DE2750598C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik nach der US-PS 38 82 359, in der eine Einrichtung zur Stabilisierung der Helligkeit des Bildes einer Bildröhre beschrieben ist. Dort wird im wesentlichen das Ausgangssignal eines vor der Bildröhre befindlichen und deren Licht ausgesetzten Photo­ transistors mit einer Referenzspannung verglichen, so daß die mittlere Helligkeit des Bildschirms zeitlich konstant ge­ halten wird.

Weiter ist aus der DE-AS 17 62 189 eine Stabilisierungsvor­ richtung für den Strahlstrom einer Kathodenstrahlröhre bekannt, bei der der Strahlstrom mit einer Strahlstrommeßvorrichtung gemessen und der Meßwert dazu verwendet wird, den Strahlstrom gegenüber einem Vergleichspegel zeitlich konstant zu halten.

Ausgehend von dem Stand der Technik nach der US-PS 38 82 359 liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Bildwiedergabeeinrichtung mit einer Vielzahl von Elek­ tronenstrahlen, welche jeweils getrennte Bereiche der Bild­ anzeigefläche anregen, unterschiedliche Elektronenströme der einzelnen Elektronenstrahlen zu kompensieren.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Erzielung gleich­ förmiger Helligkeit bei einer Bildanzeigevorrichtung mit einer Vielzahl von Elektronenstrahlen, die durch Helligkeitssignale moduliert werden mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patent­ ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Mehrstrahl-Anzeigeein­ richtung;

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

Fig. 3 und 4 weitere abgewandelte Ausführungsformen der Elektro­ nenstrahl-Egalisierungsschaltung.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform 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 rechtwinkli­ ge Frontwand 18, welche einen Sichtschirm trägt, und eine recht­ winklige Rückwand 20, die im Abstand parallel zur Frontwand 18 verläuft. Die Frontwand 18 und die Rückwand 20 sind mit Seiten­ wänden 22 verbunden. Front- und Rückwand 18 bzw. 20 sind so dimen­ sioniert, daß sie einen Sichtschirm gewünschter Größe, bei­ spielsweise 75 × 100 cm ergeben, und ihr Abstand beträgt 2,5 bis 7,5 cm.

Mehrere im Abstand befindliche Stützwände 24 sind zwischen Front­ wand 18 und Rückwand 20 befestigt und ragen vom Strahlsystem­ teil 16 zur gegenüberliegenden Seitenwand 22. Die Stützwände 24 sorgen für eine gewünschte innere Abstützung des evakuierten Ge­ häuses 12 gegen den äußeren Atmosphärendruck, und sie untertei­ len den Anzeigeabschnitt 14 in mehrere Kanäle 26. Auf der inne­ ren Oberfläche der Frontwand 18 befindet sich ein Leuchtschirm 28, der bekannter Art sein kann, wie er etwa derzeit bei Katho­ denstrahlröhren, also Schwarzweiß- oder Farbbildröhren, verwen­ det wird. Bei einer Farbanzeige wechselt der Leuchtstoff in den Kanälen 26 zwischen rotem, grünem und blauem Leuchtstoff.

Der Strahlsystemteil 16 bildet eine Verlängerung des Anzeigeteils 14 und verläuft über eine Reihe benachbarter Enden der Kanäle 26. Er kann irgendeine geeignete Form haben, um ein spezielles Strahl­ system zu umgeben. Das im Strahlsystemteil 16 enthaltene Strahl­ system kann von irgendeiner bekannten Konstruktion sein, mit welcher sich Elektronenstrahlen längs der Kanäle 26 richten las­ sen. Beispielsweise kann das Strahlsystem mehrere einzelne Strahlkanonen enthalten, die an den Enden der Kanäle 26 montiert sind und getrennte Elektronenstrahlen längs der Kanäle richten. Andererseits kann das Strahlsystem auch eine Linienkathode auf­ weisen, welche sich längs des Strahlsystemsteils 16 über die nebeneinander befindlichen Kanäle 26 erstreckt und geeignet ist, wahlweise einzelne Elektronenstrahlen längs des Kanales zu rich­ ten. Ein Strahlsystem dieser Art ist in der US-PS 28 58 464 be­ schrieben.

In jedem der Kanäle sind mehrere Fokussierführungen 32 angeord­ net, mit Hilfe deren die von einer Strahlkanone kommenden Elek­ tronen zu einem Strahl begrenzt werden, 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 abge­ wandten Ende jedes Kanals 26 befindet sich ein Elektronenkollek­ tor 34 zwischen den Fokussierführungen 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, ist der Kollektor 34 mit einem Kollektor- Analog/Digital-Konverter 40 verbunden. Der Ausgang dieses Kollek­ tor-A/D-Konverters ist mit dem Eingang eines Digitalspeichers 42, etwa in Form eines "random access memory", verbunden. Der Speicher 42 hat genügend Speicherplätze, um für jeden der Elek­ tronenkanäle 26 ein Informationswort zu speichern. Der Ausgang des Speichers ist mit einem von drei Digitalteilern 44, 46 und 48 verbunden. Drei Signale, welche die Helligkeitsinformation jeder der drei Farben (Rot, Grün und Blau) der Anzeigeeinrich­ tung darstellen, werden getrennten Helligkeits-A/D-Konvertern 56, 58 bzw. 60 zugeführt, deren Ausgänge an den Eingang eines der 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 wer­ den soll, dann würde die Strahlsystemsteuerschaltung die Hellig­ keitssignale für alle Elemente dieser Linie oder Zeile speichern. In diesem Falle werden die Helligkeitssignale während der akti­ ven Zeilendauer in einen ersten Speicher eingegeben. Dann, wäh­ rend der Horizontalrücklaufzeit, werden die Inhalte des ersten Speichers in einen zweiten Speicher übertragen. Während der näch­ sten 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 Bezugshelligkeits­ signalgenerator 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 gesonder­ ter Elektronenstrahl für jedes Bildelement der Wiedergabezeile wandert vom Strahlsystemteil 16 den Kanal 26 zwischen den Fokus­ sierführungen 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 abge­ lenkt. 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 Strahlsystemsteuerschaltung im Strahlsystemteil 16 der Wiedergabeeinrichtung vorhanden ist.

Gemäß der Erfindung sind nun Maßnahmen zur Kompensierung un­ gleichförmiger Elektronenstrahlen vorgesehen, so daß 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 Erzeugung eines Bildelementes benutzt wird, dann wird der gespeicherte Strompegel ausgelesen und in das Helligkeitssignal für dieses Bildelement hineingeteilt. Der Quotient wird dann der Strahlsystemsteuerschaltung für diesen Kanal als egalisiertes oder equalisiertes Helligkeitssignal zugeführt.

Wenn die Wiedergabeeinrichtung in Betrieb genommen wird, ehe eine Information angezeigt wird, dann sind die einzelnen Elek­ tronenstrahlen individuell aktiviert durch Anlegen eines Test­ bildhelligkeitssignals 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 24 auftrifft, ohne auf den Leuchtschirm 28 zu abgelenkt zu werden. Der auf den Kollektor 34 auftreffende Elektronenstrahl erzeugt eine elektri­ sche Spannung. Diese Spannung wird mit Hilfe des A/D-Konverters 40 in ein 5- oder 6-Bit-Digitalwort umgewandelt. Dieses Digital­ wort wird dann im Speicher 42 an einer Stelle gespeichert, wel­ che dem Strahlsystem entspricht, das aktiviert worden ist. Dieser Prozeß wird dann für sämtliche Strahlsysteme der Wieder­ gabeeinrichtung wiederholt.

Wenn die Elektronenstrominformation für jeden der Elektronen­ strahlen erst einmal gespeichert ist, dann ist die Wiedergabe­ einrichtung bereit zur Bildwiedergabe. Wenn ein Bild wiederge­ geben werden soll, dann wird das gesamte Helligkeitssignal ge­ trennt in je ein Signal für jede Farbe, wie dies bei Fernseh­ systemen üblich ist. Die getrennten Signale werden gleichzeitig auf Leitungen 50, 52 und 54 den entsprechenden Helligkeits-A/D- Konvertern 56, 58 bzw. 60 zugeführt, wo sie in Digitalwörter um­ gewandelt und auf die Teiler 44, 46 bzw. 48 gegeben werden. Zur gleichen Zeit wird die im Speicher 42 enthaltene Elektronenstrom­ information ausgelesen und den drei Teilern 44, 46 und 48 zuge­ führt. 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 gespei­ cherte Quotient kann bereits die Gammakorrektur enthalten. Die Abfolge der Speicherauslesung ist derjenigen der Helligkeits­ signale angepaßt, so daß die Elektronenstrominformation für einen gegebenen Kanal 26 am Teiler in Synchronismus mit dem Hellig­ keitssignal für diesen Kanal auftritt. Die Teiler teilen das Helligkeitssignal durch die Elektronenstrominformation und erzeu­ gen 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 Vertikalrücklauf­ intervals gesperrt, wie dies bei üblichen Kathodenstrahlröhren auch der Fall ist. Während dieses Zeitintervalls werden Testsigna­ le den Elektronenstrahlsystemen zugeführt, und in den Speicher 42 wird neue Elektronenstrominformation für jedes der Strahlsysteme der Einrichtung eingegeben. Dieses Neueinspeichern der Elektronen­ strominformation kann auch weniger häufig als in jedem Rücklauf­ intervall erfolgen; beispielsweise kann nur ein Teil des Spei­ chers 42 während jedes Rücklaufs auf den neuesten Stand gebracht werden. Durch die Neueinspeicherung des Speichers werden Ver­ änderungen kompensiert, die etwa durch den zeitlichen Temperatur­ verlauf des Strahlsystems oder andere Alterungserscheinungen bedingt sind.

Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes System, mit Hilfe dessen ein Bild der mit mehreren Elektronenstrahlen arbeitenden Anzeigevorrich­ tung gleichmäßiger gemacht wird. Der Ausgang des Kollektors 34 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 Aus­ lesen der Information nicht gelöscht wird. Das Ausgangssignal des CCD-Speichers 70 wird drei Analogteilern 72, 74 und 76 zuge­ führt, deren jeweils anderen Eingängen die Bildhelligkeitsinfor­ mation für die richtigen Farben Rot, Grün und Blau zugeführt wer­ den. Der Ausgang jedes der Teiler ist mit einem getrennten A/D- Konverter 78, 80 bzw. 82 verbunden, dessen Ausgang wieder mit den Strahlsystemen gekoppelt ist. Die in Fig. 3 gezeigte alterna­ tive Ausführungsform arbeitet praktisch in gleicher Weise wie die anhand von Fig. 2 beschriebene, außer daß die Teilung analog statt digital durchgeführt wird. Der Elektronenstrom von jedem der Strahlsysteme wird im Speicher 70 gespeichert. Zu einem ge­ eigneten Zeitpunkt wird diese Elektronenstrominformation aus dem Speicher ausgelesen, in das ankommende Bildhelligkeitssignal hineingeteilt und dann in ein Digitalsignal umgewandelt, das durch die Strahlsystemsteuerschaltungen verarbeitet wird.

Eine weitere Ausführungsform 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 Ausgangssignal des Speichers 86 wird drei D/A-Konvertern 88, 90 und 92 zugeführt, deren jeder mit einer gesonderten Analogteilerschaltung 94, 96 oder 98 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 Strahlsystemsteuer­ schaltungen. Ein Bezugssignalgenerator 62 ist ebenfalls mit den Strahlsystemsteuerschaltungen verbunden. Auch diese Schal­ tung arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise wie die gemäß Fig. 2, außer daß sie einen Digitalspeicher mit einer Analog­ signaldivision kombiniert.

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 Elektronenstrominfor­ mation in eins hineinzuteilen, also den elektrischen Reziprok­ wert der abgefühlten Information zu bilden. Anstelle des Teilers kann zur Kombinierung der gespeicherten Information mit dem Bild­ helligkeitssignal auch ein Multiplikator verwendet werden.

Claims (7)

1. Anordnung zur Erzielung gleichförmiger Helligkeit bei einer Bildanzeigevorrichtung mit einer Viel­ zahl von Elektronenstrahlen, die durch Helligkeits­ signale moduliert werden, gekennzeichnet durch
einen Fühler (34) zum Abfühlen des Elektronenstroms jedes Elektronenstrahls mit einem Elektronenkollek­ tor, auf den die Elektronen auftreffen;
einen Speicher (42) zum Speichern der abgefühlten Elektronenstrahlstrominformation für jeden Elektronen­ strahl; und
eine Divisionsschaltung (44-60) zum Dividieren des Hel­ ligskeitssignals für jeden Elektronenstrahl durch die gespeicherte Elektronenstrahlstrominformation für den betreffenden Elektronenstrahl, um uneinheitliche Elek­ tronenstrahlströme zu kompensieren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (42) ein "random access"-Digitalspeicher ist und daß zwischen den Kollektor (34) und dem Speicher ein Analog/ Digital-Konverter (40) eingefügt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (44-60) für jede Zeile des Helligkeits­ eingangssignals 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.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (42) eine ladungsgekoppelte Speicherschaltung ent­ hält.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung einen Analogteiler (72-76) zur Teilung des Helligkeitseingangssignals durch die gespeicherte Elektro­ nenstrominformation enthält.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Teilers ein Analog/Digital-Konverter (78-82) angeschlossen ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung einen zwischen den Fühler und den Spei­ cher eingefügten Teiler, sowie eine Multiplizierschaltung zur Multiplizierung des Bildhelligkeitseingangssignals mit der ge­ speicherten Elektronenstrahlstrominformation aufweist.