DE2750598A1 - Anordnung zur erzeugung von bildern gleichmaessiger helligkeit bei bildwiedergabegeraeten - Google Patents

Description

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Anordnung zur Erzeugung ve» Bildern gleichmäßiger Helligkeit bei Blldwiedergabegeräten

Die Erfindung bezieht sich auf Mehrstrahl-Bildwiedergabegeräte und betrifft insbesondere Maßnahmen zur Wiedergabe von Bildern gleichmäßiger Helligkeit mit solchen Anordnungen.

In letzter Seit sind viele Bildwiedergabeeinrichtungen vorgeschlagen worden, die jeweils getrennte Bereiche der gesamten Anzeigefläche anregen. Eines der Probleme bei der Verwendung getrennter Elektronenstrahlen für getrennte Bereiche des Anzeigeschirms besteht darin, daß sich jeder Strahl in Abhängigkeit von seinem Elektronenstrom ändert. Diese Veränderungen haben UngleichmäBigkeiten der Helligkeit des wiedergegebenen Bildes zur Folge. Damit solche Wiedergabeeinrichtungen aber praktisch brauchbar sind, aufi das Bild eine gleichförmige Helligkeit haben.

fiemäe der Erfindung wird nun der Elektronenstrom jedes Strahls einer Mehrstrahl-Wiedergabeeinrichtung mit Hilfe eines Kollektors abgefühlt. Eine den Pegel des abgefuhlten Elektronenstrons jedes Strahls betreffende Information wird in einem Speicher gespeichert, unter Verwendung der gespeicherten Information und der Helligkeitsinformation vom Bildsignal werden die Strahlen dann moduliert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Mehrstrahl-Anzeigeeinrichtung j

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Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Egalisierung der Elektronenströme in der Einrichtung und

Fig. 3 und 4 weitere abgewandelte AusfUhrungsformen der Elektronenstrahl-Egalisierungsschaltung.

In Fig. 1 ist eine AusfUhrungsform einer flachen Anzeige- oder Wiedergabeeinrichtung entsprechend der Erfindung insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Einrichtung 10 umfaßt ein evakuiertes Gehäuse 12, typischerweise aus Glas, mit einem Anzeigeteil 14 und einem Elektronenstrahlteil 16. Der Anzeigeteil 14 hat eine rechtwinklige Frontwand 18, welche einen Sichtschirm trägt, und eine rechtwinklige RUckwand 20, die im Abstand parallel zur Frontwand 18 verläuft. Die Frontwand 18 und die RUckwand 20 sind mit Seitenwänden 22 verbunden. Front- und RUckwand 18 bzw. 20 sind so dimensioniert, daß sie einen Sichtschirm gewünschter Größe, beispielsweise 75 χ 100 cm ergeben, und ihr Abstand beträgt 2,5 bis 7,5 cm.

Mehrere im Abstand befindliche Stutzwände 24 sind zwischen Frontwand 18 und RUckwand 20 befestigt und ragen vom Strahlsystemteil 16 zur gegenüberliegenden Seitenwand 22. Die Stützwände 24 sorgen fUr eine gewünschte innere Abstützung des evakuierten Gehäuses 12 gegen den äußeren Atmosphärendruck, und sie unterteilen den Anzeigeabschnitt 14 in mehrere Kanäle 26. Auf der inneren Oberfläche der Frontwand 18 befindet sich ein Leuchtschirm 28, der bekannter Art sein kann, wie er etwa derzeit bei Kathodenstrahlröhren, also Schwarzweiß- oder Farbbildröhren, verwendet wird. Bei einer Farbanzeige wechselt der Leuchtstoff in den Kanälen 26 zwischen rotem, grünem und blauen Leuchtstoff.

Der Strahlsystemteil 16 bildet eine Verlängerung des Anzeigeteile 14 und verläuft über eine Reihe benachbarter Enden der Kanäle Er kann irgendeine geeignete Form haben, um ein spezielles Strahlsystem zu umgeben. Das im Strahlsystemteil 16 enthalten« Strahl-

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system kann von irgendeiner bekannten Konstruktion sein, mit welcher «ich Elektronenstrahlen lings, der Kanäle 26 richten las-•en. Beispielsweise kann das Strahlsystem mehrere einseine Strahlkanonen enthalten» die an den Boden der Kanäle 26 montiert sind und getrennte Blektronenstrahlen längs der Kanäle richten. Andererseits kann das Strahlsystem auch eine Linienkathode aufweisen, welche sich längs des Strahleyβteeteil« 16 über die nebeneinander befindlichen Kanäle 26 erstreckt und geeignet ist» wahlweise einseine Elektronenstrahlen längs des Kanalee zu richten. Ein Strahlsyste» dieser Art ist in der US-PS 2 858 464 beschrieben.

In jedem der Kanäle sind mehrere Fokussierführungen 32 angeordnet, mit Hilfe deren die von einer Strahlkanone kommenden Elektronen su einem Strahl begrenzt werfen, der auf einem Weg längs des Kanales verläuft. Jede Führung weist ferner Mittel auf, mit Hilfe deren ihr Strahl aus der Führung durch eine von mehreren kleinen öffnungen in den Fokussierführungen 32 in Richtung auf den Leuchtschirm 28 an verschiedenen Punkten längs des Kanals 26 abgelenkt werden kann. An den dem Strahlsystemteil 16 abgewandten Ende jedes Kanals 26 befindet sich ein Blektronenkollektor 34 zwischen den Fokusslerffihrungen 32. Der Kollektor 34 ist eine u-förmige Elektrode, welche sich Über die volle Breite der Einrichtung 10 über die Enden der Kanäle erstreckt.

Wie Fig. 2 zeigt, 1st der Kollektor 34 mit-einem Kollektor-Analog/Digital-Konverter 4O verbunden· Der Ausgang dieses Kollektor-A/D-Konverters 1st mit dem Eingang eines Digitalspeichers 42, etwa in Form eines "random access memory", verbunden. Der Speicher 42 hat genügend Speicherplätze, um für jeden der Elektronenkanäle 26 ein Informationswort zu speichern. Der Ausgang des Speichers 1st mit einem von drei Digitaltellern 44, 46 und 48 verbunden. Drei Signale, welche die Helligkeiteinformation jeder der drei Farben (Rot, Grün und Blau) der Anzeigeeinrichtung darstellen, werden getrennten Helligkeita-A/D-Konvertern 56, 58 bzw. 60 zugeführt, deren Ausgänge an den Eingang eines der

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drei Digitalteiler 44, 46 bzw. 48 geführt sind. Der Ausgang jedes der Digitalteiler ist mit den Strahlsystemsteuerschaltungen im Strahlsystemteil 16 verbunden.

Die Strahlsystemsteuerschaltungen richten sich nach dem jeweils im einzelnen verwendeten Anzeigesystem. Wenn beispielsweise eine ganze Linie oder Zeile eines Bildes gleichzeitig angezeigt werden soll, dann würde die Strahlsystemsteuerschaltung die Helligkeitssignale für alle Elemente dieser Linie oder Zeile speichern. In diesem Falle werden die Helligkeitssignale während der aktiven Zeilendauer in einen ersten Speicher eingegeben. Dann, während der Horizontalrücklaufzeit, werden die Inhalte des ersten Speichers in einen zweiten Speicher übertragen. Während der nächsten aktiven Zeilendauer wird der Inhalt des zweiten Speichers in Analogsignale umgewandelt, die den Modulatorelektroden jedes Strahlsystems zugeführt werden, während der erste Speicher mit den Helligkeitssignalen für die nächste Zeile neu gefüllt wird. Mit den Strahlsystemsteuerschaltungen ist ein Bezugshelligkeitssi gnalgener a tor 62 verbunden.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wiedergabeeinrichtung kann für Bildwiedergabezwecke, also für Fernsehzwecke, beispielsweise unter Verwendung der NTSC-Normen, benutzt werden. Ein gesonderter Elektronenstrahl für jedes Bildelement der Wiedergabezeile wandert vom Strahlsystemteil 16 den Kanal 26 zwischen den Fokussierführungen 32 aufwärts. Wenn der Strahl die Höhe des auf dem Schirm 28 zum Leuchten zu bringenden Bildelementes erreicht hat, wird er durch eine öffnung in einer Fokussierführung 32 abgelenkt. Dies wird erreicht durch eine negative Vorspannung einer Elektrode an der Rückwand 20. Der Strahl trifft dann auf den Leuchtschirm 28 auf. Die Bildhelligkeit wird durch Veränderung des Zeitabschnittes gesteuert, währenddessen der Strahl auf den Schirm auftrifft. Die Strahlen in allen der Kanäle 26 können nacheinander oder gleichzeitig aktiviert werden, um eine Zeile eines Bildes auf dem Schirm wiederzugeben, je nachdem, was für eine Strahls/atemsteuerschaltung im Strahlsystemteil 16 der

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-7-Wiedergabeeinrichtung vorhanden ist.

GemäB der Erfindung sind nun MaBnahnan zur Konpensierung ungleichförmiger Elektronenstrahlen vorgesehen/ so dae das Bild eine gleichförmige Helligkeit hat. Dies wird im wesentlichen erreicht, indem der Strom jedes der Elektronenstrahlen abgefühlt wird und der Strompegel in einem Speicher gespeichert wird. Wenn ein bestimmter Strahl zur Erregung eines Bildelementes benutzt wird» dann wird der gespeicherte Strompegel ausgelesen und in das Helligkeitssignal fOr dieses Bildelement hineingeteilt. Der Quotient wird dann der Strahlsystemsteuerschaltung für diesen Kanal als egalisiertes oder equalislertes Helligkeitssignal zugeführt.

Wenn die Wiedergabeeinrichtung in Betrieb genommen wird, ehe eine Information angezeigt wird, dann sind die einzelnen Elektronenstrahlen individuell aktiviert durch Anlegen eines Testbildhelligkeitssignals vom Generator 62 an die zugehörige Strahlsystemsteuerschaltung. In jedem der Kanäle 26 wird ein Elektronenstrahl erzeugt, der dann durch die gesamte Länge des Kanals 26 wandert und auf den Kollektor 34 auftrifft, ohne auf den Leuchtschirm 28 zu abgelenkt zu werden. Der auf den Kollektor 34 auftreffende Elektronenstrahl erzeugt eine elektrische Spannung. Diese Spannung wird mit Hilfe des A/D-Konverters 40 in ein 5-oder 6-Bit-Digitalwort umgewandelt. Dieses Digitalwort wird dann im Speicher 42 an einer Stelle gespeichert, welche dem Strahlsystem entspricht, das aktiviert worden ist. Dieser Prozeß wird dann für sämtliche Strahlsysteme der Wiedergabeeinrichtung wiederholt.

Wenn die Elektronenstrominformation für jeden der Elektronenatrahlen erst einmal gespeichert ist, dann ist die Wiedergabeeinrichtung bereit zur Bildwiedergabe. Wenn ein Bild wiedergegeben werden soll, dann wird das gesamte Helligkeitssignal getrennt in je ein Signal für jede Farbe, wie dies bei Fernsehsystemen üblich ist. Die getrennten Signale werden gleichzeitig

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auf Leitungen 50, 52 und 54 den entsprechenden Helligkeits-A/D-Konvertern 56, 58 bzw. 60 zugeführt, wo sie in Digitalwörter umgewandelt und auf die Teiler 44, 46 bzw. 48 gegeben werden. Zur gleichen Zeit wird die im Speicher 42 enthaltene Elektronenstrominformation ausgelesen und den drei Teilern 44, 46 und 48 zugeführt. Diese Teiler können sogenannte ROM-Speicher sein (read only memories) die als "look up"-Tafeln verwendet werden, wo die Elektronenstrahlinformation und das Helligkeitssignal einen den Quotienten enthaltenden Speicherplatz adressieren. Der gespeicherte Quotient kann bereits die Gammakorrektur enthalten. Die Abfolge der Speicherauslesung ist derjenigen der Helligkeitssignale angepaßt, so daß die Elektronenstrominformation für einen gegebenen Kanal 26 am Teiler in Synchronismus mit dem Helligkeitssignal für diesen Kanal auftritt. Die Teiler teilen das Helligkeitssignal durch die Elektronenstrominformation und erzeugen auf diese Weise ein equalisiertes Helligkeitssignal, das den verschiedenen Strahlsystemsteuerschaltungen zugeführt wird. Das equalisierte oder korrigierte Helligkeitssignal kompensiert die Ungleichförmigkeit der Elektronenstrahlsysteme.

Nachdem die letzte Zeile der Videoinformation angezeigt ist, wird die Wiedergabeeinrichtung für die Dauer des Vertikalrücklaufintervals gesperrt, wie dies bei üblichen Kathodenstrahlröhren auch der Fall ist. Während dieses Zeitintervalls werden Testsignale den Elektronenstrahlsystemen zugeführt, und in den Speicher wird neue Elektronenstrominformation für jedes der Strahlsysteme der Einrichtung eingegeben. Dieses Neueinspeichern der Elektronenstrominformation kann auch weniger häufig als in jedem Rücklaufintervall erfolgen; beispielsweise kann nur ein Teil des Speichers 42 während jedes Rücklaufs auf den neuesten Stand gebracht werden. Durch die Neueinspeicherung des Speichers werden Veränderungen kompensiert, die etwa durch den zeitlichen Temperaturverlauf des Strahlsystems oder andere Alterungeerscheinungen bedingt sind.

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Pig. 3 zeigt ein abgewandeltes System, mit Hilfe dessen ein Bild der mit mehreren Elektronenstrahlen arbeitenden Anzeigevorrichtung gleichmäßiger gemacht wird, per Ausgang des Kollektors wird einem ladungsgekoppelten Speicher 70 (CCD-Speicher) zugeführt. Die Mittel zur Rückführung der gespeicherten Information in den CCD-Speicher müssen so gewählt werden, daß der Speicher beim Auslesen der Information nicht gelöscht wird. Das Ausgangssignal des CCD-Speichers 7O wird drei Analogteilern 72, 74 und 76 zugeführt, deren jeweils anderen Eingängen die Bildhelligkeitsinformation für die richtigen Farben Hot, Grün und Blau zugeführt werden. Der Ausgang jedes der Teller ist mit einen getrennten A/D-Konverter 78, 80 bzw. 82 verbunden, dessen Ausgang wieder mit den Strahlsystemen gekoppelt ist* Die in Fig. 3 gezeigte alternative AusfUhrungsform arbeitet praktisch in gleicher Weise wie die anhand von Fig. 2 beschriebene, atiBer daB die Teilung analog statt digital durchgeführt wird. Der Blektronenetrom von jedem der Strahlsysteme wird im Speicher 70 gespeichert. Zu einem geeigneten Zeitpunkt wird diese Ble£tronenstrominformation aus dem Speicher ausgelesen, in das ankönnende Bildhelligkeitssignal hineingeteilt und dann in ein Digitalsignal umgewandelt, das durch die Strahlsystemsteuerschaltungen verarbeitet wird.

Eine weitere AusfUhrungsform ist in Fig. 4 gezeigt. Hier ist der Kollektor 34 mit einem Kollektor-A/D-Konverter 84 verbunden. Ein Speicher 86 speichert das vom Kollektor-A/D-Konverter 84 umgewandelte Signal. Das Ausgangesignal des Speichers 86 wird drei D/A-Konvertern 88, 90 und 92 zugeführt, deren jeder mit einer gesonderten Analogteilerschaltung 94, 96 oder98 verbunden ist. Drei Helligkeits-A/D-Konverter 100, 102 und 104 sind mit ihren Eingängen an verschiedene Teiler 94, 96 bzw. 98 angeschlos sen und liegen mit ihren Ausgängen an den Strahlsystemsteuerschaltungen. Ein Bezugssignalgenerator 62 ist ebenfalls mit den Strahlsystemsteuerschaltungen verbunden. Auch diese Schaltung arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise wie die gemäß Fig. 2, außer daB sie einen Digitalspeicher mit einer Analogsignaldivision kombiniert.

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Im Rahmen der vorstehend erläuterten Erfindung sind auch noch andere Abwandlungen möglich. Bei einem Einfarbenwiedergabegerät, wo nur ein Helligkeitssignal vorliegt, ist es leicht einzusehen, daß nur ein A/D-Konverter und nur ein Teiler benötigt werden. Auch können andere Kollektorkonfigurationen verwendet werden, beispielsweise können Mehrfachkollektoren, die sich jeweils über einen Teil der Wiedergabeeinrichtung erstrecken, parallel zum Neuspeichern des Speichers 42 verwendet werden. Eine weitere Variante besteht darin, einen Teiler zwischen den Kollektor und den Speicher einzufügen, um die abgefühlte Elektronenstrominformation in eins hineinzuteilen, also den elektrischen Reziprokwert der abgefühlten Information zu bilden. Anstelle des Teilers kann zur Kombinierung der gespeicherten Information mit dem Bildhelligkeitssignal auch ein Multiplikator verwendet werden.

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Leerseite

Claims (8)

1. P a te η t a η · ρ r ü eh e

   IU)Anordnung zur Erzielung glel^iföralger Helligkeit bei einer Anzeigeeinrichtung mit MehrerenBlektronenatrahlen, die durch ein Bildhelligkeltseingangselgnal steuerbar ilnd, gekennzeichnet durc h einen Fühler (34) sun AbfUhlen des Elektronenstroas jede· Blektronenetrahle, durch einen Speicher (42) zum Speichern der abgefühlten Strahlstrominformation, und durch eine Korrekturschaltung (44-60) zur Korrigierung des Helligkeitssignals mit Hilfe der gespeicherten Information im Sinne einer Kompensation nicht gleichmäßiger Blektronenstrahlströ-
2. 2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Fühler einen Elektronenkollektor (34) für die auftreffenden Elektronenstrahlen aufweist.

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3. 3) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (42) ein "random access"-Digitalspeicher ist und daß zwischen den Kollektor (34) und den Speicher ein Analog/ Digital-Konverter (40) eingefügt ist.
4. 4) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (44-60) für jede Zeile des Helligkeitseingangssignals einen zweiten Analog/Digital-Konverter (56-60) sowie einen an diesen angeschlossenen Teiler (44-48) zur Division des digitalisierten Helligkeitssignals durch die gespeicherte digitalisierte Elektronenstrominformation aufweist.
5. 5) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (42) eine ladungsgekoppelte Speicherschaltung enthält.
6. 6) Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung einen Analogteiler (72-76) zur Teilung des Helligkeitseingangssignals durch die gespeicherte Elektronenstrominformation enthält.
7. 7) Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Teilers ein Analog/Digital-Konverter (78-82) angeschlossen ist.
8. 8) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung einen zwischen den Fühler und den Speicher eingefügten Teiler, sowie eine Multiplizierschaltung zur Multiplizierung des Bildhelligkeitseingangssignals mit der gespeicherten Elektronenstrahlstrominformation aufweist.

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