DE2165668C3 - Verfahren zur optischen Darstellung von Informationen mittels eines Gasentladungsanzeigefeldes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Darstellung von Information in einem flachen, mit einem durch Ionisation zum Leuchten anregbaren gasgefüllten, planparallelen Entladungsraum, der auf den die Entladungsstrecke abgrenzenden gegenüberliegenden Seiten von jeweils einem Feld parallelverlaufender elektrischer Erregerleiter überzogen ist, wobei die beiden Leiterfeldcr zueinander orthogonal und matrixförmig orientiert sind und jedem Kreuzungspunkt der Leitermatrix eine Entladungszelle zugeordnet ist und die jeder Entladungszellc zugeordneten Erregerleiter mit einer den Status einer gezündeten bzw. nichtgezündeten Entladungszellc aufrechterhaltenden Haltespannung und einem zusätzlichen, eine Zündung einer nichtgezündeten Entladungszellc bedingenden Spannungswert beaufschlagt werden. Durch Anlegen von Schreibsignalen, deren Höhe die Zündspannung des Gases übersteigt, an zwei sich kreuzende Koordinatenleiter kann eine Zelle durch Ionisation des Gases zum Leuchten angeregt werden. Zur Aufrcchterhaltung des Leuchtzustandes in allen gezündeten Zellen dient ein Haltesignal, das unter der Zündspannung, aber über dem Haltepegel liegt.

Wenn die Zellen und Leitungen sehr dicht aneinander liegen, was ja eigentlich wünschenswert ist, ergeben sich für die Schaltvorgänge Schwierigkeiten. Bei ίο einer Zustandsänderung und auch bei den Halteimpulsen ergeben sich nämlich bis zur Beruhigung bzw. Stabilisierung Übergangszeiten, in denen der Ionisierungsiustand von einer Zelle ungewollt auf benachbarte Zellen übergehen kann. Nach der Offenlegungsschrift2 060 191 ist ein Verfahren bekannt, nach dem zur Änderung des Zustandes einer Zelle jeder der beiden Koordinatenleitungen, an weichen die ausgewählte Zelle liegt, ein Steuersignal überlagert wird, und bei dem jeder der übrigen Koordinatenleitungen a° ein Gegensignal überlagert wird, welches dem Steuersignal der betroffenen Koordinatenleitungen entgegengesetzt ist. Auch dieses Verfahren hat den Zweck, die Beeinflussung von Gascntladungszellen durch benachbarte Gasentladungszellen zu vermindern. as Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem die unerwünschte Beeinflussung von Gasentladungszellen durch benachbarte Gasentladungszellen vermieden werden kann und bei dem des weiteren die die Funktionen und Schaltkreise komplizierende überlagerung von Gegensignalen entfällt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sämtliche nebeneinanderliegende Zeilen oder Spalten der Leitermatrix mit um 180° phasenverschobenen Haltesignalen beaufschlagt werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wer-ien die Koordinatenleiter einer Entladungszelle mit um 90° phasenverschobenen Haltesignalen beaufschlagt. Eine besonders vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter der Leitermatrix mit einer Leitungs-Treiberschaltung verbunden ist und daß alle ungeradzahligen Treiberschaltungen für ♦5 jeweils eine Koordinatenrichtung mit einer ersten Halte-Treiberschaltung für das nichtphasenverschobene Haltesignal S und daß alle geradzahligen Leitungs-Treiberschaltungen für jeweils eine Koordinatenrichtung mit einer zweiten Halle-Treiberschaltung für das um 180° phasenverschobene Haltesignal S' verbunden sind.

Die verwendeten Treibersignale weisen im einfachsten Falle mäanderförmige Verläufe über der Zeit auf. Solche mäanderförmigen Signale wurden auch in den entgegengehaltenen nachstehend genannten älteren Patenten beschrieben.

Die USA.-Patentschrift 3 550121 betrifft ein Signallampensystem mit in verschiedenem Rhythmus flackernden oder auch stetig leuchtenden Signallampen. Dazu lassen sich in vorzüglicher Weise mäanderförmige Signale verwenden. Ein solches Signallampensystem kann jedoch in seiner technischen Höhe nicht mit einem Gasentladungsanzeigefeld zur optischen Darstellung von Informationen verglichen werden, wie es Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Bei Signallampensystemen werden in der Regel nur mehr odc· weniger zahlreiche Lichtsignale übermittelt, wohingegen optische Informalionsanzeigefel-

der zur bildlichen Darstellung von Informationen vervvendba: sind.

Die L'SA.-Patentschrif; 3 5Ϊ2 K04 b'ehßi *■-]
der.-pichen Darstellung von Bildern mit Hilfe von Gasentladungen. Dabei werden auch unter anderem mäanuL-riormige Signale verwendet, die den Anoden drahtendes Anze.gce'.emtnts zum Zünden von Inlor matiopspositmnen im Zusammenwirken mit Katho densignalen zugeführt werden. Es handelt sich dabei aber allein um selektierende Zündsteuersignale- die Verwendung solcher mäanderföimiger Signale als Haltesignale .st dagegen nicht genannt. Der wesentliche i-o:ischntt des Gegenstandes der vorliegenden Erfindui.g .st dann begründe;, dali die einmal »ezündeten L euchtzellen konstant weiierhrennen wohingegen ·...■» die USA.-Patentschrift 3 532S09 mit An/.., Liimmentladungcn befaßt, die nicht stetig brsnii.v,. sondern schrittweise im Takle der anseiee ten P. ^nt.alvanationen vorwärtsschreiten Dabei sind P.-i.urlicherweise beträchtlich stärkere Hacker- ao erschwungen gegeben, als bei einem Verfahren ee maß der vorliegenden Erfindung mit Haltesignalen F.-.n Ausi'uhmngsbeispie! der Eulndung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt _a5

Fig ! eine schematische Darstellung des Gasentladung Anzeigefeldes,

I- i g. 2 eine Gruppe von Impulszügen zur Erklärung der ArK-itsweise der in Fig. 1 gezeigten Anordnung

Fig i zeigt eine Tafel 10 mit 16 einzelnen Entladungs/dien, die an den Schnittpunkten vertikaler Leitungen V₁ bis V_n und horizontaler leitungen H bis λ/, liegen. Die vertikalen Treiberleitungen sind als Leiter auf der Oberseite der Tafel und die horizontalen als Leiter auf der Unterseite der Tafel dargestellt. Die Tafel 10 enthält ein ionisierbares Gas in einer abgedichteten Umhüllung; die Bereiche der Koordinatenscnnittpunkte der vertikalen und horizontalen Treiberleitungen sind als Entladungszellen bezeichnet. Eine Anzahl derartiger Zellen ist mit A und B bezeichnet. Es wurde ein Gasgemisch von 99,9 % Neon und 0,1 % Argon verwendet. Die Gas-/.enen werden im Schreibbetrieb wahlweise gezündet durch Anlegen eines ersten Potentials an die zu einem Schnittpunkt gehörende horizontale Treiberleitung +5 und eines zweiten Potentials an die zu dem Schnittpunkt gehörende vertikale Treibcrleitung, derart, daß die Potentialdiffcrenz ür^er der gewählten Zelle das Zündpotential des Leuchtgases übersteigt. Wenn diese einmai gezündet ist, wird sie im gezündeten Zustandgehalten durch ein periodisches Haltesignal auf der vertikalen und der horizontalen Leitung, dessen Amplitude höher als der Haltepegel und niedriger als die Amplitude des Zündpotentials ist. Typische Betriebsspannungen für ein Gasgemisch der beschriebenen Art sind 190 V zum Schreiben und 150 V zum Halten. Jede gezündete Zelle kann gelöscht werden in einer sog. Löschoperation, wobei man zuerst das Potential auf der Zelle auf 0 reduziert, dann einen Impuls mit einer Löschamplitude und einer Polarität anlegt, die der Polaritä? der letzten Halteändcrung entgegengesetzt ist, pnd wobei man dann dieses Null-Potential während eines festgelegten Zeitraumes nach dem Loschimpuls beibehält. Durch wahlweise Schreiboperationen kann Information erzeugt und durch erleuchtete Zellen bildlich* dargestellt werden. Eine solche Information Kann durch Halteoperationen beliebig lange regeneriert werden. Für die vorliegende Πί findung wird der Klarstellung halber nur die Halteoperation beschrieben.

Die Tafel lü enthält mehrere Pilotiicht-Entladungszellen, die willkürlich auf die Tafel verteilt bind und einen gleichmäßigeren Zündbetrieb der übrigen Zellen sicherstellen. Solche Pilotzellen werden nach einer Anfangsxündung durch Haltesignale leuchtend gehalten.

Allgemein liefert beim Betrieb der vorliegenden Erfindung die horizontale Auswahlschaltung ein Signa! gegebener Polarität auf ausgewählte Leitungen 15 bis 18 und wählt dadurch einen der angeschlossenen Leitungstreiber 21 bis 24 für eine Schreib- oder Löschoperation aus. Da der Betrieb unterschiedliche horizontale und vertikale Haltesignale zum Anlegen an benachbarte Zellen erfordert, sind zwei Haltetreiber erforderlich Der Λ',-Hori/ontal-Haltetreiber 27 liefert Belriebssignale auf eine Leitung 31 und eine Leitung 32 zur Steuerung des B<. riebes der .Y₁-LeI-tungstreiber 21 und 23, während de_ identische AV Haltetreiber 27' den Betrieb der ÄVLeitungstreiber 22 und 24 steuert. Mit den Eingangssteuersignalen auf dnn Leitungen 33 und 33' werden der Ä",-Halteireibc 27 und der .Υ,-Haltetitiber 27' gesteuert. Die vertikalen Leitungstreiber 41 und 43 liefern K₁-Betriebsspannungen an die entsprechenden vertikalen Leitungen 46, 48. während die Leitungstreiber 42, 44 VVBetriebsspannungen an die entsprechenden Vertikalleitungen 47 und 49 liefern. Eine vertikale Auswahlschaltung 45 liefert ein Signal gegebener Polarität auf eine ausgewählte Leitung 51 bis 54 und wählt dadurch einen der Leitungstreiber 41 bis 44 für eine Schreib- oder Löschoperation aus. Der Κ,-Haltetrei her 55 liefert Betriebssignale über die Leitungen 61 und 62 an die K₁- Leitungstreiber 41 und 43 auf Grund der an den Haltetreiber 55 von der Leitung Λ3 angelegten Steuersignale, während der identische K₂-HaI-tetreiber 55' Betriebssignale an die K₂-Leitungstrei ber 42 und 44 liefert. Alle Leitungstreiber empfangen Steuersignale von einer Lösch- und Schreib-Steuerschaltung 60, sobald eine Lösch- oder Schreiboperation erfolgt. Zu allen anderen Zeiten übernehmen die Halteschreiber Haliepperationen auf Grund der Steuersignale auf entsprechenden Eingangsleitungen 33, 33' und 63, 63'. Die Lösch- und Schreib-Steuerschaltung 60 empfängt Steuersignale für Schreib- und Löschoperationen; diese Steuerung liegt jedoch außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung und wurde daiier in der Beschreibung weggelassen.

Die vorliegende Erfindung arbeitet nach einem Prinzip, bei welchem die Haltesignale in der X- und in der K-Richtun^ an alle Zellen gleichzeitig angelegt werden, wobei jedoch die an eine Zeile oder Spalte angelegten Signale um 90° phasenverschoben sind. Gemäß den Darstellungen in Fig. 2 A, 2B, 2C und 2 D ist das an jeue der Horizontalleitungen H₁ bis W_n und an jede der Vertikalleitungen Y₁ bis Y_n angelegte Potential ein Rechteckimpulszug. Die resultierende Potcntialdifferenz über jeder Zelle ist ein zusammengesetztes Signal, welches man durch Addition der entsprechenden Koordinatenpotentiale gemäß der Darstellung in Fig. 2 E und 2 G erhält.

Die Arbeitsweise des in F i g. 1 gezeigten Gasentladungsanzeigefeldes wird anschließend in Zusammenhang mit den in Fig. 2 gezeigten Impulszugen im einzelnen erklärt. Der Taktzyklus, in welchem die entsprechenden X- und K-Treibersignale an die Tafel angelegt werden, ist eine Wiederholung der Reihen-

folge T₁ bis T₄; die Impulszüge sind relativ zu diesem Taktzyklus aufgezeichnet. Die horizontalen Haltesignale X₁ und X₂ in F i g. 2 A und 2 B werden an jede zweite Zeile der Gastafelmatrix von den Haltetreibern 27, 27' angelegt und sind um 180° gegeneinander phasenverschobene Rechteckimpulszüge. In gleicher Weise sind die in F i g. 2 C und 2 D gezeigten Signale Y₁ und Y₂ um 180° gegeneinander phasenverschobene Rechteckimpulszüge (die außerdem noch um 90° gegen die entsprechenden horizontalen Treibersignale A", und X₁ phasenverschoben sind), welche von den Haltetreibc rn 55 und 55' an jede zweite vertikale Treiberleitung angelegt werden. In den zur Darstellung gewählten Impulszügen laufen die Treibersignale Y₁ und Y₂ in den Fig. 2C und 2D ihren Gegenstücken A", und A"₂ in den Fig. 2 A und 2 B um 90" voraus. Der in Fig. 2E gezeigte Impulszug ist ein zusammengesetztes Signal, das man durch algebraische Subtraktion des Impulszuges A", in Fig. 2 A vom Impulszug Y₁ in Fig. 2C erhält. Dieser Impulszugstellt das Signal dar, welches in jeder zweiten Zeile und Spalte über den Zellen erscheint. Den in Fig. 2 G ge/eigtrn Impulsmg erhält man durch Subtraktion des in l· i g. 2 B gezeigten Signals vom in F i g. 2 C gezeigten Impulszug. Dieser Impulszug stellt das zusammengesetzte Signal dar, welches in den übrigen Zeilen und Spalten an die Entladungszellen angelegt wird. Der in Fig. 2E und 2G gezeigte zusammengesetzte Impulszug übersteigt mit seiner Amplitude den angegebenen Haltepegcl; die positiven und negativen Maxima dieser Signale reichen aus, um alle vorher gezündeten Zellen im Leuchtzustand zu halten. Die Impulse in den Fig. 2 F und 2 H kennzeichnen die Zündzeiten der entsprechenden Zellen A und B.

Im Zusammenhang mit den beiden in Fig. 1 gezeigten benachbarten Einzelzellen 65 und 67, die als repräsentativ für die Zellen A und ß ausgewählt wurden, wird anschließend die Halteopcration beschrieben. Die Zellen A und B werden durch die horizontalen Treibersignale A', bzw. A\ und das vertikale Treibersignal Y, erregt. Wenn angenommen wird, daß beide Zellen 65 und 67 vorher in einer Schreiboperation gezündet wurden und daß diese gezündeten Zellen jetzt erleuchtet gehalten weiden sollen, dann werden die in den Fig. 2 A und 2 B gezeigten Haltesignale X₁ und X₁ von den Leitungstreibern 21 und 22 an die A*,-Treiberleitung 25 bzw. die AT₂-Treiberleitung 26 angelegt. Das durch die Fig. 2C dargestellte Y₁-Haltesignal wird über den Leitungstreiber 41 an die Y,-Leitung 46 und somit an die Zellen A und B und 67 gelegt. Beginnend mit der Zeit T₁ übersteigt das in der Fig. 2G (Y₁-A₂) gezeigte Potential das Haltesignal, und die Zelle 67 wird gezündet. Dadurch wird ein Wandladungsphänomen erzeugt, nach welchem die Zellwände auf entgegengesetzte Polarität aufgeladen werden, und die aus der Entladung der Zelle 67 resultierende Ladungswolke veranlaßt eine Ionen- oder Elektronenwanderung zu den negativen bzw. positiven Wänden. Beim konventionellen Betrieb neigen die Ladungswolkenelemente dazu, zu den Wänden benachbarter Zellen zu wandern, wenn alle Gaszellen gleichzeitig gehalten werden. Bei der vorliegenden Erfindung befinden sich gemäß Darstellung in den Fig. 2 A und 2C jedoch die A"- und Y-Leiter oder Wände der Zelle A benachbarter Zellen auf einem positiven Potential, wenn B₁ zur Zeit T_x zündet. Fig. 2 E zeigt jedoch, daß das resultierende Potential

to über diesen Zellen null ist. Durch das an beide Wänden der Λ-Zellen zur Zeit T₁ angelegte positive Potential werden jedoch nur die negativen Elektrone an die /!-Zellen angezogen. Da diese zu den /t-Zellen wandern wollen, veranlaßt das resultierende Un-

t5 gleichgewicht in den ß-Zellen einige Elektronen, zu den B-Zellen zurückzukehren. Zur Zeit T₂ steigt das an die /4-Zellen angelegte und in Fig. 2E gezeigte Potential auf das Haltepotential an, und die Zelle 65 wird erneut gezündet oder gehalten. Das an beide Lei-

ao terder B-Zelle angelegte Potential ist jedoch negativ, und das Nettopotential über der Zelle ist gemäß Darstellung in Fig. 2G null. Unter diesen Umständen werden nur die Ionen aus der B-Zellenzündung an die negativ geladenen Wände der /4-ZelIen angezo-

a5 gen. Cümentsprechend wird nur die Hälfte der Ladungspartikel an die ß-Zellen angezogen, Wenn die benachbarten /4-Zellen gezündet werden und umgekehrt. Dieser Vorgang, der in den beiden vollständigen Zeitzyklen dargestellt ist, wird wiederholt, so daß bei Zündung einer der beiden Zellen A oder B an die gegenüberliegende Zelle ein Potential mit derselben Polarität an beide Wände angelegt wird, und daß der Potentialeinfluß der benachbarten Wandladungen auf ein Minimum von 50% reduziert wird. Die in Fig. 2F und 2G gezeigten Impulse bezeichnen die Zeiten, an denen die /4-Zellen und die ß-Zellen gezündet werden, nämlich die B-Zellen zur Zeit T₁ und 7", und die /1-Zellen zur Zeit T₂ und T₄. Diese Betriebsart unterscheidet sich vollständig vom konventionellen Betrieb, bei dem alle Zellen in demselben Quadranten gezündet werden müssen und bei dem die beim Zünden einer Zelle entstehende Ladungswolke zur benachbarten Zelle driften und positive sowie negative Wandladungen aufheben kann, wodurch

♦5 die Nachbarzelle gezündet oder gelöscht wird. Diese Wanderung führt bei konventionellen Gasentladungsanzeigefeldern zu einer Begrenzung dtr Dichte der Entladungszellen und zu einer unerwünschten Begrenzung des Auflösungsvermögens. In der Praxis sind Anzeigefelder mit einem hohen Auflösungsvermögeri von 20 und 40 Zeilen pro cm oder 400 bis 160C Leuchteinheiten pro cm² möglich. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei der Verhinderung einer gegenseitigen Beein

flussung benachbarter Zellen beim Halte- odei Adressierbetrieb eine höhere Auflösung in der Darstellung der anzuzeigenden Information erzielt werden kann.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur optischen Darstellung von Informationen in einem flachen, mit einem durch Ionisation zum Leuchten anregbaren gasgefüllten, planparallelen Entladungsraum, der auf den die Entladungsstrecke abgrenzenden gegenüberliegenden Seiten von jeweils einem Feld parallel verlaufender elektrischer Erregerleiter überzogen ist, wobei die beiden Leiterfelder zueinander orthogonal und matrixförmig orientiert sind und jedem Kreuzungspunkt der Leitermairix eine Entladungszelle zugeordnet ist und die jeder Entladungszelle zugeordneten Erregerleiter mit einer den Status einer gezündeten bzw. nichtgezündeten Entladungszelle aufrechterhaltenden Haltspannung und einem zusätzlichen, eine Zündung einer nichtgezüY.deten Entladungszelle bedingenden Spannungswert beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche nebeneinanderliegenden Zeilen oder Spalten der Leitermatrix mit um 180° phasenverschobenen Haltesignalen (5 und S') beaufschlagt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatenlciter einer Entladungszelle mit um 90° phasenverschobenen Haltesignalen beaufschlagt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltesignal einen einer mäandeHormig'n Rechteckspannung entsprechenden Verlauf aufweist.

4. Anordnung zur Durch.ührung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter der Leitermatrix mit einer Leitungs-Treiberschaltung (21-24; 41-44) verbunden ist und daß alle ungeradzahligen Treiberschaltungen für jeweils eine Koordinatenrichtung mit einer ersten Halte-Treiberschaltung (27, 55) für das nicht phasenverschobene Haltesignal S und daß alle geradzahligen Leitungs-Treiberschaltungen für jeweils eine Koordinatenrichtung mit einer zweiten Halte-Treiberschaltung (27', 55) für das um 180° phasenverschobene Haltesignal S' verbunden sind.