DE2366123C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Halbton-Bildanzeigevorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine solche
Vorrichtung ist Gegenstand des älteren deutschen Patents
22 64 175, welches nicht zum Stand der Technik gehört.
Aus der FR-PS 15 03 719 ist bereits eine Halbton-Bildanzeigevorrichtung
bekannt. Dabei wird jeweils die Einschalt-
Zeitdauer der Bildelemente gesteuert, und zwar gemäß der
Amplitude des Videosignals für das jeweilige Bildelement.
Dabei muß für jedes einzelne Bildelement eine Schaltung
zur Steuerung der Einschaltdauer vorgesehen werden. Dies
ist praktisch nicht durchführbar.
Daher wird gemäß der US-PS 35 90 156 versucht, eine
Schaltung zur Steuerung der Einschaltdauer für eine Vielzahl
von Tastzeilenperioden unter Zeitaufteilung zu
verwenden. Dabei beträgt jedoch die maximale Lumineszenzdauer
der einzelnen Bildelemente nur wenige Tastzeilenperioden,
so daß die maximale Helligkeit relativ gering ist.
Außerdem ist die Anzahl der erreichbaren Halbtonstufen
klein.
Aus der DT-PS 22 64 175 ist es ferner bereits bekannt,
eine Halbton-Bildanzeige dadurch zu verwirklichen, daß
man eine Anzahl Leuchtpunkte unterschiedlicher Leuchtintensität
zu einem Bildelement kombiniert. Wenn dabei
jedoch eine größere Anzahl von Halbtonstufen erwünscht
ist, so nimmt das Bildelement eine größere Fläche ein,
so daß die Auflösung herabgesetzt ist. Ferner ist es aus
der US-PS 36 54 388 bekannt, eine Halbton-Bildanzeige
dadurch zu erreichen, daß man die Haltespannungen
einer Plasmaanzeigetafel steuert. Dabei sind jedoch
die Betriebsgrenzen, innerhalb deren gearbeitet werden
kann, für den praktischen Einsatz zu eng.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Halbton-Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs derart weiterzubilden, daß man
mit einfachen Mitteln eine große Anzahl von Halbtonstufen
bei großer maximaler Helligkeit erreichen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht einer Plasma-Anzeigetafel für die
Zwecke der Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ein Wellenformdiagramm zur Veranschaulichung der allgemeinen
Anzeigevorgänge bei einer Plasma-Anzeigetafel;
Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Prinzips der
Halbtondarstellung durch Frequenzänderung gemäß der
Erfindung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 6 ein Diagramm der Wellenformen zur Veranschaulichung
der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform
gemäß Fig. 5;
Fig. 7 ein Detailschaltbild eines Teils der
ersten Ausführungsform gemäß
Fig. 5;
Fig. 8 ein Detailschaltbild eines weiteren Teils der
ersten Ausführungsform gemäß Fig. 5;
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Bereichs
einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 10 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Prinzips
eines ersten erfindungsgemäßen Systems mit Hybriddarstellung;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit der Hybriddarstellung gemäß Fig. 10;
Fig. 12 ein Diagramm der Wellenform zur Veranschaulichung der
Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform
gemäß Fig. 11;
Fig. 13 ein Detailschaltbild eines Teils
der zweiten Ausführungsform
gemäß Fig. 11;
Fig. 14 ein Detailschaltbild eines weiteren Teils
der zweiten Ausführungsform
gemäß Fig. 11;
Fig. 15 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Prinzips eines
weiteren erfindungsgemäßen Systems
mit Hybriddarstellung;
Fig. 16 ein Blockschaltbild der dritten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hybriddarstellung gemäß
Fig. 15;
Fig. 17 ein Diagramm der Wellenformen zur Veranschaulichung
der Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 16;
Fig. 18 ein Detailschaltbild eines Teils der
Ausführungsform gemäß Fig. 16 und
Fig. 19 ein Detailschaltbild eines weiteren Teils der
Ausführungsform gemäß Fig. 16.
Zunächst sollen anhand der Fig. 1 und 2 die konstruktiven
Merkmale einer Plasma-Anzeigetafel erläutert werden. Das Bezugszeichen
1 bezeichnet die Plasma-Anzeigetafel insgesamt,
welche eine untere Platte 10 und eine obere Platte 20 sowie
sein Trennelement 30 umfaßt. Die untere Platte 10 umfaßt
ein rechteckiges Substrat 12 aus transparentem Material wie
Glas. Eine erste Gruppe Y von dünnen Steuerleitungen
Y₁, Y₂, . . . Y y sind in der Oberfläche des Substrates 12 angeordnet.
Wie Fig. 1 zeigt, sind diese Steuerleitungen linear
und parallel zueinander in nahezu gleichen Abständen voneinander
in Längsrichtung des Substrates 12 angeordnet. Die erste Gruppe
von Steuerleitungen Y ist im mittleren Bereich von einer
transparenten Isolierplate 16 bedeckt, und die beiden Endbereiche
liegen offen. Die Platte 16 besteht z. B. aus Glas.
Eine Vielzahl von Nuten sind in der Oberfläche der Platte 16,
welche das Substrat berührt, ausgebildet, und die einzelnen
Steuerleitungen Y₁, Y₂, . . . Y y passen in diese Nuten. Die andere Oberfläche
16 A der Platte 16 ist flach. Ähnlich der unteren Platte
10 hat auch die obere Platte 20 ein rechteckiges Substrat 22,
bestehend aus einem transparenten Isoliermaterial wie Glas.
Eine zweite Gruppe X von dünnen Steuerleitungen X₁, X₂, . . . X x
ist auf einer Oberfläche des Substrats 22 angeordnet. Wie
Fig. 1 zeigt, sind auch diese Steuerleitungen linear und
parallel zueinander und in nahezu gleichen Abständen zueinander
in Längsrichtung des Substrates 22 angeordnet. Auch der
mittlere Bereich dieser Gruppe von Steuerleitungen X ist mit
einer transparenten Isolierplatte 26, bestehend z. B. aus Glas,
bedeckt, wobei die beiden Endbereiche freiliegen. Eine Vielzahl
von Nuten sind in der Oberfläche der Platte 26, welche das
Substrat 22 berührt, ausgebildet, und die einzelnen Steuerleitungen
X₁, X₂, . . . X x passen in diese Nuten. Die Oberfläche
26 A der Platte 26 ist flach.
Zwischen den Platten 10 und 20 ist das Trennelement 30
sandwichförmig angeordnet, so daß die Substrate 12 und 22
hinsichtlich ihrer Längsachsen senkrecht zueinander angeordnet
sind. Die erste Gruppe der Steuerleitungen liegt senkrecht
zur zweiten Gruppe der Steuerleitungen. Das Trennelement 30
hat eine rahmenförmige Gestalt in Form einer fast quadratischen
Platte. Dieses Trennelement 30 ist derart angeordnet, daß
es die äußeren Kantenbereiche der Oberflächen 16 A und 26 A berührt,
so daß ein hermetisch abgeschlossener Hohlraum 32 zwischen den
Platten 16 und 26 gebildet ist. In jedem Bereich des Hohlraums
32 ist der Abstand zwischen den Oberflächen 16 A und 26 A im wesentlichen
gleich. Der Hohlraum 32 ist durch Evakuierung von Luft
befreit und mit einem inaktiven Gas, wie Neongas oder Argongas
gefüllt. In diesem Hohlraum sind eine Vielzahl von Bildelementen
oder Leuchtelementen gebildet. Die Bildelemente
befinden sich an den Stellen, an denen sich die Steuerleitungen
Y₁, Y₂, . . . Y y und die Steuerleitungen X₁, X₂, . . . X x
kreuzen. In vorliegender Beschreibung wird die Gruppe Y von
Steuerleitungen als y-Steuerleitungen und die zweite Gruppe X
von Steuerleitungen als x-Steuerleitungen bezeichnet. Die
y-Steuerleitungen dienen der Vertikalabtastung.
Diese Plasma-Anzeigetafel arbeitet in folgender Weise:
Die nachfolgende Beschreibung gibt grundlegende Vorbetrachtungen
zum besseren Verständnis der Erfindung.
In Fig. 3 sind verschiedene Wellenformen dargestellt,
wobei (a) die Spannung V X bedeutet, welche an die x-Steuerleitungen
angelegt wird. Diese Spannung umfaßt eine
Spannung V CX , welche mit einer durchgezogenen Linie dargestellt
ist, sowie eine Spannung V PX , welche mit einer gestrichelten
Linie dargestellt ist. Die Spannung V CX , d. h.
die Haltespannung, liegt ständig an allen x-Steuerleitungen
an. Die Spannung V PX dient als Einschaltimpuls für
eine der x-Steuerleitungen, welche dem einzuschaltenden
Bildelement zugeordnet ist.
Die Haltespannung V CX auf der x-Seite erscheint in Form
eines Impulszugs mit einer Vielzahl von Impulsen 35.
Die Impulse 35 sind quadratisch und haben eine Dauer t₁
und sie wiederholen sich mit einem Zeitintervall von t₂.
Die Impulshöhe ist so festgelegt, daß sie kleiner ist
als die Entladungsstartspannung |V f | für jedes Bildelement.
In diesem Beispiel ist das Zeitintervall t₂ dreimal so
groß wie die Impulsbreite Tt₁ (t₂ = 3t₁). In anderen Worten,
die Wiederholungsperiode t des Impulses 35 beträgt 4t₁.
Diese Periode t beträgt z. B. 100 µsec.
Fig. 3 (b) zeigt eine Spannung V Y , welche an den y-Steuerleitungen
anliegt. Diese Spannung umfaßt eine Spannung
V CY , welche mit einer ausgezogenen Linie dargestellt
ist, sowie eine Spannung V PY und V Q , welche mit gestrichelten
Linien dargestellt sind. Diese Spannung P PY dient als Einschaltimpuls
für eine der y-Steuerleitungen, welche dem
einzuschaltenden Bildelement zugeordnet ist. Die Spannung V Q
ist die Ausschaltspannung. Die Haltespannung V CY auf der
y-Seite hat die Form eines Impulszugs mit einer Vielzahl
von Impulsen 36. Diese Spannung entspricht der Haltespannung
V CX auf der x-Seite mit Ausnahme des Zeitpunktes,
zu dem die Impulse auftreten. Der Impuls 36 erscheint
jeweils zwischen zwei benachbarten Impulsen 35. Somit
beträgt das Intervall zwischen zwei Impulsen 35 und 36
2t₁ oder 1/2t.
Fig. 3 (c) zeigt eine Wellenform der Spannung, welche an dem
Bildelement anliegt. Diese Spannung umfaßt eine Haltespannung
V C , welche mit einer ausgezogenen Linie dargestellt
ist, sowie einen Einschaltimpuls V P und einen Ausschaltimpuls
V Q , welche mit gestrichelten Linien dargestellt
sind. Die Haltespannung V C ist die Summe der Haltespannungen
V CX und V CY . Sie liegt ständig an allen Bildelementen an.
Die Haltespannungen V CX und V CY liegen an, so daß ihre
Impulse 35 und 36 an der x-Steuerleitung und an der y-Steuerleitung
positiv sind. Von den einzelnen Bildelementen aus
gesehen haben jedoch die Impulse 35 und 36 umgekehrte
Polarität. In Fig. 3 (c) ist z. B. der Impuls 35 positiv
und der Impuls 36 negativ.
Der Einschaltimpuls V P ist gleich der Summe der Impulse
V PX und V PY . Die Impulse V PX und V PY werden gleichzeitig
auf das Bildelement übertragen, welches einzuschalten ist.
Da diese Impulse verschiedene Polaritäten aufweisen, wie
Fig. 3 (a) und (b) zeigen, werden die beiden Impulse im
Einschaltimpuls V P kombiniert. Der Einschaltimpuls V P
liegt gleichzeitig mit dem Impuls 35 oder dem Impuls 36
während der Impulsdauer t₁ an. Demzufolge addieren sich
die Impulse 35 oder 36 zu dem Einschaltimpuls V P , und die
Gesamtimpulshöhe übersteigt die Entladungsstartspannung
|V f | des Bildelementes, so daß an diesem Bildelement
eine Entladung einsetzt. Zum Beispiel leuchtet das Bildelement,
welches durch die Steuerleitungen Y i und X j gesteuert
wird, auf, wenn dieses Bildelement den Einschaltimpuls
V P empfängt.
An dem zum Leuchten gebrachten Bildelement entwickelt sich
als Ergebnis der Entladung aufgrund der positiven
Ionen und der Elektronen, welche während der Entladung gebildet
werden, ein Spannungswall V W . Die Wellenform dieses
Spannungswalls ist in Fig. 3 (d) dargestellt. Wenn das Bildelement,
welches den Steuerleitungen Y i und X i zugeordnet
ist, einen Einschaltimpuls V P gemäß Fig. 3 (c) empfängt und wenn
der Impuls 35, welcher in bezug auf die x-Steuerleitung positiv
ist, angelegt wird, so werden die in diesem Bildelement erzeugten
Elektronen und Ionen in Richtung der X j -Steuerleitung bzw.
der Y i -Steuerleitung beschleunigt. Demzufolge verbleiben die
Elektronen an der Oberfläche 26 A der Isolierplatte 26 und die
Ionen an der Oberfläche 16 A der Isolierplatte 16, wodurch ein
Spannungswall erzeugt wird. Dieser Spannungswall hat vom Beginn
der Entladung an die gleiche Polarität wie der Impuls 35.
Wenn der Spannungswall einen bestimmten Wert erreicht, hört
die Entladung des Bildelementes auf. Nach dieser Entladung
behält der Spannungswall den gegebenen kWert bei. Wenn sodann
der Impuls 36 ankommt, so addieren sich die Spannung
des Spannungswalls und die Impulsspannung des Impulses 36.
Hierbei übersteigt wiederum die Gesamtspannung die Ladungsstartspannung
-V f , so daß an dem Bildelement eine Entladung
stattfindet. Die Wallspannung erhöht sich wiederum mit der
gleichen Polarität wie der Impuls 36, bis die Wallspannung
einen gegebenen Wert erreicht, wodurch die Entladung an
dem Bildelement wiederum gestoppt wird. In dieser Weise
wiederholt sich die Entladung am Bildelement, nachdem
einmal durch den Einschaltimpuls V P eine Entladung herbeigeführt
wurde aufgrund des Spannungswalls, und zwar jedesmal,
wenn die Impulse 35 und 36 anliegen, ohne daß nochmals
der Einschaltimpuls V P benötigt wird. Dies ist die Gedächtnisfunktion,
welche die Plasma-Anzeigetafel charakterisiert.
Fig. 3 (e) bezeichnet eine Lumineszenzwellenform mit
Wiederholungszeit t p gleich 2t₁ oder 1/2t.
Die Abschaltspannung V Q wird angelegt, damit der Spannungswall
im wesentlichen terminiert wird. Bei diesem Beispiel
erfolgt der Abschaltimpuls V Q vor der Beaufschlagung mit
dem Impuls 35, nachdem der Impuls 36 beendet ist. Der Abschaltimpuls
bewirkt in Verbindung mit der Wallspannung
eine Entladung am Bildelement. Der Abschaltimpuls ist jedoch
sehr schmal, wodurch die Wallspannung gelöscht wird. In anderen
Worten, sobald einmal der Abschaltimpuls anliegt, tritt die
Entladung nicht mehr auf, es sei denn, ein Einschaltimpuls V P
würde wieder angelegt. In vorliegender Beschreibung wird die
Zeitperiode, welche mit dem Einschaltimpuls V P beginnt und mit
dem Abschaltimpuls V Q endet, als Leuchtperiode oder Einschaltperiode
T P bezeichnet. Während dieser Periode leuchtet
das Bildelement wiederholt in Intervallen von t p , d. h. 1/2t,
auf. Es muß bemerkt werden, daß diese Periode t p abhängt
von der Periode t der Haltespannung (Wechselspannung) V C gemäß
Fig. 3 (c) oder von der Frequenz f.
Das Prinzip der Erfindung beruht darauf, daß die mittlere
Helligkeit des Bildelementes oder des Leuchtpunktes während der
Einschaltperiode T P proportional der Frequenz f der Haltespannung
V C ist. Alle Bildelemente werden wiederholt abgetastet und die
Frequenz f und gegebenenfalls die Einschaltperiode T P werden
je nach der gewünschten Helligkeit geändert.
Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung des
Prinzips der Frequenzänderung. In Fig. 4 sind auf der Abszisse
die Zeit und auf der Ordinate die einzelnen
Horizontaltastzeilen aufgetragen. Die geraden Linien L₁, sL₂ und
L₃ bezeichnen die Vertikaltastzeilen für eine Periode, bestehend
aus drei Bildern oder Halbbildern. Das Videosignal kann mit
oder ohne Zeilensprung wiedergegeben werden.
In Fig. 4 werden die Bereiche I, II und III durch die
Haltespannung f₁, f₂ und f₃ in der weiter unten beschriebenen
Weise gesteuert. Dies ist ein Merkmal dieses erfindungsgemäßen
Systems. Das Videosignal eines Bildelementes, z. B. auf der
Zeile k, wird folgendermaßen binär codiert:
V = K(a₁w₁ + a₂w₂ + . . . a n w n )
wobei a₁, a₂, . . . a n den Wert "1" oder "0" haben können
und wobei V die Amplitude des Videosignals bedeutet und
wobei K eine Koinstante bedeutet und wobei w₁, w₂, . . . w n
Gewichte für die Codierung bedeuten. Zur Vereinfachung der
Beschreibung soll eine rein binäre Codierung mit 3 Bits und
mit den Gewichten w₁ = 1, w₂ = 1/2 und w₃ = 1/4 betrachtet
werden. Sodann erfolgt die Anzeige unter Verwendung der codierten
Signale a₁, a₂ und a₃. Zu den Zeiten t k1, t k2 und t k3,
wenn die Abtastung der k-ten Zeile in den einzelnen Bildern zu
Ende ist, wird das Bildelement, welches sich zuvor im Leuchtzustand
befand, abgeschaltet. Sodann wird im ersten Bild F₁
das Bildelement eingeschaltet, wenn a₁ = 1 gilt. Im zweiten
Bild F₂ wird das Bildelement eingeschaltet, wenn a₂ =1 gilt
und im dritten Bild F₃ wird das Bildelement eingeschaltet,
wenn a₃ = 1 gilt. Dies ist ein weiteres wesentliches Merkmal
der Erfindung. Sobald das Bildelement einmal
eingeschaltet ist, behält es seinen Leuchtzustand während der
gesamten Bildperiode bei.
Die Helligkeit des Bildelementes, welches in obiger Weise
durch das codierte Signal eingeschaltet wurde, ist proportional
der Frequenz f der Haltespannung im entsprechenden Bild oder
Halbbild. Demgemäß beträgt die mittlere Helligkeit B, gemittelt
über die drei Bilder oder Halbbilder
B = K′(a₁f₁ + a₂f₂ + a₃f₃)
wobei K′ eine Konstante ist.
Falls f₂ = f₁/2 und f₃ = f₁/4 gilt, ergibt sich
B = K″(a₁ + a₂/2 + a₃/4)
wobei K″ eine Konstante ist.
Die mittlere Helligkeit über die drei Bilder ist somit proportional
der Amplitude des in 3 Bits quantisierten Videosignals.
Somit kann eine Halbtonanzeige eines in 8 Helligkeitsstufen
leuchtenden Bildes verwirklicht werden. Bei dieser
Anzeigemethode werden drei Bilder oder Halbbilder für einen
Zyklus herangezogen. Dies bewirkt jedoch kein Flackern, solange
die Bildperiode oder Halbbildperiode kurz genug ist.
Tabelle 1 zeigt, wie oft das Bildelement in den Leuchtzustand
gebracht wird bei 8 Helligkeitsstufen aufgrund eines quantisierten
rein binär codierten Signals mit 3 Bits unter der
Bedingung, daß f₂ = 1/2f₁ und f₃ = 1/4f₁ gelten. Die
Helligkeitszahl über die drei Bilder aufgrund des Videosignals
wird entsprechend den Signalpegeln summiert. In der
Tabelle bedeutet f₁ die Frequenz der Haltespannung V C und f 1a
bedeutet die Einschaltzahl in jeder Bildperiode T F .
In Tabelle 1 bedeutet H, daß in dem jeweiligen Bild Lumineszenz
auftritt und L bedeutet, daß keine Lumineszenz auftritt. Von
den 8 Helligkeitsstufen ist die Stufe (111) die höchste, wobei
die Einschaltzahl 7/4 f 1a beträgt und die Stufe (000) ist die
kleinste, wobei keine Einschaltung auftritt. Wie gezeigt, besteht
ein Leuchtgradient im Hinblick auf die Einschaltzahl
je nach der Signalhöhe. Man sieht leicht ein, daß auf diese
Weise eine Halbtonanzeige möglich ist, da die Helligkeit
des Leuchtvorganges direkt von der Einschaltzahl abhängt.
Allgemein gesprochen, ist diese Frequenzänderungsmethode
dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanwert v des Videosignals
eines jeden Bildelementes unter Verwendung von n Gewichten
w₁, w₂, w₃, . . . w n für einen Zyklus, bestehend aus n aufeinanderfolgenden
Bildern, codiert wird:
V = K(a₁w₁ + a₂w₂ + a₃w₃ + . . . + a n w n )
wobei a₁, a₂, a₃, . . . a n den Wert "1" und "0" haben können
und wobei K eine Konstante ist. Somit wird im k-ten Bild
(k: 1, 2, 3, . . . n) das Bildelement, für welches a k = 1 gilt,
im Leuchtzustand gehalten und die Frequenz der Haltewechselspannung
ist proportional dem entsprechenden Gewicht w k .
Im folgenden soll ein konkretes Beispiel des Frequenzänderungsprinzips
der Erfindung erläutert werden, wobei auf die Fig.
5 bis 8 Bezug genommen wird.
Gemäß Fig. 5 erhält eine Zeitgeberschaltung 310 über
einen Anschluß 101 das Horizontalsynchronsignal S H des
Fernsehsignals. Demzufolge erzeugt die Zeitgeberschaltung
310 die Zeitsignale Sx, Sy₁, Sy₂, Sy₃, p und q an den Ausgangsanschlüssen.
Das Signal Sx bestimmt den Zeitpunkt und
die Breite der Haltespannung V CX , welche der Gruppe der X-Steuerleitungen
der Tafel 1 zugeführt wird. Die Signale Sy₁, Sy₂ und Sy₃
bestimmen die Zeit der Haltespannung V CY , welche den Y-Steuerleitungen
zugeführt wird. Die Signale p und q sind Zeitimpulse
für die Gewinnung des Einschaltimpulses V P und
des Ausschaltimpulses V Q . In Fig. 6 bezeichnet das Symbol
A das Horizontalsynchronsignal S H . Die Zeitsignale Sx,
Sy₁, Sy₂, Sy₃, p und q können z. B. durch monostabile
Multivibratoren in Kombination mit Zählern in an sich
bekannter Weise erzeugt werden. Das Taktsignal Sx wird
dem Anschluß S der X-Steuerschaltung 343 zugeführt, welche
eine Anzahl von N H X-Schaltkreisen aufweist. Diese Zahl ist
gleich der Zahl der Bildelemente auf einer Horizontaltastzeile.
Demzufolge wird durch die X-Steuerschaltung 343 eine Haltespannung
mit der Wellenform S x an allen x-Steuerleitungen
erzeugt. Der Aufbau der X-Schaltkreise wird weiter unten in
Verbindung mit Fig. 7 erläutert.
Parallel zu diesen Vorgängen wird an die Gruppe der y-
Steuerleitungen eine Haltespannung angelegt, welche durch
die Taktsignale Sy₁, Sy₂ und Sy₃ geregelt wird, und zwar
in jeder der Regionen I, II und III der Fig. 4.
Ein Bildzähler 363 empfängt über den Anschluß 102 die
Vertikalsynchronsignale S V des Fernsehsignals und erzeugt
Bildsignale F₁, F₂, F₃, F₁′, F₂′, F₃′ bei jedem Eintreffen
eines Vertikalsynchronsignals. Eine erste Torschaltung 351
läßt die Taktsignale Sy₁, Sy₂ und Sy₃ aufgrund der Bildsignale
entsprechend der Logik gemäß Tabelle 2 durch und erzeugt
Ausgangssignale g₁ und g₂.
Im Bild F₁ ist z. B. das Ausgangssignal g₁ gleich Sy₁ und
g₂ gleich Sy₃. Die Signale F₁, F₃ und F₂′ der durch den
Bildzähler 363 erzeugten Bildsignale haben eine Anzahl
von (N V +1) Bits. Sie werden der Y-Tastschaltung 330 zugeführt,
welche aus Schieberegistern besteht. Die Verschiebung
erfolgt aufgrund der Horizontalsynchronsignale S H als
Verschiebungstakt. N V bezeichnet die Zahl der y-Steuerleitungen,
d. h. die Zahl der darzustellenden Tastzeilen. In den
Bildern F₁, F₃ und F₂′ haben die Ausgangssignale der einzelnen
Stufen der Y-Tastschaltung in aufsteigender Reihenfolge
den Wert "1". Demgegenüber haben die Ausgangssignale
bei den Bildern F₂, F₁′ und F₃′ fortschreitend den Wert "0".
Zum Beispiel haben die Ausgangssignale der ersten, der zweiten, . . .
k-ten Stufe den Wert "1" und diejenigen der (k-1)-ten, . . .
(N V +1)-ten Stufe den Wert "0" zur Zeit t k , wenn die Abtastung
der Zeile k im ersten Bild vervollständigt ist. Einer der
Bereiche in Fig. 4 kann durch das Ausgangssignal der
Tastschaltung 330 bezeichnet werden. Die Y-Torschaltung
332 läßt die Taktsignale g₁ und g₂ aufgrund der Ausgangssignale
der Y-Tastschaltung 330 durch. Das erhaltene
Haltetaktsignal wird jedem der S-Anschlüsse der
Y-Schaltkreise zugeführt, welche die Y-Steuerschaltung 333
ausmachen. Ein Beispiel dieser Y-Torschaltung 332 zusammen
mit dem Y-Schaltkreis wird weiter unten im einzelnen unter
Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert. Die Y-Torschaltung 332
erzeugt g₁, wenn das Ausgangssignal der entsprechenden Stufe
der Y-Tastschaltung 330 den Wert "1" hat oder g₂, wenn dieses
Ausgangssignal den Wert "0" hat. Diese Signale g₁ und g₂
werden der Y-Steuerschaltung 333 zugeführt. Wie oben beschrieben,
werden die Signale g₁ und g₂ gemäß Tabelle 2
geschaltet. Somit nimmt die Haltespannung V CY , welche an der
Gruppe y-Steuerleitungen von der Y-Steuerschaltung 333 her
anliegt, die Wellenformen Sy₁, Sy₂ und Sy₃ in den Bereichen I, II
und III an. Zur Zeit t k in den ersten Bildern F₁ und F₁′
gehören z. B. die y-Steuerleitungen Y₁, Y₂, . . . Y k zum Bereich I
und werden durch die Haltespannung mit der Wellenform Sy₁ gesteuert,
und die y-Steuerleitungen Y k+1, Y k+2, . . . Y y gehören
zum Bereich II und werden durch die Haltespannung mit der
Wellenform Sy₂ gesteuert. Mit anderen Worten, es werden die
einzelnen Bildelemente durch verschiedene Y-Haltespannungen
entsprechend den Bereichen, zu welchen die Bildelemente gehören,
gesteuert. Somit werden im Bereich I die Bildelemente
mit den Wellenformen Sx und Sy₁ gesteuert. Im Bereich II werden
die Bildelemente durch die Wellenformen Sx und Sy₂ gesteuert.
Im Bereich III werden sie mit den Wellenformen Sx
und Sy₃ gesteuert. Die an den einzelnen Bildelementen anliegenden
Gesamthaltespannungen haben die Wellenformen
gemäß C₁, C₂ und C₃ in Fig. 6. Von den Haltespannungen,
welche an die Bildelemente der einzelnen Bereiche angelegt
werden, bewirkt jeweils ein Paar einer positiven und einer
negativen Spannung einen Leuchtvorgang während einer Horizontaltastperiode
in folgender Weise:
- - Das Paar Sx und Sy₁ bewirkt einen Leuchtvorgang mit 4 Zyklen im Bereich I.
- - Das Paar Sx und Sy₂ bewirkt einen Leuchtvorgang mit 2 Zyklen im Bereich II.
- - Das Paar Sx und Sy₃ bewirkt einen Leuchtvorgang mit 1 Zyklus im Bereich III.
Auf diese Weise ist es ersichtlich, daß die drei Tastbereiche
I, II und III durch die Haltespannungen mit Frequenzen
im Verhältnis 1, 1/2 und 1/4 gesteuert werden, wie anhand
von Fig. 4 erläutert.
Es folgt nun die Beschreibung der Signalcodierung und der
Einschaltvorrichtungen, welche entsprechend den codierten
Signalen betätigt werden. In Fig. 5 wird das Videosignal V
am Anschluß 100 empfangen und bei jedem Takt am Ausgang 361 eines
Taktgebers 360 abgetastet
und in Form von Binärsignalen a₁, a₂ und a₃ codiert, welche
einem X-Speicherregister 340 über eine zweite Torschaltung
352, die durch die Ausgangssignale des Bildzählers 363 gesteuert
wird, parallel zugeführt werden, und zwar auf folgende
Weise:
- - Das Signal a₁ wird dem X-Speicherregister in den ersten Bildern F₁ und F₁′ zugeführt.
- - Das Signal a₂ wird dem X-Speicherregister in den zweiten Bildern F₂ und F₂′ zugeführt.
- - Das Signal a₃ wird dem X-Speicherregister in den dritten Bildern F₃ und F₃′ zugeführt.
Das X-Speicherregister hat eine Anzahl von N H -Bits und umfaßt
ein Schieberegister, wobei die Verschiebung durch den
Takt 361 bewirkt wird. Es soll angenommen werden, daß die
Beziehung f C = f H N H /(1-α) gilt, wobei f C die Frequenz des
Taktes 361, f H die Horizontaltastfrequenz und α das Horizontalaustastverhältnis
bedeuten. Unter diesen Bedingungen wird
das Signal des in jeder Zeile darzustellenden Bildelementes
im X-Speicherregister 340 am Ende der Horizontaltastperiode
gespeichert. Das gespeicherte Signal wird in
das X-Steuerregister 341, welches eine Anzahl von N H -Bits
aufweist, überführt, wenn das Horizontalsynchronsignal S H
ankommt. Die X-Torschaltung 342 läßt das Einschalttaktsignal
P aufgrund des Ausgangssignals des X-Steuerregisters
341 durch. Das erhaltene Einschaltsignal wird dem Anschluß
eines X-Schaltkreises der X-Steuerschaltung 343 zugeführt.
Dies hat zur Folge, daß die X-Steuerschaltung 343 einen Einschaltimpuls
V PX erzeugt, welcher der X-Haltespannung überlagert
wird und an die einzelnen Steuerleitungen parallel
in folgender Weise angelegt wird:
- - Der Einschaltimpuls V PX wird an die x-Steuerleitungen angelegt, für die a₁ = 1 gilt, und zwar in den ersten Bildern F₁ und F₁′.
- - Der Einschaltimpuls V PX wird an die x-Steuerleitung angelegt, für die a₂ = 1 gilt, und zwar in den zweiten Bildern F₂ und F₂′.
- - Der Einschaltimpuls V PX wird an die x-Steuerleitung angelegt, für die a₃ = 1 gilt, und zwar in den dritten Bildern F₃ und F₃′.
Die Y-Tastschaltung 330 wird betätigt, so daß die Ausgangssignale
der ersten bis k-ten Stufen den Wert "1" haben und
diejenigen der (k+1)-ten bis (N V +1)-ten Stufen den Wert "0"
haben, und zwar bei t k1 im ersten Bild F₁. Die Y-Torschaltung
332 stellt die Grenzstelle zwischen dem Wert "1" und dem Wert
"0" fest und läßt die Abschalttaktsignale und die Einschaltzeitsignale
q und p in der k-ten Stufen, welche die Grenzstelle
bildet, durch. Das durchgelassene Signal wird den Anschlüssen
E und W der Y-Schaltkreise der Y-Steuerschaltung 333 zugeführt.
Bei t k führt die Y-Steuerschaltung 333 einen Abschaltimpuls
V Q der k-ten Y-Steuerleitung Y k zur Zeit q zu und ein Einschaltimpuls
V PY wird der gleichen Steuerleitung zur Zeit p
zugeführt. Der Wert des Ausschaltimpulses V Q ist derart bestimmt,
daß alle Bildelemente auf einer spezifischen y-Steuerleitung
allein durch den Impuls V Q ausgeschaltet werden. Ebenfalls
bei t k wird das Signal der Leitung k dem X-Steuerregister
341 zugeführt und ein Einschaltimpuls V PX entsprechend
diesem Signal wird der x-Steuerleitung beim selben Takt p
zugeführt. Demgemäß wird das Bildelement der k-ten Steuerleitung
beim Takt q ausgeschaltet. Während beim Takt p das
Bildelement, für welches a₁ = 1 gilt, im ersten Bild eingeschaltet
wird, so wird das Bildelement, für welches a₂ = 1
gilt, im zweiten Bild eingeschaltet, und das Bildelement für
welches a₃ = 1 gilt, wird im dritten Bild eingeschaltet.
Sobald das Bildelement einmal eingeschaltet ist, wird der
Leuchtvorgang im ersten Bild mit einer Periode f₁, im zweiten
Bild mit einer Periode f₁/2 und im dritten Bild mit einer
Periode f₁/4 wiederholt. Auf diese Weise kann eine Halbtonanzeige
mit 3 Bits, d. h. mit 8 Stufen, verwirklicht werden.
Im folgenden sollen die Schaltkreise der Steuerschaltungen
333 und 343 erläutert werden. Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm
eines X-Schaltkreises der X-Steuerschaltung 343 und eines
zugeordneten X-Torkreises. Fig. 8 zeigt ein Schaltdiagramm
eines Y-Schaltkreises der Y-Steuerschaltung 333 und eines
zugeordneten Y-Torkreises.
In Fig. 7 bedeuten S und W die Eingangsanschlüsse für das Haltesignal
bzw. das Einschaltzeitsignal. D bedeutet einen Ausgang,
welcher mit den Steuerleitungen der Tafel 1 verbunden ist.
Stromanschlüsse E S und E WX sind mit den Stromquellen verbunden,
welche Spannungen bereitstellen, deren Amplituden nahezu
gleich den Amplituden der Haltespannung V CX und der Einschaltimpulse
V PX sind. Wenn das Eingangssignal S X des Anschlusses
S den Wert "0" hat (d. h. niedriges Eingangssignal), so wird
dieses Signal in einem Nichtglied 343-1 invertiert und
ein Transistor 343-2 wird eingeschaltet und ein Transistor
343-4 wird ausgeschaltet. Demgemäß wird der Ausgang D
durch den Transistor 343-2 über eine Diode 343-5 auf
einem Potential nahe Null gehalten. Wenn das Eingangssignal
S X am Anschluß S den Wert "1" hat (d. h. hohes Eingangssignal),
so schaltet sich der Transistor 343-2 ab und der
Transistor 343-4, welcher durch den Transformator 343-3
gesteuert wird, wird eingeschaltet. Demgemäß erhöht sich
das Signal am Ausgang D in positiver Richtung bis auf einen
Wert nahe E S . Die Haltespannung, deren Amplitude den
Wert E S hat, wird somit am Anschluß D erzeugt, wenn ein Eingangssignal
dem Anschluß S zugeführt wird.
Wenn das Eingangssignal am Anschluß W den Wert "1" hat,
so schaltet sich ein Transistor 343-8 über eine Pufferstufe
343-6 und einen Transformator 343-7 ein, mit dem Ergebnis,
daß das Ausgangssignal am Anschluß D sich in negativer
Richtung auf einen Wert nahe E WX erhöht. Wenn das Eingangssignal
am Anschluß W den Wert "0" hat, so ist der Transistor
343-8 ausgeschaltet. Somit kann der Einschaltimpuls V PX
je nach dem Eingangssignal am Anschluß W erzeugt werden.
Die Transistoren 343-4 und 343-8 können nicht gleichzeitig
eingeschaltet werden, da die Eingangssignale an den Anschlüssen
S und W nicht gleichzeitig den Wert "1" haben
können. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7 ist derart
aufgebaut, daß der X-Torkreis, welcher dem X-Schaltkreis
zugeordnet ist, ein Einschalttaktsignal für den Anschluß
W erzeugt, wenn das Ausgangssignal der entsprechenden Stufe
des X-Steuerregisters 341 den Wert "1" hat. Daher können die
Einschaltimpulse durch die codierten Videosignale a₁, a₂ und a₃
gesteuert werden.
In Fig. 8 bezeichnen die Symbole S, W und E Anschlüsse für
die Haltetaktsignale, die Einschalttaktsignale
und die Ausschalttaktsignale. D bezeichnet einen Ausgangsanschluß,
welcher mit den y-Steuerleitungen der Tafel 1 verbunden
ist, und E S , E W und E E sind Anschlüsse, welche mit
Spannungsquellen verbunden sind, welche Spannungen liefern,
deren Amplituden gleich denjenigen der Haltespannung, des
Einschaltimpulses und des Ausschaltimpulses sind. Wenn das
Eingangssignal des Anschlusses S den Wert "1" hat, so wird
ein Transistor 333-3 A über einen Pufferkreis 333-1 A und
einen Transformator 333-2 A eingeschaltet und gleichzeitig
wird ein Transistor 333-6 oder ein ODER-Gatter 333-4 und ein
Nicht-Glied 333-5 ausgeschaltet. Demgemäß ändert sich das Ausgangssignal
am Anschluß D in positiver Richtung bis zu einem
Wert nahe E S . Dies tritt ebenfalls ein, wenn das Eingangssignal
am Anschluß W oder E den Wert "1" hat. Die Bezugszeichen 333-1 B
und 333-1 C bezeichnen Pufferkreise ähnlich dem durch 333-1 A
bezeichneten Pufferkreis. Die Bezugszeichen 333-2 B und
333-2 C bezeichnen Transformatoren ähnlich dem mit 333-2 A
bezeichneten. Ferner bezeichnen auch die Bezugszeichen
333-3 B und 333-3 C Transistoren. Wenn die Eingangssignale an
den Anschlüssen S, W und E allesamt den Wert "0" haben,
so wird der Transistor 333-6 eingeschaltet und das Ausgangssignal
am Anschluß D wird auf einem Potentialwert nahe Null
gehalten. In dieser Weise wird durch die Schaltung gemäß
Fig. 8 die Haltespannung V CY sowie der Einschaltimpuls
V PY und der Ausschaltimpuls V Q am Ausgang D
erzeugt, und zwar durch die Haltespannungs-, Einschalt-
und Ausschalttaktsignale, welche an den Anschlüssen S, W und
E anliegen.
Fig. 8 umfaßt eine Y-Torschaltung, welche dem Y-Schaltkreis
zugeordnet ist und welche in folgender Weise betätigt wird.
In bezug auf den k-ten Schaltkreis läßt die Y-Torschaltung die
Haltetaktsignale über die Tore 332-1 A, 332-1 B und 332-1 C
durch, wobei ein Ausgangssignal g₁ erzeugt wird, wenn das Ausgangssignal
der k-ten Stufe der Y-Tastschaltung 330 den Wert "1"
hat oder ein Ausgangssignal g₂, wenn das Ausgangssignal der
k-ten Stufe den Wert "0" hat. Dieses Ausgangssignal wird dem
Anschluß S des Schaltkreises zugeführt. Ferner erzeugt die
Y-Torschaltung ein Einschalttaktsignal p und ein Ausschalttaktsignal
q über ein binäres ODER-Gatter 332-2 sowie die
Tore 332-3 A und 332-3 B, wenn das Ausgangssignal der k-ten Stufe
der Y-Tastschaltung 330 von demjenigen der (k+1)-ten Stufe
differiert. Diese Taktsignale werden den Anschlüssen W und E
des Schaltkreises zugeführt. In dieser Weise wird die Haltespannung
jedem Tastbereich zugeführt und die Einschaltimpulse
und die Ausschaltimpulse werden abgetastet.
Im folgenden soll ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand
der Fig. 9 erläutert werden, welches ein Zeilensprungverfahren
erlaubt. In diesem Ausführungsbeispiel werden
eine Y-Tastschaltung 330 A und eine Y-Torschaltung 332 A
für die ungeradzahligen Halbbilder und eine Y-Tastschaltung
330 B und eine Y-Torschaltung 332 B für die geradzahligen
Halbbilder eingesetzt. Die Tast- und Torschaltungen sind
der Y-Tastschaltung 330 und der Y-Torschaltung 332
gemäß Fig. 5 ähnlich. Die Zahl der Stufen jeder der Tastschaltungen
ist gleich der Zahl der Tastzeilen in einem Halbbild.
Die Ausgänge der Torschaltungen 332 A und 332 B sind mit den
entsprechenden Stufen der Steuerschaltung 333 verbunden, welche
ebensoviele Stufen aufweist, wie insgesamt Tastzeilen vorhanden
sind. Die Tastschaltung 330 A für die ungeradzahligen Halbbilder
erhält für die Bilder F₁, F₃ und F₂′ aufeinanderfolgend
den Wert "1" und die Tastschaltung 330 B für die geradzahligen
Halbbilder erhält für die Bilder F₂, F₁′ und F₃′ nacheinander
den Wert "1". Das Signal g₁ wird als Haltetaktsignal
der Torschaltung 332 A zugeführt und das Signal g₂ wird der Torschaltung
332 B zugeführt. Wenn nun das Ausgangssignal der Tastschaltung
330 A den Wert "1" hat, so gelangt g₁ von der Torschaltung
332 A zu der entsprechenden Stufe der Y-Steuerschaltung
333. Wenn das Ausgangssignal der Tastschaltung 330 B den Wert
"1" hat, so gelangt g₂ von der Torschaltung 332 B zu der
entsprechenden Stufe der Y-Steuerschaltung 333. Die Einschalt-
und Ausschaltimpulse werden in gleicher Weise gesteuert, wie bei
dem Beispiel der Fig. 5. Die Haltespannung und die codierten
Signale, welche in aufeinanderfolgenden Halbbildern auftreten,
haben die in Tabelle 3 angegebenen Werte.
Somit ersieht man, daß auch beim Zeilensprungverfahren
auf diese Weise eine Halbtonbildanzeige möglich ist.
Es muß zu diesem Beispiel bemerkt werden, daß das Videosignal
entweder durch Zeilensprungverfahren wiedergegeben
wird, wobei ein vollständiges Bild aus zwei Halbbildern
aufgebaut wird oder durch ein Tastverfahren, wobei zwei
Halbbilder im wesentlichen das gleiche Bild darstellen mit
der halben Zahl der Tastzeilen.
In diesem Beispiel wird ein Zyklus der Haltespannung der
niedrigsten Frequenz während der Horizontaltastperiode
zur Einschalt- und Ausschalt-Steuerung bewirkt. Es können
jedoch auch mehrere Zyklen bei der niedrigsten Frequenz
auf eine horizontale Tastperiode entfallen, wobei keiner
der Vorteile dieses erfindungsgemäßen Systems verlorengeht.
Im folgenden sollen einige weitere Ausführungsformen von Hybrid-
Systemen der Erfindung beschrieben werden, bei denen
neben der Frequenz f der Haltespannung auch die Einschaltperiode
T p gesteuert wird.
Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung
des Prinzips eines Hybridsystems, wobei auf der
Abszisse die Zeit aufgetragen ist und wobei auf der Ordinate
die Horizontaltastzeilenposition dargestellt ist und wobei
die geraden Linien L₁, L₂ und L₃ vertikale Tastzeilen im
ersten, zweiten und dritten Bild oder Halbbild bezeichnen,
wobei angenommen wird, daß drei Bilder oder Halbbilder einen
Zyklus bilden. Der Einfachheit halber soll angenommen werden,
daß ein Halbbild einem Bild entspricht mit oder ohne Zeilensprung.
In Fig. 10 werden in den Bereichen I, II und III die
Haltespannung mit der Frequenz f, f/2 und f/4 angelegt.
Dies ist das erste Merkmal dieses ersten Hybrid-Systems.
In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen B die Einschaltperiode
für ein durch die codierten Signale a₁ bis a₆ gesteuertes
Bildelement. Die Einschaltperiode ist mit Ta für
die Signale a₁, a₂ und a₃ bezeichnet und mit Ta/8 für die
Signale a₄, a₅ und a₆. Dies ist das zweite Merkmal dieses
Hybridssystems. Der Einfachheit halber soll nun
das Bildelement auf der Zeile k betrachtet werden. Sodann
wird das Videosignal dieses Bildelements binär codiert:
V = k(a₁w₁ + a₂w₂ + . . . a n w n )
wobei a₁, a₂, . . . a n den Wert "1" oder "0" haben können
und wobei V die Amplitude des Videosignals bedeutet und
wobei w₁, w₂, . . . w n Codierungsgewichte sind. Zum Beispiel
wird eine rein binäre Codierung mit 6 Bits betrachtet.
Somit gilt
V = K(a₁ + a₂/2 + a₃/4 + a₄/8 + a₅/16 + a₆/32) (1)
Die Amplitude V wird somit in 64 Stufen quantisiert wie
b₁ = a₁ + a₄/8
b₂ = a₂ + a₅/8
b₃ = a₃ + a₆/8 (2)
b₂ = a₂ + a₅/8
b₃ = a₃ + a₆/8 (2)
Sodann ergeben sich die quaternären codierten Signale
b₁, b₂ und b₃
V = K(b₁ + b₂/2 + b₃/4) (3)
Diese Code-Umwandlung ist das dritte Merkmal dieses Hybridsystems.
Es soll nun angenommen werden, daß gemäß Fig. 10 a₁ und a₄
während Zeitintervallen Ta und Ta/8 dargestellt werden, und
zwar im Hinblick auf das codierte Signal b₁. Die zeitliche
gemittelte Helligkeit ist sodann
B₁ = K₁(a₁Ta + a₄Ta/8) = K₁′(a₁ + a₄/8) (4)
wobei K₁ und K₁′ Konstanten sind.
Somit ist die Helligkeit proportional dem quaternären
Wert b₁. Dieselbe Code-Umwandlung kann für b₂ und b₃
vorgenommen werden. Die codierten Signale b₁, b₂ und b₃
sind in bezug auf die Breite der Zeitspanne moduliert
und sie werden in vier Stufen angezeigt. Die Anzeige erfolgt
durch Anlegung von Aufrechterhaltungsspannungen mit Frequenzen
f, f/2 und f/4. Bei dieser Darstellung gehorcht die zeitliche
Helligkeit B der nachstehenden Beziehung:
B = K₂(b₁f + b₂f/2 + b₃f/4) = K′₂(b₁ + b₂/2 + b₃/4) (5)
wobei K₂ und K′₂ Konstanten sind.
Aus Gleichungen (1) bis (5) ergibt sich klar, daß die Helligkeit
des spezifischen Bildelementes proportional dem Videosignal
ist, welches binär mit 6 Bits codiert wurde und daß
eine Halbtonanzeige mit 64 Stufen erhalten wird. Dies ist
das fundamentale Prinzip des ersten Hybrid-Systems. Erfindungsgemäß
tritt kein Flickern bei der Anzeige mit einem
Zyklus von 3 Bildern oder Halbbildern auf, falls die Bildperiode
genügend kurz ist.
Tabelle 4 zeigt, wie oft ein Leuchtvorgang bei einer Halbtonanzeige
in 64 Stufen durch Quantisierung mit rein binärer
Codierung in 6 Bits erfolgt. Das Symbol Ta bezeichnet die
Einschaltperiode, A bezeichnet die Zahl der Einschaltungen,
wenn eine Haltespannung V C der Frequenz f angelegt wird. H be
zeichnet das Auftreten von Lumineszenz und L bezeichnet die
Fälle keiner Lumineszenz.
Dieses Prinzip kann verallgemeinert werden. Hierbei wird das
Videosignal V über einen Zyklus von n Bildern codiert, wobei
eine Anzahl von (m+n)-Gewichten u₁, u₂ . . . u m und
w₁, w₂, . . . w n verwendet wird:
wobei a₁₁, a₁₂, . . . a nm den Wert "1" oder "0" haben können
und wobei K eine Konstante ist. Somit ist im j-ten Bild
(j: 1, 2, . . . n) das Bildelement, für welches a jk =1 gilt,
eingeschaltet, und zwar mit einer Einschaltperiode, welche
proportional dem Gewicht u k ist (k: 1, 2, . . . m), wobei die
Frequenz f j der während dieser Periode angelegten Halte
spannung proportional dem Gewicht w j ist.
Ein konkretes Beispiel des ersten Hybridsystems wird im
folgenden anhand von Fig. 11 erläutert. Zunächst soll eine Ein
richtung zur Erzeugung der Haltespannung V C erläutert werden.
In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 410 eine Zeitgeber
schaltung, welche über den Anschluß 101 durch das Horizontal
synchronsignal S H des Fernsehsignals getriggert wird. Hier
durch erzeugt die Zeitgeberschaltung 410 Taktsignale
Sx, Sy₁, Sy₂, Sy₃p₁, p₂ und q mit den Wellenformen, welche
durch B 1 bis B 6 in Fig. 12 dargestellt sind. Das Signal Sx
bestimmt den Zeitpunkt und die Breite der Haltespannung V cx ,
welche an die x-Steuerleitungsgruppe der Tafel 1 angelegt
wird.
Die Signale Sy₁, Sy₂ und Sy₃ bezeichnen den Zeitpunkt der
Aufrechterhaltungsspannung V cy , welche an die Gruppe der
y-Steuerleitungen angelegt wird. Die Signale p₁ und p₂
bezeichnen den Zeitpunkt der Einschaltimpulse V px und V py und
das Signal q bezeichnet den Zeitpunkt des Ausschaltimpulses V Q .
In Fig. 12 bezeichnet das Bezugszeichen A die Wellenform des
Horizontalsynchronsignals S H , welches durch einen monostabilen
Multivibrator in Kombination mit Zählern erhalten werden kann.
Das Zeitsignal Sx liegt parallel am Anschluß S der X-Steuer
schaltung 443 an. Dies umfaßt eine Anzahl von N H X-Schalt
kreisen. Diese Zahl ist gleich der Zahl der auf einer Tastzeile
darstellbaren Bildelemente. Demzufolge erzeugt die
X-Steuerschaltung 443 die Haltespannung V cx mit der durch S x
dargestellten Wellenform. Diese wird an alle x-Steuer
leitungen angelegt. Der Aufbau der X-Schaltkreise soll
weiter unten anhand von Fig. 13 näher erläutert werden.
Eine weitere Haltespannung, welche durch die Signale
Sy₁, Sy₂ und Sy₃ gesteuert wird, liegt an der Gruppe der
y-Steuerleitungen im Bereich I, II und III der Fig. 10 an.
Der Bildzähler 463, welcher in diesem Beispiel verwendet
wird, empfängt über den Anschluß 102 das Vertikalsynchron
signal S V eines normalen Fernsehsignals und erzeugt Bild
signale, F₁, F₂, F₃, F₁′, F₂′ und F₃′, welche bei jedem
Vertikalsynchronsignal S V umgeschaltet werden. Eine erste
Torschaltung 451 läßt die Zeitsignale Sy₁, Sy₂ und Sy₃ aufgrund
der Bildsignale gemäß der Logik der Tabelle 5 durch und erzeugt
Ausgangssignale g₁, und g₂.
In Bild F₁ ist g₁ gleich Sy₁ und g gleich Sy₃. Die Bildsignale
F₁, F₃ und F₂′ werden der ersten Y-Tastschaltung 430 A zugeführt,
welche aus einem Schieberegister mit einer Zahl von (N V +1)
Bits besteht. N V ist die Zahl der y-Steuerleitungen,
d. h. die Zahl der darzustellenden Tastzeilen. Die Ver
schiebung erfolgt aufgrund des Horizontalsynchronsignals
S H , welches als Schiebetaktsignal dient. Somit erhalten
die Ausgänge der einzelnen Stufen der Y-Steuerschaltung
in fallender Reihenfolge in den Bildern F₁, F₃ und F₂′
den Wert "1" und in den Bildern F₂, F₁′ und F₃′ den Wert
"0". Zum Beispiel haben bei t k , d. h. am Ende des Tast
vorgangs der Zeile k im ersten Bild F₁ die Ausgänge der
ersten, zweiten . . . k-ten Stufen den Wert "1" und
diejenigen der (k+1)-ten . . . (N V +1)-ten Stufen den
Wert "0". Somit können durch die Ausgangssignale der
Tastschaltung 430 A die Bereiche (Fig. 10) bezeichnet
werden.
Die Y-Torschaltung 432 läßt die Zeitsignale g₁ und g₂ aufgrund
des Ausgangssignals der Y-Tastschaltung 430 A durch. Das
erhaltene Haltetaktsignal wird jedem Anschluß S der Anzahl von
N V Y-Schaltkreise, welche die Y-Steuerschaltung 433 bilden,
zugeführt. Ein Beispiel einer derartigen Y-Torschaltung
zusammen mit einem Y-Schaltkreis wird weiter unten anhand der
Fig. 14 näher erläutert. Kurz gesagt erzeugt die Y-Torschal
tung das Signal g₁ wenn das Ausgangssignal der entsprechenden
Stufe der Y-Tastschaltung den Wert "1" hat oder das Signal g₂,
wenn dieser Wert "0" ist. Die Signale g₁ und g₂ werden der
Y-Steuerschaltung zugeführt. Wie oben beschrieben, werden die
Signale g₁ und g₂ entsprechend Tabelle 5 umgeschaltet. Somit
erhält die Haltespannung V cy , welche an die Gruppe der y-Steuer
leitungen über die Y-Steuerschaltung 433 angelegt wird, die
Wellenformen Sy₁, Sy₂ und Sy₃ in den Bereichen I, II und III.
Bei t k in den ersten Bildern F₁ und F₁′ gehören die y-Steuer
leitungen Y₁, Y₂, . . . Y k zum Bereich I und werden durch die
Haltespannung mit der Wellenform Sy₁ gesteuert und die y-Steuer
leitungen Y k+1, Y k+2, . . . Y y gehören zum Bereich II und werden
durch die Haltespannung mit der Wellenform Sy₂ gesteuert. Mit
anderen Worten, die einzelnen Bildelemente werden durch ver
schiedene Y-Haltespannungen gesteuert, je nach den Bereichen,
zu denen die Bildelemente gehören. Im Bereich I wird das Bild
element durch die Wellenform Sx und Sy₁ gesteuert. Im Bereich II
wird das Bildelement durch die Wellenformen Sx und Sy₂ gesteuert.
Im Bereich III wird das Bildelement durch die Wellenformen Sx
und Sy₃ gesteuert. Die Gesamthaltespannungen, welche an die
einzelnen Bildelemente angelegt werden, haben die Wellenformen
C₁, C₂ bzw. C₃ gemäß Fig. 14. Von den den Bildelementen der
einzelnen Bereiche zugeführten Haltespannungen trägt je ein Paar
aus einer positiven und aus einer negativen Spannung zur
Lumineszenz während einer Horizontaltastperiode bei.
- - Das Paar Sx und Sy₁ trägt zur Lumineszenz während 4 Zyklen im Bereich I bei.
- - Das Paar Sx und Sy₂ trägt zur Lumineszenz während 2 Zyklen im Bereich II bei.
- - Das Paar Sy und Sy₃ trägt zur Lumineszenz während 1 Zyklus im Bereich III bei.
Auf diese Weise ist es möglich, daß drei Tastbereiche I, II
und III durch die Haltespannungen mit Frequenzen im Verhältnis
1, 1/2 und 1/4 gesteuert werden können, wie anhand von
Fig. 10 erläutert.
Die Einrichtungen zum Signalcodieren und zum Einschalten
unter Verwendung der codierten Signale sollen im folgenden
beschrieben werden. Gemäß Fig. 11 wird das Videosignal V
am Anschluß 100 bei jedem Takt 461, welcher durch eine
Taktquelle 460 bereitgestellt wird, abgetastet und in Binär
signale a₁ bis a₆ von 6 Bits codiert. Diese codierten
Signale werden parallel in nachstehender Weise bereitge
stellt, und zwar über eine zweite Torschaltung 452, welche
durch das Ausgangssignal eines Bildzählers 463 gemäß Tabelle 5
überwacht wird.
- - Die Signale a₁ und a₄ werden in den ersten Bildern F₁ und F₁′ ausgewählt.
- - Die Signale a₂ und a₅ werden in den zweiten Bildern F₂ und F₂′ ausgewählt.
- - Die Signale a₃ und a₆ werden in den dritten Bildern F₃ und F₃′ ausgewählt.
Diese Schaltungen können durch bekannte logische Schaltelemente
aufgebaut sein und daher wird deren Beschreibung ausgelassen.
Die codierten Signale a₁, a₂ und a₃, welche durch die Tor
schaltung 452 ausgewählt werden, werden dem X-Speicherregister
440 A über eine Verzögerungsschaltung 456 mit der Ver
zögerung Ta/8 zugeführt, während die anderen Signale a₄, a₅
und a₆ direkt am X-Speicherregister 440 B zugeführt werden.
Jedes X-Speicherregister umfaßt Schieberegister mit einer
Anzahl von N H Bits und wird durch einen Verschiebungstakt 461
betätigt. Wenn die Taktfrequenz f C der Beziehung f C =f H N H /1-α)
gehorcht, wobei f H die Horizontaltastfrequenz und α das Hori
zontalaustastverhältnis bedeuten, so wird das Signal eines
bestimmten darzustellenden Bildelementes einer speziellen
Zeile der X-Speicherregister gespeichert. Die darin gespeicherten
Signale werden in die X-Steuerregister 441 A und 441 B
überführt, deren jedes eine Anzahl von N H Bits aufweist. Dies
geschieht bei Ankunft des Horizontalsynchronsignals S H . Daher
wird zur Zeit t k , d. h. am Ende der Abtastung der Zeile k,
im ersten Bild F₁ das Signal a₁ der Zeile (k-m/8) in das
Register 441 A eingegeben und a₄ der Zeile k wird in das
Register 441 B eingegeben. Im Hinblick auf das Signal des Bild
elementes auf der Zeile k wird das Signal a₁ bei t k+m /8 in
das Steuerregister 441 A eingegeben und das Signal a₄ wird bei
t k in das Steuerregister 441 B eingegeben. Das Symbol m bezeichnet
einen Wert, welcher die Bedingung m=f H Ta erfüllt, wobei
Ta die Anzeigeperiode bedeutet.
Die X-Torschaltung 442 läßt die genannten Taktsignale p₁ und
p₂ aufgrund der Ausgangssignale der X-Steuerregister 441 A und
441 B durch. Das durchgelassene Einschaltsignal wird dem
Anschluß W eines jeden der X-Schaltkreise, welche die
X-Steuerschaltung 443 bilden, zugeführt. Die X-Torschaltung
und die X-Schaltkreise werden anhand der Fig. 13 später im
einzelnen erläutert. Der Einschaltimpuls V px der X-Steuer
schaltung 443 wird der X-Haltespannung überlagert und der
entsprechenden x-Steuerleitung für das Bildelement auf der
Zeile k in folgender Weise zugeführt.
- - In den ersten Bildern F₁ und F₁′ wird er zur Zeit p₁=t k+m /8 zugeführt, wenn a₁=1 ist oder zur Zeit p₂=t k , wenn a₄=1 ist.
- - In den zweiten Bildern F₂ und F₂′ wird er zur Zeit p₁=t k+m /8 zugeführt, wenn a₂=1 ist oder zur Zeit p₂=t k , wenn a₅=1 ist.
- - In den dritten Bildern F₃ und F₃′ wird er zur Zeit p₁=t k+m /8 zugeführt, wenn a₃=1 ist oder zur Zeit p₂=t k , wenn a₆=1 ist.
Das Abtasten der y-Steuerleitungen findet folgendermaßen
statt.
Wie bereits beschrieben, wird die Y-Tastschaltung 430 A
derart betrieben, daß z. B. die Ausgangssignale der ersten
bis k-ten Stufen den Wert "1" haben und daß diejenigen
der (k+1)-ten bis (N V +1)-ten Stufen den Wert "0" haben,
und zwar bei t k im ersten Bild F₁. Die Y-Torschaltung 432
stellt die Grenzstelle zwischen "1" und "0" fest und läßt
das Taktsignal p₂ an der Grenzstufe k durch und sendet
den ersten Einschaltimpuls zur Y-Steuerschaltung 433, und
zwar in einer Weise, welche weiter unten unter Bezugnahme auf
Fig. 14 näher erläutert wird. Das erste Einschaltsignal
wird bei t k erzeugt. Die zweite und dritte Y-Tastschaltung
430 B bzw. 430 C bestehen aus Schieberegistern mit je einer
Anzahl von N V Bits, welche durch Verschiebung aufgrund des
Horizontalsynchronsignals S H betrieben werden. Aufgrund einer
Torschaltung 435 erhält die zweite Y-Tastschaltung 430 B
beim ersten n Bit den Wert "1", wenn die erste Y-Tastschaltung
430 A zur m/8-ten Stufe fortgeschritten ist. Die dritte
Y-Tastschaltung 430 C hat den Wert "1" beim ersten Bit, wenn
die zweite Tastschaltung 430 B die m-te Stufe erreicht hat.
Die Ausgangssignale der einzelnen Stufen der zweiten
Y-Tastschaltung haben den Wert "1" mit einer Verzögerung von
Ta/8 (=m/8f H ) hinter denjenigen der entsprechenden Stufen
der ersten Y-Tastschaltung 430 A. In ähnlicher Weise haben
die Ausgangssignale der einzelnen Stufen der dritten
Y-Tastschaltung 430 C den Wert "1" mit einer Verzögerung von
Ta (=m/f H ) hinter den entsprechenden Stufen der zweiten
Y-Tastschaltung 430 B. Die Ausgangssignale dieser Y-Tast
schaltungen werden der Y-Torschaltung 432 zugeführt. Wie
weiter unten näher erläutert, läßt die Y-Torschaltung die
Taktsignale q und p₁ aufgrund des Ausgangssignals der zweiten
Y-Tastschaltung 430 B durch. Diese Taktsignale bilden das erste
Abschaltsignal bzw. das zweite Einschaltsignal, welche der
Y-Steuerschaltung zugeführt werden. In ähnlicher Weise läßt
die Y-Steuerschaltung das Taktsignal q aufgrund des Aus
gangssignals der dritten Y-Tastschaltung 430 C durch. Dieses
durchgelassene Signal ist das zweite Abschaltsignal, welches
der Y-Steuerschaltung zugeführt wird. Somit erzeugt die
Y-Steuerschaltung 433 Einschalt- und Ausschaltimpulse,
welche der Y-Haltespannung V CY überlagert
werden und diese Impulse werden z. B. folgendermaßen an
die k-te y-Steuerleitung angelegt:
- - Der erste Einschaltimpuls V PY zur Zeit p₂=t k ;
- - der erste Ausschaltimpuls V Q zur Zeit q=t k+m/8;
- - der zweite Einschaltimpuls V PY zur Zeit p₁= t k+m/8 und
- - der zweite Ausschaltimpuls V Q zur Zeit q=t k+9m/8.
Der Wert des Ausschaltimpules ist derart bestimmt, daß alle
Leuchtpunkte auf einer speziellen y-Steuerleitung lediglich
durch einen solchen Ausschaltimpuls, welcher der
jeweiligen Steuerleitung zugeführt wird, ausgeschaltet werden.
Da die x-Steuerleitung wie vorerwähnt betrieben werden,
werden die Bildelemente auf der Zeile k in folgender Weise
ein- oder ausgeschaltet:
- Ein den ersten Bildern F₁ und F₁′:
- - Das Bildelement mit a₄=1 wird zur Zeit p₂=t k eingeschaltet;
- - dieses Bildelement wird zur Zeit q=t k+m/8 ausgeschaltet und zur gleichen Zeit p₁=t k+m/8 wird das Bildelement a₁=1 eingeschaltet;
- - dieses Bildelement wird sodann bei der Zeit q bei t k+9m/8 ausgeschaltet.
Unter diesen Bedingungen wird das codierte Signal b₁+a₄/8
in vier Stufen durch die Haltespannung der Frequenz f im ersten
Bild angezeigt. In ähnlicher Weise werden die Signale b₂ und
b₃ bei den Frequenzen f/2 bzw f/4 im zweiten bzw. dritten
Bild dargestellt. Somit ist gemäß dem Prinzip der Erfindung,
welches in Fig. 10 erläutert wurde, eine Halbtonanzeige mit
64 Stufen möglich.
Fig. 13 zeigt ein Schaltdiagramm eines X-Schaltkreises der
X-Steuerschaltung 443 und einer X-Torschaltung und Fig. 14
zeigt das Schaltdiagramm eines Y-Schaltkreises der Y-Steuer
schaltung und einer Y-Torschaltung. In Fig. 13 bedeuten
die Symbole S und W die Eingänge für die Haltsignale und
die Einschalttaktsignale und das Bezugszeichen D bezeichnet
einen Ausgangsanschluß, welcher mit den x-Steuerleitungen
der Tafel verbunden ist und E S und E WX sind die Leistungsan
schlüsse, welche mit einer Spannungsquelle verbunden sind,
welche die Spannungen bereitstellt, deren Amplituden nahezu
gleich denjenigen der Hauptspannung V CX und der Einschaltimpulse
V PX sind. Wenn das Eingangssignal S X am Anschluß S den
Wert "0" hat (d. h. niedriges Eingangssignal), so wird das
Eingangssignal durch eine Nicht-Schaltung 443-1 invertiert,
so daß ein Transistor 443-2 eingeschaltet und ein
Transistor 443-4 ausgeschaltet wird. Als Ergebnis wird
das Ausgangssignal bei D auf nahezu Null gehalten, und zwar
aufgrund des Transistors 443-2 über die Diode 443-5. Wenn
das Eingangssignal S X am Anschluß S den Wert "1" hat,
(d. h. hohes Eingangssignal), so werden der Transistor
443-2 ausgeschaltet und der Transistor 443-4, welcher durch
eines Transformator 443-3 gesteuert wird, eingeschaltet.
Demzufolge erhöht sich das Ausgangssignal D in positiver
Richtung bis nahe einem Wert E S . Dies zeigt, daß die
Haltespannung, deren Amplitude E S beträgt, am
Ausgangsanschluß D durch das Eingangssignal am Ein
gangsanschluß S erzeugt werden kann. Wenn das Eingangs
signal am Anschluß W den Wert "1" hat, so wird ein Transistor
443-8 über ein Pufferglied 443-6 und einen Transformator
443-7 eingeschaltet. Als Ergebnis erhöht sich das Aus
gangssignal am Ausgangsanschluß D in negativer Richtung
zu einem Wert nahe E WX . Wenn das Eingangs-Signal am An
schluß W den Wert "0" hat, so ist der Transistor 443-8
abgeschaltet. Mit anderen Worten, ein Einschaltimpuls V PX
kann durch das Eingangssignal am Anschluß W erzeugt werden,
und wird der Haltespannung überlagert.
Das die Eingangssignale der beiden Anschlüsse S und W
nicht gleichzeitig "1" sein können, werden die Transi
storen 443-4 und 443-8 nicht gleichzeitig eingeschaltet.
Die X-Torschaltung, welche zum X-Schaltkreis gehört,
führt ein Einschalttaktsignal dem Anschluß W des Schalt
kreises zu, wenn die Ausgangssignale der entsprechenden
Stufen der X-Steuerregister 441 A und 441 B den Wert "1"
haben, so daß der Einschaltimpuls entsprechend den codierten
Videosignalen a₁ bis a₆ gesteuert wird.
In dem in Fig. 14 dargestellten Y-Schaltkreis bedeuten die
Symbole S, W und E die Eingangsanschlüsse für das
Haltetaktsignal, das Einschalttaktsignal und das
Ausschalttaktsignal und der Anschluß D ist ein Ausgangs
anschluß, welcher mit den y-Steuerleitungen der Tafel ver
bunden ist und E S , E W und E E sind Spannungsanschlüsse,
welche mit einer Spannungsquelle verbunden sind, die Spannungen
liefert, deren Amplituden gleich den Amplituden der
Haltungsspannung V CY , des Einschaltimpulses V PY und
des Ausschaltimpulses V Q sind. Wenn das Eingangssignal
des Anschlusses S den Wert "1" hat, so wird ein Transistor
433-3 A über ein Pufferglied 433-1 A und einen Transformator
433-2 A eingeschaltet und ein Transistor 433-6 wird
über eine ODER-Gatter 433-4 und eine
Nicht-Schaltung 433-5 ausgeschaltet. Demzufolge erhöht
sich das Ausgangssignal an D in positiver Richtung bei
zu einem Wert nahe E S . Entsprechendes gilt, wenn das Ein
gangssignal an den Anschlüssen W oder E den Wert "1" hat.
Die Bezugszeichen 433-1 B und 433-1 C bezeichnen Puffer
glieder ähnlich dem Pufferglied 433-1 A. Ferner bezeichnen
die Bezugszeichen 433-2 B und 433-2 C Transformatoren ähnlich
dem mit 433-2 A bezeichneten Transformator. Die Transistoren
433-3 B und 433-3 C sind ähnlich dem Transistor 433-3 A. Wenn die
Eingangssignale an den Anschlüssen S, W und E allesamt den
Wert "0" haben, so ist der Transistor 433-6 eingeschaltet,
wobei das Ausgangssignal am Anschluß D nahe "0" gehalten wird.
Erfindungsgemäß werden daher die Haltespannung V CY , der
Einschaltimpuls V PY und der Ausschaltimpuls V Q am Aus
gangsanschluß D erzeugt, indem man ein Haltetaktsignal, ein
Einschalttaktsignal und ein Ausschalttaktsignal an die
Anschlüsse S bzw. W bzw. E anlegt.
Ein Y-Torkreis, welcher dem Y-Schaltkreis zugeordnet ist,
ist in Fig. 14 gezeigt; die Torschaltungen 432-1 A, 432-1 B und
432-1 C bewirken, daß ein Signal g₁ dem entsprechenden Schaltkreis
über den Anschluß S zugeführt wird, wenn das Ausgangssignal
der k-ten Stufe der Y-Tastschaltung 430 A den Wert "1" hat
oder das Signal g₂ wird dem entsprechenden Schaltkreis zuge
führt, wenn das Ausgangssignal den Wert "0" hat. Diese
Beschreibung bezieht sich auf den k-ten Schaltkreis.
Das Taktsignal p₁ wird durch ein binäres ODER-Gatter 432-2
und eine Torschaltung 432-3 A geführt, wenn das Ausgangssignal
der k-ten Stufe der Tastschaltung 430 A von demjenigen der
(k+1)-ten Stufe differiert. Ferner wird das Taktsignal
p₂ durch eine Torschaltung 432-3 B durchgelassen, wenn das
Ausgangssignal der k-ten Stufe der Tastschaltung 430 B den
Wert "1" hat, wobei ein Einschaltsignal erzeugt und dem
Anschluß W des Schaltkreises zugeführt wird. Ferner wird
das Signal C durch die Torschaltung 432-4 A, 432-4 B und
432-4 C durchgelassen, wenn die Ausgangssignale der
k-ten Stufen der Tastschaltungen 430 B und 430 C den Wert
"1" haben, wobei ein Ausschaltsignal erzeugt und an den
Anschluß E des Schaltkreises angelegt wird. Dies bewirkt,
daß die Y-Steuerschaltung 433 im erforderlichen Takt eine
Haltespannung, sowie einen Einschaltimpuls und einen Ausschalt
impuls erzeugt, welche an die y-Steuerleitungen angelegt werden.
In der vorstehenden Beschreibung wurde die Erfindung
für eine Plasma-Anzeigetafel beschrieben. Es ist jedoch
ohne weiteres ersichtlich, daß die Erfindung auch bei
anderen Anzeigetafeln Verwendung finden kann, welche einen
bistabilen Zustand haben.
In obigem Beispiel wurde eine rein binäre Codierung ange
wandt. Man kann jedoch auch andere binäre Codierungen
verwenden, z. B. eine Codierung mit den Gewichten
1-2-2-4.
Ferner wurde das erfindungsgemäße System im Hinblick auf
eine Arbeitsweise beschrieben, bei der ein Zyklus der
Haltespannung bei der niedrigsten Frequenz auf
eine Horizontalabtastperiode für die Einschalt- und Aus
schaltsteuerung entfällt. Statt dessen können mehrere Zyklen
bei der niedrigsten Frequenz auf eine Horizontaltastperiode
entfallen, wobei keinerlei Vorteile dieses erfindungsgemäßen
Systems verloren gehen.
In vorstehenden Beispiel erfolgt in einem Bild oder Halb
bild eine 2-Bit-Modulation der Breite der Zeitspanne und die
Anzeige in 3 Bits erfolgt für jedes Bild oder Halbbild
durch Frequenzmodulation. Statt dessen kann die Anzahl
der Bits, welche innerhalb eines Bildes oder Halbbildes
willkürlich gewählt werden. Auch kann die Kombination
der Bits in jedem Bild oder Halbbild beliebig ausgewählt
werden.
In obigem Beispiel erfolgt das Abtasten Bild für Bild
ohne Zeilensprungverfahren. Wenn man das Zeilensprungver
fahren anwendet, so steht eine Halbbildanzeige für ein Bild.
Es ist leicht ersichtlich, daß das erfindungsgemäße System
auch für das Zeilensprungverfahren geeignet ist. Es wird
bemerkt, daß das Videosignal entweder durch Zeilensprung
abtastung reproduziert wird, wobei anstelle des Bildes
ein Halbbild tritt, so daß ein vollständiges Bild aus zwei
Halbbildern aufgebaut ist, oder durch ein Abtastverfahren,
bei dem zwei Halbbilder im wesentlichen das gleiche Bild
zeigen, jedoch mit der Hälfte der Zahl der Tastzeilen.
Eine weitere Hybridform der Erfindung soll im folgenden
erläutert werden.
Fig. 15 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung dieses
Prinzips, wobei auf der Abszisse die Zeit aufgetragen ist
und wobei auf der Ordinate die Horizontaltastzeilen
position aufgetragen ist. Die geraden Linien L₁, L₂ und L₃
bezeichnen das Stadium der Vertikalabtastung in dem ersten,
dem zweiten und dem dritten Bild, wobei drei Bilder einen
Zyklus ausmachen. Der Einfachheit halber erfolgt die
Anzeige auf Basis von ein Halbbild/ein Vollbild, mit oder
ohne Zeilensprung.
Gemäß Fig. 15 werden die Bereiche I, II und III durch die
Haltespannung mit den Perioden f, f/2 und f/4 in
einer weiter unten beschriebenen Weise gesteuert. Dies
ist das erste Merkmal dieses Systems.
Gemäß Fig. 15 bezeichnet B die Einschaltzustände der Leucht
punkte α₁ und α₂, welche ein Bildelement ausmachen, welches
durch die codierten Signale a₁ bis a₆ gesteuert wird. Die
codierten Signale a₁, a₂ und a₃ kommen im Leuchtpunkt α₁ zur
Darstellung, und zwar während einer Periode Ta und die codierten
Signale a₄, a₅ und a₆ kommen im Leuchtpunkt α₂ während
einer Zeitperiode ta/8 zur Darstellung. Dies ist ein zweites
Merkmal dieses erfindungsgemäßen Systems.
Der Einfachheit halber soll nun das Bildelement auf der k-ten
Zeile betrachtet werden. Das Videosignal für dieses Bildelement
wird folgendermaßen binär codiert:
V = K(a₁w₁ + a₂w₂ + . . . a n w n )
wobei a₁, a₂, . . . a n den Wert "1" oder "0" haben und wobei
V die Amplitude des Videosignals und K eine Konstante bedeuten
und wobei w₁, w₂, . . . w n Codierungsgewichte sind. In diesem
Beispiel wird eine rein binäre Codierung mit 6 Bits betrachtet.
Somit gilt
V = K(a₁ + a₂/2 + a₃/4 + a₄/8 + a₅/16 + a₆/32) (1a)
Die Ampitude V wird in 64 Stufen quantisiert. Durch Um
formung mit den Ausdrücken
b₁ = a₁ + a₄/8
b₂ = a₂ + a₅/8
b₃ = a₃ + a₆/8 (2a)
b₂ = a₂ + a₅/8
b₃ = a₃ + a₆/8 (2a)
erhält man die Formel für die quaternär codierten Signale
b₁, b₂ und b₃:
V = k(b₁ + b₂/2 + b₃/4) (3a)
Diese Code-Umwandlung ist das dritte Merkmal dieses erfin
dungsgemäßen Systems.
Es soll angenommen werden, daß gemäß Fig. 15B das codierte
Signal b₁ derart dargestellt wird, daß a₁ den ersten Leucht
punkt α₁ während einer Zeitdauer Ta zum Leuchten bringt und
daß a₄ den zweiten Leuchtpunkt a₂ während einer Zeitdauer
Ta/8 zum Leuchten bringt, und zwar innerhalb eines Bildes.
Die mittlere Helligkeit über die Zeit wird durch folgende
Formeln ausgedrückt:
B₁ = K₁ (a₁Ta + a₄Ta/8) = K₁′(a₁ + a₄/8) (4a)
worin K₁ und K₁′ Konstanten sind.
Diese Formeln zeigen die Helligkeit, welche proportional
dem quaternären Wert b₁ ist. Dieselbe Code-Umwandlung wird
für b₂ und b₃ durchgeführt.
Die Code-Signale b₁, b₂ und b₃ werden im Hinblick auf die
Breite der Zeitdauer moduliert und in vier Stufen darge
stellt. Dies geschieht durch Anlegen der Haltespannung mit
Frequenzen f, f/2 und f/4. Bei dieser Darstellung erhält man
die zeitlich gemittelte Helligkeit B durch die Formel
B= K₂ (b₁f + b₂f/2 + b₃f/4) = K₂′(b₁ + b₂/2 + b₃/4) (5a)
wobei K₂ und K₂′ Konstanten sind.
Aus Gleichungen (1a) bis (5a) ergibt sich, daß die Hellig
keit des Bildelementes proportional dem Videosignal ist,
welches binär mit 6 Bits codiert wurde und daß die Halb
tonanzeige in 64 Stufen erhalten wird. Dies ist das Prinzip
des zweiten Hybrid-Systems. Erfindungsgemäß tritt
kein Flickern auf, wenn die Darstellung von 3 Bildern in
einem Zyklus gewählt wird, falls die Bildperiode genügend
kurz ist.
Tabelle 6 zeigt wie oft der Leuchtzustand bei einer Halb
tonanzeige in 64 Stufen bei Quantisierung durch eine rein
binäre Codierung mit 6 Bits auftritt. Das Bezugszeichen Ta
bedeutet die Einschaltperiode, A bedeutet die Zahl der Ein
schaltvorgänge wenn die Haltespannung V C von der Frequenz f
angelegt wird und H bedeutet das Auftreten von Lumineszenz.
In verallgemeinerter Weise besteht bei diesem erfindungsge
mäßen System ein Bildelement aus einer Gruppe von m Leucht
punkten α₁, α₂, . . . α m und das Videosignal V wird wie folgt
über einen Zyklus codiert, welcher eine Anzahl von n auf
einanderfolgenden Bildern umfaßt, wobei eine Anzahl von
(m+n) Gewichten u₁, u₂, . . . u m und w₁, w₂, . . . w n verwendet
werden. In diesem Fall gilt die folgende Formel:
V = K (a₁₁u₁ + a₁₂u₂ + . . . + a₁ m u m )w₁ + (a₂₁u₁ + a₂₂u₂ + . . . + a₂ m u m )w₂ + . . . + (a m ₁u₁ + a n ₂u₂ + . . . a nm u m )w n
V = K (a₁₁u₁ + a₁₂u₂ + . . . + a₁ m u m )w₁ + (a₂₁u₁ + a₂₂u₂ + . . . + a₂ m u m )w₂ + . . . + (a m ₁u₁ + a n ₂u₂ + . . . a nm u m )w n
wobei a₁₁, a₁₂ . . . a mn den Wert "1" oder den Wert "0"
haben können und wobei K eine Umwandlungskonstante ist.
Somit wird im j-ten Bild (j: 1, 2, . . . n) das Bildelement,
für welches a jk =1 gilt, während einer Periode eingeschaltet,
welche dem Gewicht u k proportional ist (k: 1, 2, . . . m),
wobei die Frequenz f j der angelegten Haltespannung für diese
Periode dem Gewicht w j proportional ist.
Ein konkretes Beispiel dieses Systems wird im folgenden
anhand der Fig. 16 erläutert. Zunächst soll eine Ein
richtung zur Erzeugung der Haltespannung V C erläutert werden.
In Fig. 16 bezeichnet das Bezugszeichen 510 eine Zeitgeber
schaltung, welche über den Anschluß 101 das Horizontalsynchron
signal S H eines Fernsehsignals empfängt. Durch dieses Hori
zontalsynchronsignal wird die Zeitgeberschaltung 510 getriggert
und erzeugt somit Taktsignale, Sx, Sy₁, Sy₂, Sy₃, p₁, p₂ und
q mit den durch B 1 bis B 6 in Fig. 17 bezeichneten Wellenformen.
Das Signal Sx bezeichnet den Zeitpunkt und die Breite der Halte
spannung V cx , welche an die Gruppe der x-Steuerleitungen der
Tafel 1 angelegt wird. Die Signale Sy₁, Sy₂ und Sy₃ bestimmen den
Zeitpunkt der Haltespannung V cy , welche an die Gruppe der y-Steuer
leitungen angelegt wird. Die Signale p₁ und p₂ bestimmen den
Zeitpunkt der Einschaltimpulse V px und V py un 29131 00070 552 001000280000000200012000285912902000040 0002002366123 00004 29012d das Signal q ist
das Zeitsignal für den Abschaltimpuls V Q . In Fig. 17 bedeutet
das Symbol A die Wellenform des Horizontalsynchronsignals,
welches unter Verwendung eines monostabilen Multivibrators in
Kombination mit bekannten Zählern bereitgestellt wird. Das Takt
signal Sx wird parallel dem Anschluß S der X-Steuerleitung 543,
welche eine Anzahl von N H X-Schaltkreisen umfaßt, zugeführt.
Die Zahl der Schaltkreise ist gleich der Zahl der auf einer
Horizontaltastzeile darstellbaren Bildelemente. Als Ergebnis
erzeugt die X-Steuerschaltung 543 die Haltespannung V cx mit
der Wellenform Sx, welche an die X-Steuerleitung angelegt wird.
Der Aufbau der X-Steuerschaltung wird im folgenden anhand
der Fig. 18 näher erläutert.
Die Tafel 1 hat eine Anzahl von 2N V y-Steuerleitungen und
eine Anzahl von N H x-Steuerleitungen, wobei ein Bildelement
aus zwei Leuchtpunkten besteht, welche an den Kreuzungs
stellen zwischen einer x-Steuerleitung und zweier y-Steuer
leitungen gelegt sind. Es soll z. B. das i-te Bildelement
auf der k-ten Zeile betrachtet werden. Dieses Bildelement
besteht aus zwei Leuchtpunkten α₁ und α₂ an den Kreuzungs
stellen der y-Steuerleitungen y k ₁ und y k ₂ mit der x-Steuer
leitung x i . Somit werden die y-Steuerleitungen paarweise
getastet.
Die Haltespannung, welche durch die Signale Sy₁, Sy₂ und Sy₃
gesteuert wird, wird an die y-Steuerleitungs
gruppe in den Bereichen I, II bzw. III gemäß Fig. 15 angelegt.
Der Bildzähler 563 empfängt über seinen Anschluß 102 Verti
kalsynchronsignale S V eines gewöhnlichen Fernsehsignals und
erzeugt Bildsignale F₁, F₂, F₃, F₁′, F₂′ und F₃′, welche
bei jedem Vertikalsynchronsignal S V umgeschaltet werden.
Die erste Torschaltung 551 läßt die Taktsignale Sy₁, Sy₂
und Sy₃ aufgrund der Bildsignale durch, und zwar gemäß der
Logik der Tabelle 7. Dabei werden die Ausgangssignale g₁ und
g₂ gebildet.
Zum Beispiel entspricht im Bild F₁ das Signal g₁ dem Signal Sy₁
und das Signal g₂ dem Signal Sy₃. Die Bildsignale F₁, F₃ und
F₂′ werden der ersten Y-Tastschaltung 530 A zugeführt, welche
aus einem Schieberegister mit einer Anzahl von (N V +1) Bits
besteht. Dabei bedeutet N V die Zahl der y-Steuerleitungen,
d. h. die Zahl der Tastzeilen, welche dargestellt werden.
Die Verschiebung erfolgt aufgrund der Horizontalsynchronsignale
S H , welche als Verschiebungstakt dienen. Demgemäß erhalten
die einzelnen Stufen der Y-Tastschaltung am Ausgang den Wert "1"
in aufsteigender Reihenfolge in den Bildern F₁, F₃ und F₂′ und
den Wert "0" im Ausgang der einzelnen Stufen der Bilder
F₂, F₁′ und F₃′. Zum Beispiel sind bei t k , d. h. am Ende
der Abtastung der Zeile k im ersten Bild F₁ die Ausgangs
signale der ersten, der zweiten und . . . und der k-ten Stufen
durch den Wert "1" gekennzeichnet und diejenigen der
(k+1)-ten . . . (N V +1)-ten Stufen durch den Wert "0"
gekennzeichnet. Daher können die Bereiche gemäß Fig. 15 durch die
Ausgangssignale der Tastschaltung 530 A gekennzeichnet werden.
Die Y-Torschaltung 532 läßt die Taktsignale g₁ und g₂ auf
grund der Ausgangssignale der Y-Tastschaltung 530 A durch.
Die erhaltenen Haltetaktsignale werden jedem der
Anschlüsse S der Anzahl von N V Y-Schaltkreisen zugeführt,
welche die Y-Steuerschaltung 533 bilden. Ein Beispiel eines
Y-Schaltkreises wird zusammen mit einer Y-Torschaltung
weiter unten im einzelnen anhand der Fig. 19 erläutert.
Die Y-Torschaltung erzeugt das Signal g₁, wenn das
Ausgangssignal der entsprechenden Stufe der Y-Tastschaltung
den Wert "1" hat oder das Signal g₂, wenn die ent
sprechende Stufe den Wert "0" hat. Die Signale g₁ und g₂
werden dem Y-Schaltkreis zugeführt. Wie oben beschrieben,
werden die Signale g₁ und g₂ gemäß Tabelle 7 geschaltet.
Somit erhält die Haltespannung V cy , welche an den y-Steuer
leitungen her anliegt, die Wellenformen Sy₁, Sy₂ und Sy₃
in den Bereichen I, II bzw. III. Bei t k gehören in den
ersten Bildern F₁ und F₁′ die y-Steuerleitungen
Y₁, Y₂, . . . Y k zu dem Bereich I und werden durch die
Haltespannung mit der Wellenform Sy₁ gesteuert und die
y-Steuerleitungen Y k+1, Y k+2, . . . Y y zum Bereich II
und werden durch die Haltespannung mit der Wellenform Sy₂
gesteuert. Mit anderen Worten, die einzelnen Bildelemente werden
durch verschiedene Y-Haltespannungen gemäß den Bereichen, zu
welchen die Bildelemente gehören, gesteuert. Somit wird im Bereich
I das Bildelement durch die Wellenformen Sx und Sy₁
gesteuert. Im Bereich II wird das Bildelement durch die
Wellenformen Sx und Sy₂ gesteuert. Im Bereich III wird das
Bildelement durch die Wellenformen Sx und Sy₃ gesteuert.
Die Gesamthaltespannungen, welche an die einzelnen Bildele
mente angelegt werden, haben die bei C₁, C₂ und C₃ in Fig. 17
dargestellten Wellenformen. Die an die Bildelemente in den ein
zelnen Bereichen angelegten Haltespannungen sind jeweils zu
Paaren einer positiven und einer negativen Spannung geordnet,
welche zum Leuchtzustand während einer Horizontaltastperiode
folgendermaßen beitragen:
- - Das Paar Sx und Sy₁ trägt zur Lumineszenz während 4 Zyklen im Bereich I bei.
- - Das Paar Sx und Sy₂ trägt zur Lumineszens während 2 Zyklen im Bereich II bei.
- - Das Paar Sx und Sy₃ trägt zur Lumineszenz während 1 Zyklus im Bereich III bei.
Auf diese Weise ist es möglich, daß die drei Tastbereiche
I, II und III durch die Haltespannung mit Frequenzen im
Verhältnis 1, 1/2 und 1/4 gesteuert werden.
Im folgenden werden die Signalcodierung und die Einschalt
einrichtung unter Verwendung der Code-Signale erläutert. In
Fig. 16 wird das Videosignal V, welches am Anschluß 100
bereitgestellt wird, bei jedem Takt 561, des Taktgebers 560
abgetastet und mit Binärsignalen a₁ bis a₆ von 6 Bits codiert,
welche parallel in folgender Weise über eine zweite Torschaltung
552, welche durch das Ausgangssignal eines Bildzählers
563 gesteuert wird, gemäß Tabelle 7, bereitgestellt werden.
- - Die Signale a₁ und a₄ werden in den ersten Bildern F₁ und F₁′ ausgewählt.
- - Die Signale a₂ und a₅ werden in den zweiten Bildern F₂ und F₂′ ausgewählt.
- - Die Signale a₃ und a₆ werden in den dritten Bildern F₃ und F₃′ bereitgestellt.
Diese Schaltkreise können aus bekannten logischen Schaltungen
aufgebaut werden. Daher wird deren Beschreibung hier ausge
lassen.
Die codierten Signale a₁ und a₂ und a₃, welche durch die Tor
schaltung 552 ausgewählt werden, werden dem X-Speicher
register 540 A zugeführt. Andererseits werden die Signale
a₄, a₅ und a₆ dem X-Speicherregister 540 B zugeführt. Diese
X-Speicherregister umfassen Schieberegister mit einer Anzahl
von je N H Bits, welche durch einen Verschiebungstakt 561
betätigt werden. Wenn die Taktfrequenz f C der Formel
f C =f H N H /(1-α) gehorcht, wobei f H die Horizontaltast
frequenz und α das Horizontalaustastverhältnis bedeuten, so
wird das Signal eines darzustellenden Bildelementes auf einer
spezifischen Zeile in den X-Speicherregistern gespeichert.
Die darin gespeicherten Signale werden in X-Steuerregister
511 A und 541 B überführt, deren jedes eine Anzahl von N H Bits
aufweist. Dies geschieht bei Ankunft des Horizontalsynchron
signals S H . Daher werden zur Zeit t k , d. h. am Ende der
Abtastung der Zeile k im ersten Bild F₁ das Signal a₁ in
das Register 541 A und das Signal a₄ in das Register 541 B
eingegeben.
Die X-Torschaltung 542 läßt die vorstehenden Taktsignale p₁ und
p₂ aufgrund der Ausgangssignale der X-Steuerregister 541 A
und 541 B durch. Das durchgelassene Einschaltsignal wird
dem Anschluß W eines jeden der X-Schaltkreise zugeführt,
welche die X-Steuerschaltung 543 bilden. Einzelheiten der
X-Torschaltung und der X-Schaltkreise werden weiter unten anhand
Fig. 18 erläutert. Somit wird der Einschaltimpuls
V px in der X-Steuerschaltung 543 der X-Haltespannung überlagert
und der entsprechenden x-Steuerleitung des Bildelementes auf
der Zeile k in folgender Weise zugeführt:
- - In den ersten Bildern F₁ und F₁′ wird er zur Zeit p₁ bei a₁=1 zugeführt oder zur Zeit p₂ bei a₄=1.
- - In den zweiten Bildern F₂ und F₂′ wird er zur Zeit p₁ bei a₂=1 zugeführt oder zur Zeit p₂ bei a₅=1.
- - In den dritten Bildern F₃ und F₃′ wird er zur Zeit p₁ bei a3=1 zugeführt oder zur Zeit p₂ bei a₆=1.
Diese Einschaltimpulse werden parallel den entsprechenden
x-Steuerleitungen zugeführt.
Die Abtastung der y-Steuerleitungen wird folgendermaßen
durchgeführt.
Wie zuvor beschrieben, wird die Y-Tastschaltung 530 A derart
betrieben, daß z. B. die Ausgangssignale der ersten bis k-ten
Stufen den Wert "1" haben und daß diejenigen der (k+1)-ten
bis (N V +1)-ten Stufen den Wert "0" haben, und zwar bei t k
im ersten Bild F₁. Die Y-Torschaltung 532 stellt die Grenz
stelle zwischen "1" und "0" fest und läßt die Taktsignale
p₁ und p₂ an der Grenzstufe k durch und sendet den
ersten und den zweiten Einschaltimpuls zu der Y-Steuerschaltung
533 in einer weiter unten anhand der Fig. 19 erläuterten
Weise. Aufgrund dieser Einschaltsignale, welche bei t k
erzeugt werden, erzeugen die Schaltkreise, welche die Y-Steuer
schaltung bilden, Einschaltimpulse, welche an das k-te
Paar der y-Steuerleitungen yk₁ und yk₂ zu den Zeiten p₁ bzw.
p₂ angelegt werden.
Die zweite Y-Tastschaltung 530 B und die dritte Y-Tastschal
tung 530 C bestehen aus Schieberegistern mit einer Anzahl von
N V Bits, wobei die Verschiebung durch das Horizontalsynchron
signal S H bewirkt wird. Aufgrund des Torkreises 535 A erhält
die zweite Y-Tastschaltung 530 B im ersten Bit den Wert "1"
wenn die erste Y-Tastschaltung 530 A die m-te Stufe erreicht.
Die dritte Y-Tastschaltung 530 C hat beim ersten Bit den
Wert "1" aufgrund der Torschaltung 535 B, wenn die erste
Tastschaltung 530 A die m/8-te Stufe erreicht. Der Wert m ist
gleich f H Ta und m/8 ist eine ganze Zahl. Mit anderen Worten,
erhalten die Ausgangssignale der einzelnen Stufen der zweiten
und dritten Tastschaltungen 530 B und 530 C den Wert "1" mit
Verzögerungen von Ta (=m/f H ) und Ta/8 (=m/8f H ) hinter den Aus
gangssignalen der entsprechenden Stufen der ersten Tastschaltung
530 A. Die Ausgangssignale dieser Y-Tastschaltungen werden
der Y-Torschaltung 532 zugeführt. Wie weiter unten anhand der
Fig. 19 im einzelnen erläutert, läßt die Y-Torschaltung das
Taktsignal q aufgrund der Ausgangssignale der Tastschaltungen
530 B und 530 C durch, wobei das erste und das zweite Ausschalt
signal erzeugt werden. Demzufolge erzeugen die Schalktreise
der Y-Steuerschaltung Ausschaltimpulse, welche dem k-ten Paar
von y-Steuerleitungen zu den Zeiten q = t k+m und q = t k+m /8
zugeführt werden. Der Wert der Ausschaltimpulse ist so
bestimmt, daß alle Leuchtpunkte auf einer spezifischen
y-Steuerleitung ausgeschaltet werden, wenn ein derartiger
Ausschaltimpuls an die y-Steuerleitung angelegt wird.
Da die x-Steuerleitungen, wie zuvor beschrieben gesteuert
werden, werden die Leuchtpunkte α₁ und α₂, welche das
Bildelement auf der Zeile k bilden, eingeschaltet oder
ausgeschaltet. Dies geschieht nach folgendem Schema:
Bei t k
Bei t k
- - wird der Leuchtpunkt a₁ zur Zeit p₁ eingeschaltet, wenn a₁=1 gilt und α₂ wird zur Zeit p₂ eingeschaltet, wenn a₄=1 gilt, und zwar in den ersten Bildern F₁ und F₁′;
- - bei t k wird der Leuchtpunkt α₁ zur Zeit p₁ einge schaltet, wenn a₂=1 gilt und der Leuchtpunkt α₂ wird zur Zeit p₂ eingeschaltet, wenn a₅=1 gilt, und zwar in den zweiten Bildern F₂ und F₂′;
- - der Leuchtpunkt α₁ wird zur Zeit p₁ eingeschaltet, wenn a₃=1 und der Leuchtpunkt α₂ wird zur Zeit p₂ eingeschaltet, wenn a₆=1 gilt, und zwar in den dritten Bildern F₃ und F₃′.
Die folgenden Ausschaltvorgänge treten ein:
- - Der Leuchtpunkt α₁ wird zur Zeit q bei t k+m in jedem Bild ausgeschaltet;
- - der Leuchtpunkt α₂ wird zur Zeit q bei t k+m/8 in jedem Bild ausgeschaltet.
Da die Leuchtpunkte aufgrund der Haltespannung bei verschie
denen Frequenzen je nach dem Bereich wie zuvor beschrieben
gesteuert werden, wird das in vier Stufen codierte Signal
b₁=a₁+a₄/8 bei der Frequenz f im ersten Bild dargestellt.
In ähnlicher Weise werden in dem zweiten und in dem dritten
Bild die codierten Signale b₂ bzw. b₃ dargestellt, und zwar bei
den Frequenzen f/2 bzw. f/4 mit dem Ergebnis, daß eine Halbton
anzeige in 64 Stufen entsprechend dem in Fig. 15 gezeigten
Prinzip möglich ist.
Im folgenden sollen die Arbeitsweisen der Schaltkreise, welche
die Steuerschaltung bilden und der Torschaltung, welche diese
Schaltkreise steuert, im einzelnen erläutert werden.
In Fig. 13 ist ein Schaltbild dargestellt, welches eine
X-Steuerschaltung 543 zeigt. Diese umfaßt X-Schaltkreise
und einen X-Torkreis. Fig. 19 zeigt ein Schaltbild mit
einer Y-Steuerschaltung. Diese umfaßt Y-Schaltkreise und
eine Y-Torschaltung.
In Fig. 18 bedeuten die Symbole S und W die Eingänge für
das Haltetaktsignal und das Einschalttaktsignal und das
Symbol D bedeutet einen Ausgang, welcher mit den x-Steuerleitungen
der Tafel verbunden ist und E X und E WX bedeuten Spannungs
quellenanschlüsse, welche mit Spannungsquellen verbunden sind.
Die durch die Spannungsquellen bereitgestellten Spannungen
haben Amplituden, welche nahezu gleich sind den Amplituden
der Haltespannung V CX bzw. des Einschalt
impulses V PX . Wenn das Eingangssignal Sx am Eingang S den Wert
"0" hat, (d. h. niedriges Eingangssignal), so wird das Ein
gangssignal durch eine Nicht-Schaltung 543-1 umgewandelt
und bewirkt, daß ein Transistor 543-2 eingeschaltet
wird und daß ein anderer Transistor 543-4 ausgeschaltet
wird. Demzufolge wird das Ausgangssignal D durch den Tran
sistor 543-2 über eine Diode 543-5 nahezu auf dem Wert Null
gehalten. Wenn das Eingangssignal Sx am Anschluß S den Wert
"1" hat (d. h. hohes Eingangssignal), so wird der Transistor
543-2 ausgeschaltet und ein Transistor 543-4 wird über einen
Transformator 543-3 eingeschaltet. Demzufolge erhöht sich
das Ausgangssignal am Anschluß D in positiver Richtung bis
nahe einem Wert E S . Dies zeigt, daß eine Haltespannung
mit der Amplitude E S durch das Eingangssignal am
Anschluß S am Ausgang D erzeugt werden kann. Wenn das Ein
gangssignal am Anschluß W den Wert "1" hat, so wird ein
Transistor 543-8 eingeschaltet, und zwar über eine Puffer
schaltung 543-6 und einen Transformator 543-7. Demgemäß
erhöht sich das Ausgangssignal am Anschluß D in negativer
Richtung bis zu einem Wert nahe E WX . Wenn das Eingangs
signal am Anschluß W den Wert "0" hat, so wird der Transistor
543-8 ausgeschaltet. Mit anderen Worten kann der Ein
schaltimpuls V PX der Haltespannung überlagert werden, und
zwar aufgrund des Eingangssignals am Anschluß W. Da die Ein
gangssignale an den beiden Anschlüssen S und W nicht gleich
zeitig den Wert "1" haben können, sind die Transistoren
543-4 und 543-8 nicht gleichzeitig eingeschaltet. Die
X-Torschaltung, welche zum X-Schaltkreis gehört, führt ein Ein
schalttaktsignal dem Anschluß W des Schaltkreises zu, wenn die
Ausgangssignale der entsprechenden Stufen der X-Steuerregister
541 -A und 541 -B den Wert "1" haben, wobei die Einschaltimpulse
entsprechend den vorherigen codierten Videosignalen a₁ bis a₆
gesteuert werden.
In dem in Fig. 19 gezeigten Y-Schaltkreis bezeichnen die
Symbole S, W und E Anschlüsse für das Haltetaktsignal bzw.
das Einschalttaktsignal bzw. das Ausschalttaktsignal und
der Anschluß D bezeichnet einen mit den y-Steuerleitungen
der Tafel verbundenen Ausgangsanschluß und E S , E W und E E
bezeichnen Spannungsquellenanschlüsse, welche mit Spannungs
quellen verbunden sind. Diese liefern Spannungen, deren Ampli
tuden gleich den Amplituden der Haltespannung V CY , des Ein
schaltimpulses V PY und des Ausschaltimpulses V Q sind.
Wenn das Eingangssignal am Anschluß S den Wert "1" hat,
so wird ein Transistor 533-3 A über eine Pufferschaltung 533-1 A
und einen Transformator 533-2 A eingeschaltet und ein Transi
stor 533-6 wird über ein ODER-Gatter 533-4 und eine Nicht-
Schaltung 533-5 ausgeschaltet. Demzufolge erhöht sich das
Ausgangssignal am Anschluß D in positiver Richtung bis nahe
an den Wert E S . Dies tritt auch ein, wenn das Eingangssignal
am Anschluß W oder am Anschluß E den Wert "1" hat. Die Bezugs
zeichen 533-1 B und 533-1 C bezeichnen Pufferschaltungen ähnlich
derjenigen, welche durch das Bezugszeichen 533-1 A bezeichnet ist.
Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 533-2 B und 533-2 C Trans
formatoren, ähnlich dem Transformator 533-2 A. Ferner sind
Transistoren 533-3 B und 533-3 C vorgesehen, welche ähnlich
dem Transistor 533-3 A sind. Wenn die Ausgangssignale an den
Anschlüssen S, W und E allesamt den Wert "0" haben, so ist der
Transistor 533-6 eingeschaltet, wobei das Ausgangssignal am
Anschluß D nahe Null gehalten wird. Erfindungsgemäß können
somit die Haltespannung V YC , der Eintrittsimpuls V PY und der
Ausschaltimpuls V Q am Ausgang D erzeugt werden, indem man
ein Haltetaktsignal, ein Einschalttaktsignal und ein Aus
schalttaktsignal an die Anschlüsse S bzw. W bzw. E anlegt.
In der Y-Torschaltung, welche dem Y-Schaltkreis gemäß
Fig. 19 zugeordnet ist, bewirken die Torkreise 532-1 A,
532-1 B und 532-1 C, daß das Signal g₁ den entsprechenden
Schaltkreisen k₁ und k₂ am Anschluß S zugeführt wird,
während das Ausgangssignal der k-ten Stufe der Y-Tast
schaltung 530 A den Wert "1" hat oder daß das Signal g₂
dem entsprechenden Schaltkreis zugeführt wird, wenn das
Ausgangssignal den Wert "0" hat.
Wenn das Ausgangssignal der k-ten Stufe der Tastschaltung
530 A verschieden ist von demjenigen der (k+1)-ten Stufe
so wird das Taktsignal p₁ durch ein binäres ODER-Gatter
532-2 und eine Torschaltung 532-3 A durchgelassen und das
hindurchgelassene Signal wird dem Anschluß W des Schalt
kreises k₁ zugeführt. Gleichzeitig wird das Taktsignal
p₂ über einen Torkreis 332-3 B durchgelassen und das durch
gelassene Signal wird dem Anschluß W des Schaltkreises k₂
zugeführt. Ferner wird das Taktsignal q durch die Torkreise
532-4 A, 532-4 B und 532-4 C durchgelassen, wenn die Ausgangs
signale der k-ten Stufen der Tastschaltung 530 B und 530 C
den Wert "1" haben, wobei ein Ausschaltsignal erzeugt wird,
welches am Anschluß E den Schaltkreisen k₁ und k₂ zugeführt
wird. Dies bewirkt, daß die Y-Steuerschaltung eine Halte
spannung sowie einen Einschaltimpuls und einen Ausschalt
impuls zur richtigen Zeit erzeugt, welche den Y-Steuer
leitungen zugeführt werden.
In den vorstehenden Beispielen wurde die Erfindung für eine
Plasma-Anzeigetafel beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich,
daß die Erfindung auch leicht auf andere Anzeige
tafeln mit einem bistabilen Zustand anwendbar ist.
In vorstehendem Beispiel wurde eine rein binäre Codierung
angewandt. Statt dessen kann auch eine andere binäre
Codierung gewählt werden, wie z. B. eine Codierung mit den
Gewichten 1-2-2-4.
Das erfindungsgemäße System wurde für den Fall erläutert,
daß ein Zyklus der Haltespannung bei der niedrigsten Frequenz
während einer Horizontaltastperiode zur Einschalt- und Aus
schaltsteuerung erfolgt. Statt dessen können mehrere Zyklen
der Haltespannung bei der niedrigsten Frequenz gewählt werden.
Hierbei gehen die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems nicht
verloren.
In den vorstehenden Beispiel wurde eine 2-Bit-Modulation der
Zeitspanne innerhalb eines Bildes durchgeführt und die
Anzeige erfolgte mit 3 Bits über Frequenzmodulation in
jedem Bild. Die Zahl der Bits für eine Darstellung eines
Bildes kann jedoch anders gewählt werden. Ferner kann die
Kombination der Bits in jedem Bild ebenfalls anders gewählt
werden. Es wurde ein Beispiel erläutert, bei dem die Leucht
elemente, welche ein Bildelement ausmachen, in Y-Richtung
angeordnet sind. Statt dessen können diese auch in X-Richtung
angeordnet sein oder in X-Richtung und in Y-Richtung.
Gemäß obigem Beispiel erfolgte die Abtastung Bild für Bild
ohne Zeilensprung. Falls das Zeilensprungverfahren angewandt
wird, steht bei der Darstellung anstelle eines Bildes ein
Halbbild. Es ist leicht ersichtlich, daß die Erfindung auch
in Verbindung mit dem Zeilensprungverfahren angewandt werden
kann. Es muß bemerkt werden, daß das Videosignal entweder
durch das Zeilensprungverfahren wiedergegeben wird, wobei
jedem Bild ein Halbbild entspricht, und somit ein vollständiges
Bild aus zwei Halbbildern aufgebaut ist oder durch ein
Tastverfahren, bei dem zwei Halbbilder im wesentlichen das
gleiche Bild darstellen, jedoch mit der halben Zahl der
Tastzeilen.
Claims (3)
1. Halbton-Bildanzeigevorrichtung mit einer Anzeigetafel,
die eine Vielzahl von impulsförmig ansteuerbaren
Leuchtpunkten aufweist, deren jeder sich in einem stabilen
Leuchtzustand oder in einem stabilen Nichtleuchtzustand
befinden kann, und wobei jeweils ein oder mehrere Leuchtpunkte
ein Bildelement bilden, und mit einer einen Kodierer
aufweisenden Steuereinrichtung zur Ansteuerung der
Leuchtpunkte mit einer Haltespannung, deren Frequenz zu
einer dem Momentanwert eines Eingangsvideosignals proportionalen
mittleren Helligkeit führt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kodierer
(362, 462, 562) den Momentanwert (v) des Eingangsvideosignals
für das jeweilige Bildelement mit n Gewichten
w k (k = 1, 2, . . . n) gemäß der Formel
kodiert, worin die Koeffizienten a k den Wert 1 oder 0 haben
und K eine Konstante ist, und daß die Ansteuerung des
jeweiligen Leuchtpunktes in n Bildern oder Halbbildern
derart erfolgt, daß im k-ten Bild oder Halbbild der
Leuchtpunkt sich im Leuchtzustand befindet, falls a k = 1 gilt,
oder im Nichtleuchtzustand, falls a k = 0 gilt, und daß die Frequenz der Haltespannung an allen Leuchtpunkten proportional
dem jeweiligen Gewicht w k ist.
2. Halbton-Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kodierer (462) den Momentanwert
(v) des Eingangsvideosignals für das jeweilige Bildelement
mit (m+n) Gewichten u k , w j
(j = 1, 2, . . . n), (k = 1, 2, . . . m) gemäß der Formel
kodiert, worin die Koeffizienten a jk den Wert 1 oder 0 haben
und K eine Konstante ist, und daß die Ansteuerung des
jeweiligen Leuchtpunktes in n Bildern oder Halbbildern
derart erfolgt, daß im j-ten Bild oder Halbbild der
Leuchtpunkt, für welchen a jk = 1 gilt, eingeschaltet ist, wobei
die Frequenz der Haltespannung an allen Leuchtpunkten
proportional dem Gewicht w j ist und die Einschaltdauer jeweils
proportional dem Gewicht u k ist, während die
Leuchtpunkte, für die a jk = 0 gilt, sich im Nichtleuchtzustand
befinden.
3. Halbton-Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kodierer (562) den Momentanwert
(v) des Eingangsvideosignals für das jeweilige aus m
Leuchtpunkten gebildete Bildelement mit (m+n) Gewichten
u k , w j
(j = 1, 2, . . . n), (k = 1, 2, . . . m) gemäß der Formel
kodiert, worin die Koeffizienten a jk den Wert 1 oder 0 haben
und K eine Konstante ist, und daß die Ansteuerung des
jeweiligen Leuchtpunktes in n Bildern oder Halbbildern
derart erfolgt, daß im j-ten Bild oder Halbbild der
Leuchtpunkt, für welchen a jk =1 gilt, eingeschaltet ist,
wobei die Frequenz der Haltespannung an allen Leuchtpunkten
proportional dem Gewicht w j ist und die Einschaltdauer
der einzelnen Leuchtpunkte jeweils proportional dem Gewicht
u k ist, während die Leuchtpunkte, für die a jk = 0
gilt, sich im Nichtleuchtzustand befinden.
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
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In Betracht gezogenes älteres Patent: DE-PS 22 64 175 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL170910B (nl) | 1982-08-02 |
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NL7313153A (de) | 1974-07-18 |
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FR2214395A5 (de) | 1974-08-09 |
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NL170910C (nl) | 1983-01-03 |
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