DE2615569B2 - Farbbildwiedergabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildwiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 24 12 869 bekannt.

Die in der zitierten Offenlegungsschrift beschriebene Vorrichtung arbeitet nach dem Prinzip der räumlich getrennten Elektronenerzeugung und -nachbeschleunigung: Die Anzeige ist durch eine an ihren Kreuzungspunkten gelochte Leitermatrix in eine vom Betrachter aus gesehen hintere Kammer und in eine vordere Kammer geteilt, im hinteren Raum (Entladungsraum) brennt eine Gasentladung; im vorderen, nach vorne durch eine Anode abgeschlossenen Raum (Nachbeschleunigufigsraum) herrscht eine Potentialdifferenz von einigen kV, eine Gasentladung kann hier aber nicht eingeleitet werden, da Leitermatrix und Anode sehr nahe beieinander liegen. Im Beirieb der Vorrichtung werden Plssmaelektronen aus dem Entladungsraum durch selektiv angesteuerte Matrixöffnungen in den Nachbeschleunigungsraum gezogen, dort beschleunigt und schließlich von der Anode aufgefangen; am Aufschlagort entsteht dann auf einem der Anode vorgelagerten Leuchtstoff ein Lichtpunkt, dessen Helligkeit von der Höhe des Ansteuersignals abhängt. Ein solches Zwei-Kammer-Konzept ermöglicht, insbesondere wenn man es mit einem Längsplasma zwischen einer Flächenkathode und jeweils einer Matrixzeile realisiert, eine besonders lichtstarke Anzeige mit slufenloser Helligkeitsregelung und hat daher vor allem für die seit Jahren mit besonderem Nachdruck betriebene Entwicklung eines Fernsehbildschirms auf Gasentladungsbasis neue Impulse gegeben.

Die bisher veröffentlichten Zwei-Kammer-Vorrichtungen mit einer den Hüllenraum unterteilenden Steuermatrix (beispielsweise DE-AS 18 11272 oder US-PS 38 00 186) waren in aller Regel monochrom. Lediglich in der bereits genannten Offenlegungsschrift finden sich einige allgemein gehaltene Hinweise auf eine Mehrfarbenwiedergabe mit Hilfe dreier Grundfarben; im Gegensatz hierzu sind im Zusammenhang mit herkömmlich aufgebauten Gasentladungs-Anzeigevorrichtungen bereits eine Fülle von konkreten Vorschlägen zur mehrfarbigen Darstellung gemacht worden; diese Maßnahmen lassen sich jedoch auf Anzeigeversionen mit der geschilderten Steuerstruktur nicht ohne weiteres übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildwiedergabevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß eine farbige Streifenstruktur des Bildes vermieden wird und daß die erforderliche Steuerstruktur eine möglichst kleine Anzahl von Leitern aufweist, um die kapazitive Belastung der Ansteuerschaltung klein zu halten und die Schaltung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildwiedergabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In (ien Figuren ^r, sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Farbbildwiedergabevorrichtung, in einem Seitenschnitt;

F i g. 2 die Steuerplatte des Ausführungsbeispiels der κι Fig. 1, in eirer Ansicht aus dem Nachbeschleunigungsraum:

Fig.3 eine abgewandelte Steuerstruktur, in der gleichen Darstellungsweise wie F i g. 2 und

F i g. 4 den Ansteuerkreis der Vorrichtung der F i g. 1, \-~, in einem Blockdiagramm.

Zur besseren Übersicht ist die Zeichnung teilweise stark schematisiert. Alle für ein Verständnis der voi liegenden Erfindung nicht unbedingt erforderlichen Teile einer Gasentladungsanzeige wie beispielsweise ju Elektrodenzuleitungen oder einzelne Organe des Ansteuerkreises sind vielfach nur angedeutet oder auch ganz weggelassen.

Die Ausführung der Fig. 1 ist als Fernsehbildschirm vorgesehen. Sie enthält eine Hülle 1 mit Seitenwandun- _>-> gen 2, einer Frontplatte 3, einer Rückplatte 4 und rückwärtigen Stützstreben 5, sowie eine Steuerstruktur 6, eine Kathode (Flächenkathode) 7 und eine 'Vnode (Schirmanode, Beschleunigungsanode) 8. Die Meuerstruktur durchsetzt die Seitenwandungen 2 der Hülle 1 so und teilt das Hülleninnere in einen vom Betrachter aus gesehen hinteren Raum (Entladungsraum 9) und einen vorderen Raum (Nachbeschleunigungsraum 10).

Die Steuerstruktur selbst enthält eine im vorliegenden Fall aus Glas bestehende Folie 11, die beidseitig r> jeweils mit einer Schar von zueinander parallelen Leiterbahnen (Spaltenieiter 12, Zeilenleiter 13) versehen ist. Beide Leiterscharen bilden zusammen eine Matrix. In den Kreuzungspunkten dieser Matrix ist die Steuerstruktur gelocht (Folienlöcher sowie Leiteröff- -to nungen 15). Die einzelnen Leiterbahnen sind in der Figur nur schematisch dargestellt, ihre genaue Ausbildung geht aus der F i g. 3 hervor. Die Enden der Zeilenbzw. Spaltenleiter sind durch die Seitenwandungen der Hülle geführt, an dem außerhalb der Hülle umlaufenden -r. Folienrand fixiert und kontaktieren die ebenfalls auf dem Folienrand angebrachten Bauelemente des Ansteuerkreises. Diese Bauelemente sind in der Figur nur angedeutet und summarisch mit dem Bezugszeichen 16 versehen; ihre genaue Plazierung und ihre Verbindung w mit den Leiterzuleitungen sind aus den Fig.6 und 7 ersichtlich. Folienrand, Ansteuerorgane und Leiterenden sind zusammen mit der Hülle zur Erhöhung der mechanischen Stabilität und zum Schutz gegen atmosphärische Einflüsse in einen Kunstharzmzntel 17 ^r>5 eingebettet.

Im Entladungsraum 9 des Bildschirms befindet sich die Flächenkathode 7; sie ist auf der Innenseite der Rückplatte 4 aufgebracht und überdeckt den gesamten Matrixbereich. Die Schirmanode 8 ist im Nachbeschleu- t>u nigungsraum untergebracht, sie überzieht eine Leuchtstoffschicht 19, die ihrerseits auf der Innenseite der Frontplatte 3 aufgebracht ist, und erstreckt sich ebenfalls über den gesamten Matrixbereich. Die Anode muß zu den Steuerelektroden über der gesamten Fläche einen konstanten Abstand einhalten. Zu diesem Zweck sind zwischen der Steuerstruktur und der Anode ein Distanzierungsrahmen 20 uüd — über die Fläche verteilt — Abstandsstifte 21 eingefügt.

Zum Betrieb der Anzeige könnten die einzelnen Elektroden beispielsweise auf folgenden Potentialen liegen: Die Flächenkathode auf —300 V, die jeweils angesteuerte Zeile auf Erdpotential, die nicht angesteuerten Spalten auf —30 V, die durchgesteuert; Spalte auf Erdpotential und die Beschleunigungsanode auf 4,5 kV. Die nicht angesteuerten Zeilen nehmen das Potential ihrer Umgebung an, sie »schwimmen« und beeinflussen die zwischen der Flächenkathode und der jeweils angesteuerten Zeile keilförmig brennende Gasentladung nicht.

In Fig.2 ist die Steuerstruktur eines TV-Bildschirms dargestellt. Bei dieser Steuerstruktur enthalten die Zeilen jeweils eine Lochreihe. In den geradzahligen Zeilen ist die Farbzuordnung (»R« --■ Rot, »C« = Grün und »B« = Blau) gegenüber den ungeradzahligen Zeilen um eine öffnung nach rechts verschoben (eine Verschiebung um eine Öffnung nach links wäre genausogut möglich). Die öffnungen jeder Spalte sind abwechselnd zwei verschiedenen Farben zugeordnet. Weißpunkte werden durch Ansteuerung einer (einreihigen) Zeile und dreier nebeneinanderliegender Spähen aufgebaut (Weißpunkte W₁, w₂, wj).

Die Abstände zwischen den einzelnen öffnungen sind in horizontaler Richtung geringer als in vertikaler Richtung. Die öffnungen eines Farbtripeis bilden also Eckpunkte eines rechtwinkligen, ungleichseitigen. Dreiecks, dessen kleinere Kathete parallel zur Zeilenrichtung liegt. Im vorliegenden Fall haben die Öffnungen die Form aufrecht stehender Rechtecke; sie sind in Zeilenrichtung schmal, damit hinreichend große Spaltenleiterabstände gewahrt bleiben, und entsprechend hoch, um einen großflächigen Öffnungsquerschnitt und damit eine hohe Maximalhelligkeit zu behalten. Die Höhe der Öffnungen — und damit auch die Öffnungsbreite. — kann in relativ weiten Grenzen variiert werden, da benachbarte Zeilenleiter weit auseinanderliegen.

Das gewählte, versetzungsfreie Lochmuster führt nicht nur zu einer kapazitätsarmen Steuerstruktur, sondern kann auch den konstruktiven Aufbau der Vorrichtung vereinfachen: Insbesondere bei Vorrichtungen mit dünnwandigen Frontplatten läßt sich die Steuerstruktur nicht mehr ohne weiteres allein durch Abstandsstifte abstützen. In diesem Fall wird man zu Stützplatten übergehen, die von der Front- und Rückplatte ausgehen und die Steuerplatte zwischen benachbarten, geradlinig verlaufenden Spaltenleitern durchsetzen.

Bei der Steuerplattenversion der Fig. 3 sind die Öffnungen einer Zeile nahe aneinander gerückt und die öffnungen der geradzahligen Zeilen gegenüber den öffnungen der ungeradzahligen Zeilen etwas versetzt, und zwar in Richtung der Verschiebung der Farbenzuordnung. Es entsteht eine dem üblichen hexagonalen Farbpunktraster nahekommende Öffnungsverteilung, bei der die Farbtripel gleichschenklige Dreiecke mit verkürzten, zeilenparallelen Basisseiten bilden. Bei der Modifikation der F i g. 3 ist der physiologische Eindruck für den Betrachter etwas günstiger als bei der versetzungsfreien Lochverteilung, da sich die Farben besser mischen. Allerdings ist es bei einem hexagonalen Lochraster nicht ganz so einfach, bei Bedarf Stützplatten ujrch die Steuerstruktur zu führen.

Das Blockdiagramm der F i g. 4 zeigt die elektronische Ansteuerung. Es handelt sich dabei um ein an die vorgeschlagene Vorrichtung angepaßte Zeilensprung-

verfahren.

Alle ungeraden Zeilen sind mit einer ersten, aus einem Zähler und einem Treiber mit beispielsweise emitterseilig geerdeten p-n-p-Transistorcn bestehenden Einheit 23, alle geraden Zeilen mit einer /weiten, analog aufgebauten Einheit 24 verbunden. Die Eingänge dieser Einheiten stehen mit einem ersten Halbbildschalter 25 in Verbindung. Der Schalter 25 empfängt die Impulse der Zcilenfrequenz (W-lmpulse) und wird durch die Impulse der Bildwcchselfrequenz fK-lmpulse) getriggert. |ede dritte Spalte ist über eine gemeinsame Speicher- und Treibercinheit 26, 27, 28 und einen gemeinsamen Schalter 29, 30,31 mit einem Schieberegister 32, 33, 34 verbunden. Die aus je einem Schieberegister, Schalter und Speicher- und Treibereinheit gebildeten Baugruppen sind in der Figur strichpunktiert eingezeichnet und mit den Bezugszeichen 35, 36, 37 versehen. Die einzelnen Schieberegister erhalten Farbsignale aus den Ausgängen eines zweiten Halbbildschalters (zyklischer Farbenvertauscher) 38, der mit den Farbauszügen des Videosignals beaufschlagt wird.

Die Zähl- und Treibereinheiten 23, 24 können eingespart werden, wenn man mit dem Self-Scan-Prinzip ansteuert. In diesem Fall wären die ungeradzahligen Zeilen auf der einen Seite und die geradzahligen Zeilen auf der anderen Seite aus dem Bildfeld herauszuführen und jeweils durch eine Fortschaltspalte weiterzuschalten.

Im Betrieb der Farbbildwiedergabevorrichtung werden während einer ersten Halbbildperiode die ungeradzahligen Zeilen und während der zweiten Halbbildperiode die geradzahligen Zeilen nacheinander im Takt des Η-Impulses angesteuert, d. h. auf Erdpotential angehoben. Die zwischen der auf etwa —300 V befindlichen Flächenkathode und der jeweils angesteuerten Zeile brennende Gasentladung wird jeweils zur übernächsten Zeile weitergereicht, ohne zv/ischenzeitlich zu verlöschen.

Mit Aktivierung einer Zeile wird die Information dieser Zeile, deren Farbauszüge zuvor im Takt von Schiebeimpulsen fS-lmpulse) in die Schieberegister gefüllt und während des Zeilenaustastimpulses über die H-impulsgetriggerten Schalter abgerufen worden sind, über die Speicher- und Treibereinheiten gleichzeitig auf alle Spaltenleiter gegeben. Während der Betriebszeit einer bestimmten Zeile (TV-Norm: 53 μβε^ werden die Schieberegister bereits mit der Information der demnächst zu aktivierenden Zeile gefüllt.

Da die öffnungen einer Spalte abwechselnd verschiedenen Farben, in der ersten Spalte von links beispielsweise den Farben Rot und Blau, zugeordnet sind, müssen den Schieberegistern in der einen Halbperiode die eine und in der anderen Halbperiode die andere Farbe zugewiesen werden. Im dargestellten Beispiel muß das Schieberegister 32 während des ersten Halbbildes den roten Farbauszug und während des zweiten Halbbildes den blauen Farbauszug empfangen. Hierfür sorgt ein den Schieberegistern vorgeschalteter. V-impulsgetriggerter zyklischer Farbenvertauscher (Kommutator) 38.

Bei Wahl schlitzförmiger öffnungen sind zur vollen Aussteuerung der Folienlöcher lediglich wenige 10 V. beispielsweise 30 V, erforderlich, da die aus der prismatischen Gasentladung zu den Öffnungen diffundierenden Elektronen sehr geringe kinetische Energie haben. Man hat also die Möglichkeit, die Schieberegister, Schalter, Speicher und Treiber als integrierte Schallkreise (ICs) auszuführen. Wegen des für die Gasentladung benötigten Stroms wird man ICs in bipolarer Technik realisieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Farbbildwiedergabevorrichtung mit Ansteuerschaltung für eine matrixadressierte Wiedergabe von aus drei Farben aufgebauten Farbbildern, i umfassend eine gasgefüllte, gasdichte Hülle, eine das Hülleninnere in zwei Räume unterteilende plattenförmige Steuerstruktur, mindestens eine Elektrode in dem einen Hüllenraum, dem Gasentladungsraum, zum Anlegen der für eine Gasentladung erforderlichen Spannung und einen Leuchtschirm mit in drei verschiedenen Farben lumineszierenden Leuchtstoffelementen und mit flächiger Beschleunigungsanode in dem anderen Hüllenraum, dem Nachbeschleunigungsraum, wobei die Steuerstruktur eine η Matrix aus zueinander parallelen Zeilenleitern und zu diesen Leitern über elektrisch isolierendes Material beabstandeten, zueinander parallelen und die Zeilenleiter kreuzenden Spaltenleitern umfaßt, die an den Kreuzungspunkten durchgehende öffnungen aufweisen, wobei ferner die Beschleunigungsanode gegenüber den ihr zugewandten Leitern der Steuerstruktur in derart geringem Absland angeordnet ist, daß selbst eine Spannung von einigen kV noch keine Gasentladung zwischen der Steuer- γ, struktur und der Beschleunigungsanode auslöst, und wobei schließlich die Anzahl der öffnungen um das Dreifache gegenüber einer Vorrichtung für Schwarz-Weiß-Darstellung gleicher Bildpunktzahl erhöht ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei den dem Gasentladungsraum zugewandten Leitern (13) jeweils drei in Richtung der Leiter aufeinanderfolgende öffnungen (15) verschiedenen Farben und jede dritte öffnung der gleichen Farbe zugeordnet sind, daß bei fortlaufender Durchnume- r> rierung in allen geradzahligen gegenüber allen ungeradzahligen Leitern (13) die Farbzuordnung um eine öffnung versetzt ist und daß die dem Leuchtschirm zugewandten Le^:ter (12) die in ihrer Richtung aufeinanderfolgenden, alternierenden Farben zugeordneten öffnungen miteinander verbinden, und dadurch, daß die Ansteuerschaltung für einen Betrieb der Vorrichtung im Zeilensprungverfahren ausgebildet ist und eine Farbvertauscherschaltung besitzt, die die alternierende Farbzuord- « nung in den letztgenannten Leitern berücksichtigt.

2. Farbbildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gasentladungsraum zugewandten Leiter (13) von den Zeilenleitern und die dem Leuchtschirm zugewand- to ten Leiter (12) von den Spaltenleitern gebildet sind.

3. Farbbildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (15) der geradzahligen, dem Gasentladungsraum zugewandten Leiter (13) in Richtung der v> Versetzung der Farbenzuordnung zusätzlich um eine Strecke versetzt sind, die etwa der halben Entfernung zwischen aufeinanderfolgenden öffnungen entlang einem Leiter entspricht.

4. Farbbildwiedergabevorrichtung nach einem der ω Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktabstand zwischen benachbarten öffnungen (15) eines dem Gasentladungsraum zugewandten Leiters (13) geringer ist als der Mittelpunklabstand zwischen nächstliegenden öffnungen derartiger benachbarter Leiter (13).

5. Farbbildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15) eine längliche Form haben.

6. Farbbildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseiten der länglichen Öffnungen (15) parallel zu Jen dem Gasentladungsraum zugewandten Leitern (13) liegen.