the data processing machine is given. To the To speed up output, it has already become known that the characters are electronically optical on the screen of a cathode ray tube.

Zur Wiedergabe von Zeichen, z. B. von Ziffern oder auch von Buchstaben, auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre sind verschiedene Verfahren denkbar. So ist es beispielsweise bekannt, den Elektronenstrahl auf dem Bildschirm so zu bewegen, daß jeweils ein Zeichen geschrieben wird. Je nach der Größe des Bildschirms können auf diesem ein oder auch mehrere Zeichen, z. B. bis zu 8000 Zeichen, aufgeschrieben werden, die dann fotografisch oder xerografisch festgehalten werden.To reproduce characters, e.g. B. of numbers or letters, Various methods are conceivable on the screen of a cathode ray tube. It is known, for example, to adjust the electron beam on the screen in this way move so that one character is written at a time. Depending on the size of the screen can on this one or more characters, z. B. up to 8000 characters written down which are then captured photographically or xerographically.

Es ist auch schon bekannt, den Elektronenstrahl selbst durch eine Schablone mit ausgesparten Zeichen, z. B. Buchstaben oder Ziffern, zu führen und damit auf dem Schirm der Röhre das Leuchtbild des ausgewählten Zeichens wiederzugeben. Die Auswahl des Zeichens erfolgt bei dieser bekannten Röhre durch eine 2dimensionale Ablenkung des Elektronenstrahls vor der Schablone. Die Stellung des Zeichens auf dem Bildschirm hinter der Schabone wird durch ein weiteres Ablenksystem bestimmt. Eine derartige Röhre ist mit Rücksicht auf die Präzision, die an den Elektronenstrahl gestellt wird, und das doppelte Ablenksystem verhältnismäßig aufwendig.It is already known to pass the electron beam through a Template with recessed characters, e.g. B. letters or numbers to lead and so that the luminous image of the selected character is displayed on the screen of the tube. In this known tube, the character is selected by means of a 2-dimensional one Deflection of the electron beam in front of the stencil. The position of the sign on the screen behind the template is determined by another deflection system. Such a tube is made with regard to the precision of the electron beam is provided, and the double deflection system is relatively expensive.

Es ist auch schon bekannt, die einzelnen Zeichen in Form von Rasterpunkten wiederzugeben, wobei bei der bekannten Ausführung der Elektronenstrahl ähnlich wie bei der Wiedergabe eines Fernsehbildes über einen bestimmten Teil des Bildschirms, auf dem das Zeichen wiedergegeben werden soll, geführt wird und bei dem der Elektronenstrahl an den einzelnen Rasterpunkten, die charakteristisch für das wiederzugebende Zeichen sind, helQgetastet wird. Eine derartige Steuerung des Elektronenstrahls ist verhältnismäßig aufwendig, da die Helltastung in Form einzelner Zeitverzögerungen erfolgt, die sehr genau vorliegen müssen. Diese Nachteile werden vermieden, wenn gemäß der Erfindung mehrere in einer Ebene angeordnete Strahlen parallel abgelenkt und zur Erzeugung der jeweils für ein Zeichen charakteristischen Rasterpunkte einzeln hellgetastet werden.It is already known that the individual characters are in the form of grid points reproduce, with the known design of the electron beam similar to when playing a television picture over a certain part of the screen, on which the character is to be reproduced is guided and on which the electron beam at the individual grid points that are characteristic of the character to be reproduced are, helQ is keyed. Such control of the electron beam is proportionate expensive, since the light keying takes place in the form of individual time delays, which are very must be available exactly. These disadvantages are avoided if according to the invention several beams arranged in a plane are deflected in parallel and generated each of the raster points characteristic of a character are individually light-keyed will.

Zur wahlweisen Helltastung der einzelnen Strahlen kann eine aus einzelnen Speicherstellen aufgebaute Steuermatrix verwendet werden, deren einzelne Speicherstellen den Rasterpunkten des auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre wiedergegebenen Zeichens zugeordnet sind und in die die zur Wiedergabe eines Zeichens hellzutastenden Punkte in entsprechender Verteilung eingespeichert sind, so daß bei spaltenweiser (zeilenweiser) Abfrage bei gleichzeitiger Ablenkung der Strahlen mit dem Abfrageergebnis das entsprechende Zeichen wiedergegeben wird.One of the individual beams can be used to selectively light the individual beams Storage locations constructed control matrix are used, their individual storage locations the raster points of the displayed on the screen of the cathode ray tube Characters are assigned and in which the to reproduce a character are highlighted Points are stored in an appropriate distribution, so that in column-wise (line by line) query with simultaneous deflection of the beams with the query result the corresponding character is displayed.

Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens kann die Elektronenstrahlröhre eine Mehrfachkathode zur originären Erzeugung der parallel in einer Ebene liegenden Strahlen enthalten, über deren einzelne Wehneltzylinder in an sich bekannter Weise zur Erzeugung ein Schriftzeichen wiedergebender Rasterpunkte die einzelnen Strahlen hellgetastet werden. Die Elektronenstrahlröhre kann statt dessen auch mit einem Strahlübertragungssystem zur Erzeugung der parallel in einer Ebene liegenden Strahlen versehen sein, wobei den einzelnen Strahlen außer einem für alle Strahlen gemeinsamen Ablenksystem je ein eigens für sich ansteuerbares Ablenksystem zugeordnet ist, über das die einzelnen Strahlen durch Ablenkung auf dem Rahmen einer vor dem eigentlichen für alle Strahlen gemeinsamen Ablenksystem angeordneten Schlitzblende gegebenenfalls unsichtbar gemacht werden.To carry out the method described, the cathode ray tube a multiple cathode for the original generation of those lying parallel in one plane Contain rays via their individual Wehnelt cylinders in a manner known per se the individual rays to generate a character reproducing raster points be lighted. The cathode ray tube can instead also be equipped with a Beam transmission system for generating the beams lying parallel in one plane be provided, the individual rays except one for Everyone Beams common deflection system each have a deflection system that can be controlled separately is assigned, over which the individual rays by deflection on the frame of a in front of the actual deflection system common to all beams possibly made invisible.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert.Details of the invention are explained with reference to the drawing.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine Elektronenstrahlröhre mit einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Kathoden 4 vorgesehen, wobei die austretenden Elektronenstrahlen über die Wehneltzylinder 5 gesteuert werden können. Zur Zentrierung der einzelnen Strahlen sind die elektrostatischen Linsen 6 vorgesehen. In diesem Fall kann die Wiedergabe der einzelnen Rasterpunkte durch einfache Steuerung der Wehneltzylinder derartig erfolgen, daß jeweils nur die Elektronenstrahilen, die einen Rasterpunkt wiedergeben sollen, in genügender Konzentration auf dem Bildschirm 3 erscheinen. Die übrigen Strahlen sind unsichtbar und werden dementsprechend auch von einer fotografischen Einrichtung nicht wahrgenommen. Das Ablenksystem besteht im wesentlichen aus den horizontalen Ablenkplatten 9, durch die die Ebene der Elektronenstrahlen jeweils so abgelenkt wird, daß diese auf dem Bildschirm 3 der im übrigen nicht dargestellten Elektronenstrahlröhre in Form von parallelen, aus Punkten zusammengesetzten Linien verschoben erscheint.In the embodiment of Fig. 1 is a cathode ray tube provided with a plurality of superposed cathodes 4, wherein the exiting electron beams can be controlled via the Wehnelt cylinder 5. The electrostatic lenses 6 are provided for centering the individual beams. In this case, the reproduction of the individual raster points can be achieved by simple control the Wehnelt cylinder in such a way that only the electron beam, which should reproduce a grid point, in sufficient concentration on the screen 3 appear. The rest of the rays are invisible and become accordingly not noticed by a photographic device. The distraction system exists essentially from the horizontal baffles 9, through which the plane of the electron beams is deflected in each case so that this is not shown on the screen 3 of the rest Cathode ray tube in the form of parallel lines composed of dots appears shifted.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden die einzelnen senkrecht übereinander angeordneten Elektronenstrahlen aus einem gemeinsamen Erzeugungssystem 7 durch Strahlenaufteilung erzeugt. In diesem Fall müssen aber, da jeweils nur die Gesamtzahl der Elektronenstrahlen hell- und dunkelgetastet werden kann, zusätzliche Ablenksysteme 2 vorgesehen werden, die jeweils die dunkel zu haltenden Elektronenstrahlen, die also auf dem Bildschirm 3 nicht sichtbar werden sollen, gegen den Rahmen einer Schlitzblende $ mit vertikalen oder horizontalen Schlitzen ablenken, während die nicht abgelenkten Elektronenstrahlen durch die Blendenöffnung auf dem Bildschirm treffen können. Das eigentliche Ablenksystem besteht wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus horizontalen Ablenkplatten 9.In the embodiment of FIG. 2, the individual are perpendicular electron beams arranged one above the other from a common generation system 7 generated by beam splitting. In this case, however, since only the Total number of electron beams can be light and dark, additional Deflection systems 2 are provided, each of the electron beams to be kept dark, which should not be visible on the screen 3, against the frame of a Deflect slit diaphragm $ with vertical or horizontal slits while the electron beams not deflected through the aperture on the screen can meet. The actual deflection system is the same as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 from horizontal baffles 9.

Zur Wiedergabe der Rasterpunkte eines bestimmten Zeichens wird also die Ebene der Elektronenstrahlen 3 parallel über einen bestimmten Bereich des Bildschirms geführt, wobei jeweils die Elektronenstrahlen hellgetastet werden, die an der entsprechenden Ebene gerade einen Bildpunkt wiedergeben sollen. Diese Steuerung kann an sich auf beliebige Weise erfolgen. Gemäß einer Weiterbildung wird zur Steuerung eine aus einzelnen Speicherzellen aufgebaute Steuermatrix vorgesehen, deren einzelne Speicherzellen den Rasterpunkten des auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre wiederzugebenden Zeichens zugeordnet sind und in der die zur Wiedergabe eines Zeichens hellzutastenden Punkte in entsprechender Verteilung eingespeichert sind, so daß bei spaltenweiser Abfrage und Steuerung der Strahlen mit dem Abfrageergebnis das entsprechende Zeichen auf dem Bildschirm aufgezeichnet wird. Als Steuermatrix eignet sich hierbei besonders eine Magnet- i kernmatrix, wobei die einzelnen Magnetkerne mit zumindest angenähert rechteckiger Hystereseschleife die einzelnen Speicherzellen darstellen. Die Einspeicherang der Rasterbildpunkte geschieht hierbei mit Hilfe eines über einen Schreibdraht geführten Impulsstromes. Dieser Schreibdraht ist so durch die einzelnen Kerne der Steuermatrix geführt, daß jeweils gerade die Kerne in eine definierte Ausgangslage (Speicherlage) geführt werden, die den Rasterbildpunkten entsprechen. Eine schematische Darstellung einer derartigen Speichermatrix ist in der Fig. 3 der Zeichnung wiedergegeben. Es ist angenommen, daß zur Wiedergabe eines Zeichens Rasterwerte aus einem Raster von 5 - 7 Bildpunkten vorgesehen sein sollen. Ein derartiger Raster genügt auch für eine einwandfreie Wiedergabe sämtlicher vorkommender Ziffern und Buchstaben. Ein Elektronenstrahlsystem müßte in diesem Fall sieben übereinanderliegende Elektronenstrahlen besitzen, die zur Wiedergabe eines Zeichens fünfmal seitlich versetzt werden, wobei dann einzelne Strahlen einmalig oder auch öfters hellgetastet werden. Die Steuerung des Elektronenstrahls erfolgt hierbei über die Leitungen 10 bis 16, die mit den einzelnen Zeilen der Speichermatrix verkettet sind. Die Abfrage hingegen erfolgt spaltenweise, und zwar wird nacheinander über die Leitungen 17 bis 21 ein Abfrageimpuls gegeben, der von den Leitungen 10 bis 16, je nachdem, ob der Kern am Kreuzungspunkt durch einen Schreibimpuls ummagnetisiert war, einen Steuerimpuls zur Helltastung des Elektronenstrahls abgibt oder nicht.In order to reproduce the grid points of a certain character, the plane of the electron beams 3 parallel over a certain area of the screen out, whereby the electron beams are scanned each time, which at the corresponding Level should just reproduce a pixel. This control can be based on itself be done in any way. According to a further development, an off is used for the control Individual memory cells constructed control matrix provided, the individual memory cells the raster points of the to be reproduced on the screen of the cathode ray tube Characters are assigned and in which the key to reproduce a character is highlighted Points are stored in an appropriate distribution, so that in column-wise Query and control of the beams with the query result the corresponding character is recorded on the screen. This is particularly suitable as a control matrix a magnetic core matrix, whereby the individual magnetic cores are at least approximated represent the individual memory cells in a rectangular hysteresis loop. The Einspeicherang the raster image points are done with the help of a wire guided over a writing wire Impulse current. This writing wire is so through the individual cores of the control matrix led that in each case the cores are in a defined starting position (storage position) are performed, which correspond to the raster pixels. A schematic representation such a memory matrix is shown in Fig. 3 of the drawing. It it is assumed that raster values from a raster of 5 - 7 pixels should be provided. Such a grid is also sufficient for flawless reproduction of all digits and letters. A In this case, the electron beam system would have to have seven electron beams lying one above the other that are offset five times laterally to reproduce a character, with then individual beams are scanned once or more often. The control of the electron beam takes place via the lines 10 to 16, which are connected to the individual rows of the memory matrix are concatenated. The query, however, takes place column by column, one after the other via the lines 17 to 21, an interrogation pulse given that of lines 10 to 16, depending on whether the core is at the crossing point was remagnetized by a write pulse, a control pulse for light keying of the electron beam emits or not.

Die Steuermatrix ist mit einerVielzahl von Schreibdrähten verkettet, wobei in der Figur lediglich der Schreibdraht 22 zur Wiedergabe der Ziffer »1« und der Schreibdraht 23 zur Wiedergabe des Buchstabens »Z« eingezeichnet ist. Vor der Wiedergabe eines dieser Zeichen wird also über eine dieser Leitungen ein Impuls gegeben, wobei dann bei der Abfrage, wie erwähnt, die entsprechenden Magnetkerne zurückmagnetisiert werden und die Steuerung der Strahlen hervorrufen.The control matrix is chained to a plurality of write wires, wherein in the figure only the writing wire 22 to reproduce the number "1" and the writing wire 23 for reproducing the letter "Z" is shown. Before the Reproduction of one of these characters is therefore an impulse via one of these lines given, with the query, as mentioned, the corresponding magnetic cores be magnetized back and cause the control of the beams.

Da es Zeichen gibt, bei denen nicht die gesamte Matrix mit Steuerimpulsen belegt ist, ist an sich auch eine Abfrage dieser Spalten überflüssig. Sie kann deshalb zur Steuerung des Elektronenstrahls unterbleiben. Die Fig. 4 zeigt z. B., daß eine Abfrage der rechten Spalte bei der Wiedergabe des Zeichens »I« unterbleiben kann, da in dieser Spalte kein einziger Magnetkern ummagnetisiert ist.Because there are characters in which the entire matrix is not filled with control pulses is occupied, there is no need to query these columns. She can therefore to control the electron beam are omitted. Fig. 4 shows, for. B. that a Querying the right column when reproducing the character »I« can be omitted, since not a single magnetic core has been remagnetized in this column.

Gemäß einer Weiterbildung kann diese Abfrage dadurch verhindert werden, daß eine weitere Markierungszeile in der Steuermatrix vorgesehen ist, die bei der Abfrage ein Kriterium dann abgibt, wenn die letzte für ein bestimmtes Zeichen notwendige Spalte, das ist bei der Wiedergabe des Zeichens »l« die vorletzte Spalte, abgefragt worden ist. Ein weiterer Abfragevorgang und Steuerungsvorgang für den Elektronenstrahl unterbleibt dann.According to a further development, this query can be prevented by that a further marking line is provided in the control matrix, which in the Query then issues a criterion if the last one is necessary for a specific character Column, that is the penultimate column when the character "l" is displayed has been. Another interrogation process and control process for the electron beam is then omitted.

Die erläuterte Steuermatrix ermöglicht jeweils die Aufnahme eines einzigen Zeichens. Für die Wiedergabe einer ganzen Zeile wird das jeweils darzustellende Zeichen innerhalb der Zeile über einen Impuls in der Aufzeichnungspause eingespeichert. Dieses Einspeichern geht, da es sich lediglich um das Ansteuern mit einem einzigen Impuls handelt, sehr rasch vor sich, so daß hierdurch praktisch kein Zeitverlust bei der Wiedergabe der Zeichen erfolgt. Selbstver-3tändlich könnte auch eine Speichermatrix so ausgeegt werden, daß gleich die ganze Zeile eingespeichert vird, doch ist ein derartiges Verfahren vrhälltnismäßig rufwendig. Es ist beispielsweise auch ohne weiteres denkbar, die einzelnen Zeichen nicht spaltenweise, wie bei dem Ausführungsbeispiel, zu zerlegen, sondern die Zeichen zeilenweise zu schreiben. In diesem Fall müßten mehrere Elektronenstrahlen parallel so geführt werden, daß sie auf dem Bildschirm in einer waagerechten, in Punkte aufgespaltenen Linie erscheinen. Zur Wiedergabe eines Zeichens müßte dann diese Elektronenstrahlebene vertikal geführt werden. Auch hierzu könnte eine Steuermatrix, wie beschrieben, vorgesehen werden. Alilerdings wäre in diesem Fall die Wiedergabe einer ganzen Schriftzeile etwas komplizierter, da der Elektronenstrahl sowohl vertikal wie auch horizontal gesteuert werden müßte.The explained control matrix allows the inclusion of one at a time single character. For the reproduction of an entire line, the one to be displayed is used Characters stored within the line via a pulse in the recording pause. This storage is possible because it is only a matter of controlling with a single one Impulse acts very quickly, so there is practically no loss of time when the characters are reproduced. A memory matrix could of course also be used can be interpreted in such a way that the entire line is stored immediately, but there is a Such a procedure is quite expensive. It is for example also easily conceivable, the individual characters not in columns, as with the Embodiment, to disassemble, but to write the characters line by line. In this case several electron beams would have to be guided in parallel so that they appear on the screen in a horizontal line split into dots. In order to reproduce a character, this electron beam plane would then have to be guided vertically will. A control matrix, as described, could also be provided for this purpose. However, in this case the rendering of an entire line of text would be a bit more complicated, since the electron beam would have to be steered both vertically and horizontally.

Die Steuer- und Speichermatrix kann natürlich auch aus anderen Speicherelementen, z. B. Kondensatoren, Transistoren oder bistabilen Elementen aufgebaut werden. Entscheidend ist lediglich, daß die einzelnen Bildpunkte in abtastbarer Form zur Steuerung der einzelnen Elektronenstrahlen zumindest kurzzeitig eingespeichert sind.The control and storage matrix can of course also consist of other storage elements, z. B. capacitors, transistors or bistable elements can be built. Decisive is only that the individual pixels in scannable form to control the individual electron beams are stored at least for a short time.

Mit Hilfe einer eigenen Markierungszeile kann im übrigen auch der Beginn eines Zeichens innerhalb der Steuermatrix markiert werden, so daß auch beim Beginn der Wiedergabe eines Zeichens eine überflüssige Abtastung von Spalten bzw. Zeilen der Steuermatrix unterbleiben kann.With the help of its own marking line, the The beginning of a character can be marked within the control matrix, so that the Beginning of the rendering of a character an unnecessary scanning of columns or Lines of the control matrix can be omitted.

Die zeilenweise Abbildung der geschriebenen Leuchtschriftzeile auf einem bewegten, lichtempfindlichen Schriftträger setzt einen vertikalen Vorsatz des Zeilenendes gegenüber dem Anfang voraus, wie dies z. B. durch Schrägstellung der Zeile oder mit einem Drehspiegel erreicht werden kann. Die vorstehend beschriebene Röhre kann zu demselben Zweck auch eine zusätzliche Vertikalablenkung bekommen, die entsprechend der Zeichenträgergeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Zeichenfolge gesteuert wird.The line-by-line mapping of the written neon lines a moving, light-sensitive font is attached to a vertical attachment the end of the line ahead of the beginning, as z. B. by inclination the line or with a rotating mirror can be achieved. The one described above Tube can also have an additional vertical deflection for the same purpose, which corresponds to the character carrier speed and the speed of the character string is controlled.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for reproducing from grid points built-up characters on the screen of a cathode ray tube, thereby characterized in that several beams arranged in a plane are deflected in parallel and to generate the raster points characteristic of a character individually be lighted.

2. Method for rendering built up from raster points Characters on the screen of a cathode ray tube according to Claim 1, characterized in that marked, d'ass one off for optional light scanning of the individual rays Individual memory cells constructed control matrix is used, their individual Memory cells correspond to the grid points on the screen of the cathode ray tube reproduced characters are assigned and in which to reproduce a character Points to be brightly scanned are stored in an appropriate distribution, so that with column-by-column (numerical) query with simultaneous deflection of the beams the corresponding character is displayed with the query result.

3. Cathode ray tube for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the Cathode ray tube for the original generation of those lying parallel in one plane Rays several cathodes (4) and that each cathode (4) has a Wehnelt cylinder (5) is assigned, via which in a manner known per se to generate the one character reproducing raster points, the individual rays are light-scanned (Fig. 1).

4. Cathode ray tube for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the cathode ray tube for generating the paraillel in one Plane lying rays a beam splitting system (7) that each individual Beam is assigned a specifically controllable deflection system (2) and that A slit diaphragm (8) is arranged behind the deflection systems (2) in the direction of the beam on whose frame the beams deflected by the deflection systems (2) impinge.

5. Device for performing the method according to claim 2, characterized in that that the control matrix made up of memory cells is a magnetic core matrix, its individual cores are concatenated in this way with one writing wire for each character to be reproduced are that the cores corresponding to the raster image of the character through a current be remagnetized via this writing wire.

6. Device according to claim 5, characterized in that the control matrix has a marking line of memory cells is assigned, in the first an indicator about the scanning and playback of a complete character is stored, so that a scan of columns, which no longer contain any grid points characteristic of the sign are omitted.