DE69701413T2

DE69701413T2 - Steuerverfahren für eine Bildanzeigetafel mit Halbtönen und Anzeigeeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE69701413T2
Application number: DE69701413T
Authority: DE
Inventors: Eric Benoit; Philippe Zorzan
Original assignee: Thomson Multimedia SA; Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA; Vantiva SA
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2017-02-22
Also published as: FR2745410B1; JPH09237061A; KR970064172A; CN1110941C; EP0793212B1; FR2745410A1; EP0793212A1; CN1180274A; US6067060A; DE69701413D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Bildschirms, der Halbtöne reproduziert. Sie ist auf Bildschirme anwendbar, deren elementare Bildpunkte Zellen sind, die zwei stabile Zustände besitzen und einen Speichereffekt aufweisen, insbesondere, wenn die Halbtöne des Bilds durch eine Modulation der Lichtemissionsdauer erhalten werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Bildanzeige, die das Verfahren anwendet.
Unter einem Speichereffekt versteht man den Effekt, der es den Zellen erlaubt, den einen oder anderen von zwei stabilen Zuständen beizubehalten, wenn ein diesen Zustand verursachendes Steuersignal verschwunden ist.
Solche Bildschirme bestehen beispielsweise aus Plasmatafeln (abgekürzt PAP genannt) vom Gleichstromtyp mit Speicherung oder vom Wechselstromtyp, oder beispielsweise auch aus Bildschirmen, deren Elementarzellen eine Spitzeneffekterscheinung nutzen, um je einen Elektronenstrahl zu erzeugen.
Nimmt man beispielsweise den Fall der Plasmatafeln PAP, so handelt es sich um flache Bildanzeigevorrichtungen, die nach dem Prinzip einer elektrischen Entladung in Gasen arbeiten. Die PAP enthalten im allgemeinen zwei isolierende Schalen, die einen mit Gas gefüllten Raum umgrenzen. Die Schalen tragen zwei oder mehrere Elektrodennetze in gekreuzter Anordnung.
Jeder Schnittpunkt von Elektroden definiert eine Zelle, der ein kleiner Gasraum entspricht. In jedem Gasraum können elektrische Entladungen hervorgerufen werden, indem man geeignete Spannungen an die beiden entsprechenden gekreuzten Elektroden anlegt.
In den Gleichstrom-PAPs fließt der Entladungsstrom stets in der gleichen Richtung, im Gegensatz zu den Wechselstrom-PAPs, deren Betrieb auf einer Anregung der Elektroden im Wechselregime beruht.
In den Wechselstrom-PAPs sind die Elektroden mit einem dielektrischen Material so abgedeckt, daß sich elektrische Ladungen auf dem Dielektrikum bei jeder Entladung in dem Gas sammeln, da die Elektroden nicht mit dem Gas in Kontakt stehen.
Diese Ladungen bleiben nach dem Ende der Entladung erhalten, und sie ermöglichen dann, eine Entladung in dieser Zelle durch Anlegen einer geringeren Spannung als die hervorzurufen, die erforderlich wäre ohne Vorliegen dieser Ladungen, was den bereits erwähnten Speichereffekt ergibt. Die Zellen, die solche Ladungen besitzen, werden als "gezündet" bezeichnet. Die anderen Zellen, die eine höhere Spannung zur Bildung einer Entladung erfordern, werden als "gelöscht" bezeichnet.
Dieser Speichereffekt wird genutzt bei Wechselstromsignalen, die als "Unterhaltungssignale" bezeichnet werden und an alle Zellen angelegt werden, um diejenigen zu aktivieren, die sich im gezündeten Zustand befinden, d. h. in diesen Zellen Unterhaltungsentladungen hervorzurufen, die das Licht erzeugen, ohne ihren gezündeten Zustand oder den Zustand der gelöschten Zellen zu verändern. Alle Wechselstrom-PAPs nutzen den oben erwähnten Speichereffekt.
Bestimmte Wechselstrom-PAPs verwenden nur zwei gekreuzte Elektroden, um eine Zelle zu definieren und zu steuern, wie dies beispielsweise in dem französischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2 417 848 beschrieben ist.
In diesem Fall dienen die beiden gekreuzten Elektroden sowohl der Adressierung, d. h. der Zündung oder der Überführung der Zelle in den gelöschten Zustand, als auch zur Unterhaltung der Entladung.
Es sind auch Wechselstrom-PAPs vom Typ der koplanaren Unterhaltung bekannt, beispielsweise aus dem Europäischen Patentdokument EP-A-0 135 382. In diesen PAPs ist jede Zelle am Kreuzungspunkt zwischen einer Adressierelektrode und einem Paar von parallelen Elektroden definiert. Die Unterhaltungsentladungen erfolgen mithilfe der beiden parallelen Elektroden, während die Adressierung mithilfe einer dieser beiden Elektroden und der Adressierelektrode erfolgt.
In den verschiedenen Typen von PAPs, die einen Speichereffekt aufweisen, werden alle Zellen parallel gespeist. Die große mögliche Zahl von Zellen kann daher zu erheblichen Strömen führen, und die Speisung der Zellen kann dann Fehler aufweisen, die Bildfehler hervorrufen.
Die Erfinder haben geglaubt, daß die Fehler in der Speisung der Zellen, die insbesondere auf Verstärker zurückzuführen sind, die an der Grenze ihres Arbeitsbereichs betrieben werden, bei der Steuerung der Halbtöne des Bildes noch zunehmen.
Die Elementarzelle eines PAP kennt nämlich nur zwei Zustände, den gezündeten und den gelöschten Zustand. Eine analoge Modulation der von einem Bildpunkt, d. h. von einer Zelle, ausgehenden Lichtmenge ist nicht möglich und die Erzeugung von Halbtönen erfolgt durch Modulation der Lichtemissionsdauer des Bildpunkts in einer Bildperiode, oder, mit anderen Worten, durch Modulation der Zeit, während der sich die Zelle innerhalb der Bildperiode im gezündeten Zustand befindet.
In der Druckschrift EP-A-0 306 011 wird insbesondere für eine Flüssigkristallanzeige eine Methode erläutert, mit der Halbtöne erreicht werden können.
Die Steuerung und die Speisung der Zellen eines PAP werden nachfolgend erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Wechselstrom-PAP. Um die Beschreibung zu vereinfachen, handelt es sich um ein PAP mit zwei gekreuzten Elektroden zur Definition einer Zelle, wie in der oben erwähnten französischen Patentschrift 2 417 848 beschrieben.
Das PAP enthält ein Netz von Elektroden Y1 bis Y4, die Zeilenelektroden, das sich mit einem zweiten Elektrodennetz kreuzt, den Spaltenelektroden X1 bis X4. Jedem Schnittpunkt einer Zeile mit einer Spalte entspricht einer Zelle C1 bis C16. Diese Zellen sind also in Zeilen L1 bis L4 und Spalten CL1 bis CL4 angeordnet.
Jede Zeilenelektrode Y1 bis Y4 ist mit einer Ausgangsschaltung SY1 bis SY4 einer Zeilensteuervorrichtung 1 verbunden, während jede Spaltenelektrode X1 bis X4 an eine Ausgangsschaltung SX1 bis SX4 einer Spaltensteuervorrichtung angeschlossen ist.
Der Betrieb dieser beiden Steuervorrichtungen wird durch eine Bildsteuervorrichtung 3 koordiniert.
Jede Ausgangsschaltung SY1 bis SY4 der Zeilensteuervorrichtung 1 liefert rechteckige Spannungsimpulse, die die oben erwähnten Unterhaltungssignale bilden. Diese Unterhaltungssignale werden gleichzeitig an alle Zeilenelektroden Y1 bis Y4 angelegt.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen Unterhaltungssignale, die an die einzelnen Zeilenelektroden Y1 bis Y4 angelegt werden. Insbesondere zeigt Fig. 2a, daß die Unterhaltungssignale von einer Folge von rechteckigen Spannungsimpulsen gebildet werden, deren Pegel zu beiden Seiten eines Bezugspotentials Vo liegen, bei dem es sich oft um das Massepotential handelt. Diese Impulse wechseln zwischen einem negativen Potential V1, wo sie eine Stufe bilden, und einem positiven Potential V2, wo sie eine weitere Stufe bilden. Das Bezugspotential Vo wird so an die Spaltenelektroden X1 bis X4 angelegt, daß sich beim Anlegen der Unterhaltungssignale an die Klemmen der Zellen C1 bis C16 abwechselnd positive und negative Spannungen von beispielsweise 150 V ergeben, die Entladungen in allen Zellen des PAP hervorrufen, die gezündet sind.
Diese Entladungen ergeben sich bei jeder Umkehr der Polarität der Unterhaltungsimpulse, d. h. bei jedem positiven Übergang Tp und jedem negativen Übergang Tn dieser Signale. Das Herstellen des gezündeten oder des gelöschten Zustands erfolgt durch Adressieroperationen, die von der Bildsteuervorrichtung 3 gesteuert werden. Sie können beispielsweise darin bestehen, spezielle Adressiersignale den Unterhaltungssignalimpulsen zu überlagern. Hierzu sind die Zeilenelektroden Y1 bis Y4 individualisiert, d. h. an eine jeweils eigene Ausgangsschaltung SY1 bis SY4 angeschlossen, und jede Ausgangsschaltung enthält beispielsweise eine nicht dargestellte Mischschaltung, die die Unterhaltungs- und die Adressiersignale empfängt, die auf unterschiedlichen Wegen ankommen.
Die Unterhaltungssignale haben eine Periode p, die beispielsweise 10 us betragen kann und während der die Adressierung aller Zellen erfolgt, die zu einer ausgewählten Zeile L1 bis L4 gehören, d. h. aller Zellen, die mithilfe einer ausgewählten Zeilenelektrode definiert werden.
Geht man davon aus, daß in einem Zeitpunkt to die Adressierung der ersten Zeile L1 entsprechend der ersten Zeilenelektrode Y1 beginnt, dann kann die Adressierung beispielsweise so gewählt sein, daß in diesem Zeitpunkt to das an diese Elektrode Y1 (und nur an diese) angelegte Signal ein negativer Übergang tnezur Löschung mit einer größeren Dauer (in unterbrochenen Linien angedeutet) als die anderen Übergänge ist und die Löschung aller an diese Zeilenelektrode Y1 angeschlossenen Zellen hervorruft. Dann wird in einem Zeitpunkt t1, in dem das Signal einen positiven Pegel aufweist, ein Schreibimpuls CI (in unterbrochenen Linien angedeutet) auf diesen Pegel positiv aufgesetzt. Dieser Schreibimpuls hat die Wirkung, alle Zellen, die an diese Zeilenelektroden angeschlossen sind, in den gezündeten Zustand zu bringen mit Ausnahme derjenigen, deren Spaltenelektroden X1 bis X4 ein nicht dargestelltes Markiersignal liefern, das den Zweck hat, die Wirkungen des Schreibimpulses CI zu unterdrücken.
Diese Operation kann in jeder der nachfolgenden Perioden der Unterhaltungssignale in den Zeitpunkten t2 und t3, t4 und t5, t6 und t7 wiederholt werden, sodaß die Adressierung der Zeilen L2, L3 und L4 entsprechend den Zeilenelektroden Y2, Y3 und Y4 durchgeführt werden. Im Zeitpunkt t8 erfolgt eine neue Adressierung der ersten Zeile L1.
Diese nacheinander für jede Zeile L1 bis L4 des Bildschirms durchgeführten Adressierungen ergeben eine Unterabtastung und mehrere Untertastungen erfolgen während einer Hildzyklusperiode, um die Halbtöne des Bilds zu realisieren, indem die Zellen C1 bis C16 jeder Zeile L1 bis L4 bei jeder Untertastung in den gezündeten oder gelöschten Zustand gebracht werden.
Hierzu unterteilt man die Bildperiode PI in n Unterperioden S1, S2, ..., Sn unterschiedlicher Dauer von To über 2To u. s. w. bis (2º-1)To, wobei gilt To = PI/(2n-1).
Fig. 3 zeigt die Unterteilung der Bildperiode PI in n Unterperioden S1, S2, ..., Sn, wobei in dem Beispiel gilt: n = 4. Die Bildperiode PI beginnt im Zeitpunkt to mit einer ersten Unterperiode S1, deren Dauer To beträgt, und endet in einem Zeitpunkt ta. Eine zweite Unterperiode T2 beginnt in dem Zeitpunkt ta und hat eine Zeitdauer von 2To, d. h. sie endet im Zeitpunkt tb, in dem die dritte Unterperiode S3 beginnt. Die dritte Unterperiode S3 hat eine Dauer von 4To und endet in einem Zeitpunkt tc. Eine vierte Unterperiode S4 beginnt im Zeitpunkt tc und hat eine Dauer von 8To. Sie endet also am Ende der Bildperiode PI, das mit dem Zeitpunkt to' des Beginns einer neuen Bildperiode zusammenfällt.
Mit einer Bildperiode PI von beispielsweise 20 ms haben die Perioden S1, S2, S3, S4 eine Dauer von 1,33 ms bzw. 2,66 ms bzw. 5,33 ms bzw. 10,66 ms.
In dem Beispiel der Fig. 3 kann man jede Zeile L1 bis L4 viermal während der Bildperiode dieser Zeilen adressieren, nämlich in den Zeitpunkten to, ta, tb und tc. Man kann also für jede Zeile L1 bis L4 jede Zelle C1 bis C16 in den gelöschten oder gezündeten Zustand in jedem dieser Zeitpunkte bringen, d. h. bei Beginn von Unterperioden S1 bis Sn, und jede Zelle behält diesen Zustand bis zum Beginn der folgenden Unterperiode bei, wo sie erneut in einen der beiden Zustände gebracht wird.
Für die Zellen, die bei Beginn einer oder mehreren Unterperioden gezündet wurden, werden sie durch die Unterhaltungssignale aktiviert und erzeugen Licht während der Dauer dieser Unterperiode oder Unterperioden. Man kann daher durch Kombination dieser n Unterperioden S1 bis Sn 2n- 1 unterschiedliche Zeitdauern für die Aussendung von Licht durch jede Zelle erhalten, die je einem gewünschten Helligkeitsniveau für diese Zelle während der ganzen Bildperiode PI entsprechen, und außerdem dem Helligkeitsniveau null, was dem Fall entspricht, daß eine Zelle in allen Unterperioden S1 bis Sn dieser Bildperiode in den gelöschten Zustand gebracht wird.
So ist das Helligkeitsniveau im Beispiel der Fig. 3 für eine Zelle, die nur während der ersten Unterperiode S1 in den gezündeten Zustand gebracht wird, nur ein Fünftel des Helligkeitsniveaus der Zelle, die während der ersten und der dritten Unterperiode S1, S3 aktiviert wurde und ein Fünfzehntel des Helligkeitsniveaus der Zelle, die während der ganzen Bildperiode aktiviert wurde.
Dieses Steuerprinzip der Helligkeitsniveaus der Zellen einer Zeile L1 bis L4 wird auf alle Zeilen angewandt, aber natürlich mit einer zeitlichen Verschiebung von einer Zeile zur nächsten, beispielsweise von einer Zeile L1 zur nächsten Zeile L2 mit einer Verschiebung, die einer Periode p des Unterhaltungssignals entspricht, wie dies Fig. 2 zeigt, wobei diese Periode beispielsweise etwa 10 us betragen kann. Die Bildperiode hat nämlich eine gleiche Zeitdauer für alle Zeilen L1 bis L4 unabhängig von der Anzahl N dieser Zeilen, mit einer zeitlichen Verschiebung von beispielsweise einer Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen, wobei diese Verschiebung sich in der Verteilung der Unterperioden S1 bis Sn wiederfindet. Es sei bemerkt, daß die für die verschiedenen Zellen einer Zeile L1 bis L4 gewünschten Helligkeitsniveaus der Video-Eingangshelligkeit entsprechen, die in der Bildsteuervorrichtung 3 kodiert und gespeichert ist, im allgemeinen mithilfe von n Bits unterschiedlicher Gewichtung entsprechend je einer der Unterperioden S1 bis Sn.
Wenn die Zellen C1 bis C16 im gezündeten Zustand durch die Unterhaltungssignale aktiviert werden, die von der Zeilensteuervorrichtung 1 geliefert werden, bilden sie eine an diese Vorrichtung angelegte Last.
Die Unterhaltungssignale können auf unterschiedliche und an sich bekannte Art erarbeitet werden. In allen Fällen enthält die Zeilensteuervorrichtung zu diesem Zweck mindestens einen Verstärker A, der diese Unterhaltungssignale an die Ausgangsschaltungen SY1 bis SY4 entweder direkt, wie in Fig. 1 gezeigt, oder über mehrere Ausgangsstufen (nicht dargestellt) liefert, die je mehrere Ausgangsschaltungen, d. h. mehrere Zeilenelektroden Y1 bis Y4, speisen.
Im Beispiel der Fig. 1 sind nur vier Zeilenelektroden und vier Spaltenelektroden dargestellt, aber ein PAP kann in Wirklichkeit mehr als 1000 Elektroden jedes dieser Typen aufweisen, die mehr als 106 Zellen definieren.
Daher müssen die Unterhaltungssignale, die vom Verstärker A geliefert werden, von diesem Verstärker Amit einem Strom geliefert werden, der erheblich vom Bildinhalt abhängig sein kann, d. h. abhängig von der Anzahl der Zellen, die im gezündeten Zustand sind. Aufgrund der Quellimpedanz des Verstärkers A, die nicht null ist, sowie der Zugangsimpedanzen zu den Zellen (die insbesondere mit den Induktivitäten und den Widerständen der Druckschaltungsbahnen und Anschlüsse u. s. w. verknüpft sind) hängt die Menge von tatsächlich an eine gegebene der Zellen C1 bis C16 angelegten Ladungen vom globalen Bildinhalt ab. Mit anderen Worten: Je größer die an einen Verstärker A angelegte Last ist, umso mehr verringert man die Helligkeit der Zellen im gezündeten Zustand, die diese Last bilden. Diese Veränderung der Helligkeit abhängig vom Bildinhalt zeigt sich insbesondere in dem in Fig. 4 dargestellten Fall, der ein Bild mit im wesentlichen einer peripheren Zone Z1 geringer Helligkeit und einer zweiten Zone Z2 großer Helligkeit betrifft und eine konstante Videokodierung besitzt. Man stellt eine erhebliche Veränderung der sichtbaren Helligkeit abhängig von der Veränderung der Fläche der zweiten Zone Z2 fest.
Zu diesen Bildfehlern kommt noch ein weiterer Fehler hinzu, der Überhelligkeit genannt wird und insbesondere in einer Übersteigerung oder sogar Umkehr der Helligkeitsunterschiede zwischen diesen Zonen besteht. Unter Bezugnahme wieder auf Fig. 4 und unter der Annahme, daß die zweite Zone Z2 aus zwei aneinander anschließenden Zonen R1, R2 besteht, von denen die zweite R2 sich im Zentrum der ersten R1 befindet, und man auf diesen beiden Flächen unterschiedliche, aber sehr nahe beieinander liegende Helligkeiten anzeigen will: beispielsweise eine Helligkeit I2 entsprechend einer Videokodierung von 128 (im Fall einer Videokodierung mit 8 Bits, d. h. mit acht Unterperioden wie oben erläutert) für die zweite Fläche R2 und eine Helligkeit I1 entsprechend einer Videokodierung von 127 für die erste Fläche R1.
Man kann in dem Bild eine Übersteigerung und eine Umkehrung des auf diesen beiden Flächen sichtbaren Helligkeitsabstands feststellen. Anstelle eines theoretischen Verhältnisses I1/I2 von 128 : 127 = 1,008 erhält man in Wirklichkeit ein Verhältnis, das 0,54 betragen kann. Wenn man die erste Fläche bei sonst gleichen Bedingungen variiert, dann stellt man eine Veränderung der Helligkeiten I1 und I2 fest, die zeigen, daß die Helligkeit I2 der zweiten Fläche R2 vom Inhalt des übrigen Bilds außerhalb dieser Fläche R2 abhängt.
Um diese Mängel zu beheben, besteht eine bekannte Lösung darin, die Impedanzen von Quellen und die Impedanzen von Anschlüssen sowie die von den Elektroden selbst gebildeten Impedanzen zu verringern. Dies erreicht man durch eine sorgfältige Auswahl der Hauteile, durch einen besonders sorgfältigen Entwurf und durch eine entsprechende Ausbildung der Stromwege bei der Entladung sowie durch Vervielfachung der dem Strom gebotenen Entladungswege (insbesondere durch die Parallelschaltung mehrerer Leistungstransistoren in Höhe des oder der Unterhaltungssignalverstärker (z. B. des Verstärkers A) sowie in den Ausgangsschaltungen (wie z. B. in den Schaltungen SY1 bis SY4).
Aber die sich dabei ergebenden Verbesserungen sind nicht vollständig und auch recht teuer, da die Anzahl der Hauelemente und/oder ihr Einzelpreis vervielfacht wird und der Platzbedarf und die Komplexität bei der Herstellung und deren Kosten zunehmen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Änderungen der Helligkeit abhängig vom Bildinhalt zu begrenzen und die Überhelligkeitsfehler zu verringern oder gar zu beseitigen.
Hierzu schlägt die Erfindung vor, auf die Last in einer relativ einfachen und preiswerten Art einzuwirken. Gegenstand der Erfindung ist also ein Steuerverfahren Verfahren zur Steuerung eines Bildschirms, dessen elementare Bildpunkte in Zellen in Zeilen und Spalten angeordnete Zellen sind, welche entweder in einem gelöschten Zustand gebracht werden oder in einem gezündeten Zustand, in dem sie durch von einer Steuervorrichtung gelieferte Signale aktiviert werden, wobei das Verfahren darin besteht, für jede Zeile abhängig von einem gewünschten Helligkeitsniveau für jede Zelle jede Zelle in den gelöschten oder gezündeten Zustand während n aufeinanderfolgenden Unterperioden mit jeweils unterschiedlicher Dauer innerhalb eines gegebenen Zyklus gebracht werden, und wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es darin besteht, die n Unterperioden in einer unterschiedlichen Reihenfolge in mindestens zwei Zeilen von benachbarten oder aufeinanderfolgenden Zellen zu verteilen, um die Amplitude der Veränderungen einer an die Steuervorrichtung angelegten Last zu verringern, die von denjenigen Zellen der beiden Zeilen gebildet wird, die gezündet sind und Licht erzeugen. Dies erlaubt es einerseits, die von den aktivierten Zellen gebildete Last zu beschränken, und andrerseits, die zeitlichen Veränderungen diese Last zu beschränken und so besonders wirkungsvoll auf die Überhelligkeits-Fehler einzuwirken, von denen die Erfinder glauben, daß sie auf einer Kombination des Helligkeitsabfalls abhängig von der Last und der zeitlichen Veränderung dieser Last beruhen. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Bildanzeige, die Zellen in Zeilen und Spalten angeordnet enthält, die entweder gelöscht oder gezündet sind, wobei sie im letzteren Fall durch von einer Steuervorrichtung gelieferte Signale aktiviert werden und wobei die Zellen in den gezündeten oder gelöschten Zustand während Unterperioden unterschiedlicher Dauer in jeder der Zeilen gebracht werden, wobei die Unterperioden nacheinander unter Steuerung durch eine Vorrichtung zur Bildsteuerung verteilt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bildsteuerung Mittel besitzt, um die Unterperioden in mindestens zwei aufeinanderfolgenden oder einander nahen Zeilen von Zellen gemäß einer unterschiedlichen Verteilungsreihenfolge für jede Zeile zu verteilen, sodaß die Amplitude der Veränderungen einer an die Steuervorrichtung angelegten Last verringert wird, die von den Zellen der beiden Zeilen gebildet wird, die gezündet sind und Licht erzeugen.
Die Erfindung wird nun anhand eines nicht beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 wurde bereits beschrieben und zeigt eine Plasmatafel.
Die Fig. 2a bis 2d wurden auch bereits beschrieben und zeigen den Betrieb von Zellen einer Plasmatafel.
Fig. 3 wurde bereits beschrieben und zeigt die Unterteilung einer Bildperiode in n Unterperioden.
Fig. 4 wurde bereits beschrieben und zeigt eine Bildkonfiguration, bei der Fehler auftreten, die die Erfindung verringern kann.
Die Fig. 5a und 5b zeigen je die zeitlichen Veränderungen der von einer Zeile von Zellen gebildeten Last.
Fig. 5c zeigt die zeitlichen Veränderungen der von einer Zeile von gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aktivierten Zellen gebildete Last.
Fig. 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Bildsteuerung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann.
Es sei beispielsweise der Fall einer Bildkonfiguration angenommen, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, und es sei angenommen:
a) daß die Randzone Z1 eine Helligkeit von null hat,
b) daß die erste Fläche R1 einen Helligkeitswert 127 hat,
c) daß die zweite Fläche R2 einen Helligkeitswert 128 hat.
Für zwei benachbarte oder aufeinanderfolgende Zeilen, wie beispielsweise die zweite und die dritte Zeile L2, L3 (bereits in Fig. 1 gezeigt), die beide durch die Randzone 21 und die Flächen R1 und R2 verlaufen, ist eine Last Q bestehend aus den Zellen im gezündeten Zustand für jede dieser beiden Zeilen L2 und L3 in den Fig. 5a und 5b gezeigt.
Fig. 5a zeigt die Veränderungen der Last Q für die zweite Zeile mit der Zeit und für die Konfiguration gemäß Fig. 4, während Fig. 5b die Veränderungen für die dritte Zeile L3 zeigt. Es sei bemerkt, daß in diesen beiden Zeilen L2 und L3 die Last Q und ihre Veränderungen gleich sind, daß die nachfolgende Beschreibung sich also auf beide Zeilen bezieht und daß die Zeitmarken für beide Zeilen gelten. Es gibt jedoch eine zeitliche Verschiebung zwischen diesen beiden Zeilen, die dem Zeitintervall entspricht, das erforderlich ist für die Adressierung zweier aufeinanderfolgender Zeilen, wie bereits anhand von Fig. 2 erläutert wurde. Dieses Zeitintervall, das beispielsweise etwa 10 us beträgt, ist sehr gering und unerheblich im Vergleich zu dem einer Bildperiode PI von 20 ms, die dazu dient, die Entwicklung der Last Q der Zeilen L2 und L3 zu zeigen.
Im Zeitpunkt to beginnt die Bildperiode PI und mit ihr die Verteilung von n Unterperioden S1 bis Sn.
Beispielsweise gilt n = 8, um 256 Helligkeitsniveaus zu bilden. Die Anzahl von Zellen im gezündeten Zustand ist für die ersten Unterperioden S1 bis S7 konstant, die zu den Zeitpunkten t1, t2, t3, t4, t5, t6 aufeinanderfolgen, und die Last Q besitzt somit einen konstanten Wert Q1 bis zum Ende der siebten Unterperiode S7 in einem Zeitpunkt t7. Die Summe ( = Dauer) der Länge der Unterperioden T1 bis T7 definiert das Helligkeitsniveau 127.
Für Zellen, die Helligkeitsniveaus von 127 oder mehr erreichen sollen, muß man eine Zündung während der achten Unterperiode S8 bewirken, während die Zellen mit einem Helligkeitsniveau unter 128 dann gelöscht sein müssen. Daher und unter Berücksichtigung des Beispiels, in dem die Anzahl von Zellen mit einem Kode 128 wesentlich größer als die der Zellen mit dem Kode 127 ist, erhöht sich die Last Q erheblich und geht von einem ersten Wert Q1 auf einen zweiten Wert Q2 im Zeitpunkt t7 über, in dem die achte Unterperiode S8 beginnt. Letztere hat die Dauer gleich der Hälfte einer Bildperiode und endet im Zeitpunkt tFP, der das Ende der Bildperiode PI markiert.
Die Zunahme der Last Q der Zeilen L2 und L3 beruht natürlich auf einer Erhöhung der an die Zeilensteuervorrichtung 1 angelegten Last, und eine solche Erhöhung oder Veränderung der Last existiert für alle Zeilen von Zellen, die solche Bilder definieren. Diese Veränderungen addieren sich derart, daß die globale Veränderung der last erheblich sein kann und zu den oben erwähnten verschiedenen Bildfehlern führen kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren versucht man dagegen, die Veränderungen der Last von zwei benachbarten oder aufeinanderfolgenden Zeilen, wie den Zeilen L2 und L3, die also durch die gleiche Bildkonfiguration betroffen sind, einander entgegenzusetzen.
Hierzu besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, die n Unterperioden S1 bis Sn in einer unterschiedlichen Reihenfolge für die beiden Zeilen von betrachteten Zellen zu verteilen und damit auf unterschiedliche Weise für diese beiden Zeilen die Aktivierungszeiten der Zellen innerhalb der Bildperiode zu verteilen.
Man kann beispielsweise im Fall von zwei aufeinanderfolgenden Zeilen L2 und L3 folgendermaßen vorgehen:
- Für die zweite Zeile L2 behält man die Abfolge der Unterperioden S1 bis S8 bei, d. h. die Reihenfolge ihrer Verteilung, wie sie bereits oben anhand der Fig. 5a beschrieben wurde, die zeigt, daß die Unterperioden in ihrer Reihenfolge gemäß zunehmender Dauer geordnet sind.
- Für die dritte Zeile L3 nimmt man eine andere Abfolge derart, daß beispielsweise gegenüber der zweiten Zeile eine partielle Umkehr der Abfolge bezüglich eines gegebenen Helligkeitsniveaus gebildet wird, beispielsweise eines Niveaus entsprechend einem der n-1 Fälle, in denen das Helligkeitsniveau der Aktivierung in einer einzigen Unterperiode entspricht.
In dem gegebenen Beispiel, in dem die erhebliche Veränderung der Last Q sich beim Niveau 128 ergibt, kann die Abfolge der Unterperioden S1 bis S8 so sein, daß sie für die dritte Zeile mit der achten Unterperiode S8 beginnt, wie dies in Fig. 5c gezeigt ist.
Fig. 5c zeigt die Veränderung der Last der dritten Zeile L3 während einer Bildperiode PI.
Im Zeitpunkt to beginnt die achte Unterperiode S8, die im wesentlichen im Zeitpunkt t7 endet. Zwischen to und t7 besitzt die Last den zweiten Wert Q2. Man kann bemerken, daß in demselben Zeitintervall von to bis t7 die von der zweiten Zeile L2 gebildete Last den kleineren ersten Wert Q1 besitzt, der durch Aktivierung der Zellen in den sieben Unterperioden S1 bis S7 erzeugt wurde.
Im Zeitpunkt t7 (siehe Fig. 5c) endet die achte Unterperiode S8 und es beginnt die Abfolge der sieben Unterperioden S1 bis S7. Im Zeitpunkt t7 stellt man auch fest, daß die von der dritten Zeile L3 gebildete Last vom hohen Wert Q2 auf den ersten Wert Q1 übergeht, der niedriger ist, während in diesem Zeitpunkt die Last in der zweiten Zeile L2 vom ersten Wert Q1 zum höheren zweiten Wert Q2 übergeht.
Die siebte Unterperiode S7 endet (für die dritte Zeile L3) am Ende der Bildperiode PI, d. h. im Zeitpunkt tFP, in dem eine neue Bildperiode beginnt.
Man erkennt, daß für das gegebene Beispiel die unterschiedliche Abfolge der n Unterperioden S1 bis Sn in zwei aufeinanderfolgenden Zeilen L2 und L3 eine vollkommene Kompensation der Lastveränderungen entsprechend den Helligkeitsniveaus 128 und 128 zwischen diesen beiden Zeilen ergibt, da die Summe der Lasten bestehend aus diesen beiden Zeilen einen konstanten Wert während der ganzen Dauer einer Bildperiode PI beibehält. Eine solche geänderte Abfolge der Unterperioden S1 bis Sn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen L2 und L3 erlaubt es also, die Lasten entsprechend den Niveaus 127 und 128 vollständig zu mitteln und die Last für Helligkeitsniveaus oberhalb 128 zu vergleichmäßigen.
Erweitert man eine solche Lösung auf die Gesamtheit der Zeilen eines Bildschirms, dann erkennt man, daß die globalen Schwankungen der Last und damit der Helligkeit abhängig von dieser Last erheblich verringert werden können.
Will man die Gesamtlast zweier aufeinanderfolgender Zeilen wie L2 und L3 für andere als die oben angegebenen Helligkeitsniveaus vergleichmäßigen oder verringern, beispielsweise für die Niveaus 63 und 64, dann erfordert dies eine Veränderung der Abfolge gleicher Art:
- Man kann für eine der Zeilen L2, L3 von Zellen die übliche Abfolge der Unterperioden von S1 bis S4 beibehalten (wie beispielsweise in Fig. 5a gezeigt),
- während man für die andere der beiden Zeilen die Abfolge der Verteilung der Unterperioden von S1 bis S8 mit der Unterperiode beginnen läßt, deren Dauer (und nur diese) das Helligkeitsniveau darstellt, um das man die Lastkompensationen durchführen möchte.
Im Fall des Helligkeitsniveaus 64 muß diese Abfolge der Verteilung gemäß der Erfindung mit der Unterperiode S7 beginnen und kann mit der achten Unterperiode S8 fortgesetzt werden und dann mit den Perioden S1 bis S6.
Man kann die Erfindung auch einsetzen, um auf die oben angegebene Weise zwei aufeinanderfolgende Zeilen (beispielsweise die Zeilen L1 und L2) so zu bearbeiten, daß die globale Last bezüglich eines ersten Helligkeitsniveaus, z. B. 128 gemittelt wird und dann auf die beiden nächstfolgenden Zeilen, z. B. die Zeilen L3 und L4, so einwirken, daß sie um ein anderes Helligkeitsniveau herum geordnet werden, beispielsweise 64.
Es ist möglich, dieses Prinzip der Lastkompensation von mehreren Zeilen von Zellen auf die n-1 kritischen Fälle zu erstrecken, die in einem System vorliegen, das für die Bearbeitung von Videobildern mit einer Kodierung über n Bits vorgesehen ist.
Der vorteilhafte Effekt der Kompensation der Veränderungen der Last zweier aufeinanderfolgender Zeilen kann auch mit einer teilweise umgekehrten Abfolge für die beiden aufeinanderfolgenden Zeilen erreicht werden, sofern sie zwischen diesen beiden Zeilen unterschiedlich ist. Beispielsweise ist die Abfolge für eine der Zeilen durch eine Inversion ausgehend vom Niveau 64 (S7) und für die andere ausgehend vom Niveau 128 (S8) organisiert.
Die erforderliche Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es im wesentlichen bereits in den meisten Vorrichtungen 3 zur Bildsteuerung, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind und die zur Steuerung eines Bildschirms dienen.
Fig. 6 zeigt schematisch im Rahmen eines Blockschaltbilds bestimmte der an sich bekannten Funktionen, die von einer Vorrichtung 3 zur Bildsteuerung einer Plasmatafel durchgeführt werden.
Beispielsweise ist eine Video-Eingangsschaltung 10 vorgesehen, die Videosignale anpaßt und sie beispielsweise für jede Zeile von Zellen abhängig von der für jede Zelle gewünschten Helligkeit ordnet.
Die Video-Eingangsschaltung 10 liefert Videodaten, die an eine Video-Kodierschaltung 11 gelangen. Letztere kann beispielsweise eine Kodiertabelle TC enthalten, mit deren Hilfe sie die verschiedenen Unterperioden S1 bis Sn definiert, während denen jede Zelle einer gegebenen Zeile in einer Bildperiode PI aktiviert sein soll, um das gewünschte Helligkeitsniveau wiederzugeben.
Die Video-Kodierschaltung 11 liefert kodierte Daten an eine Speicherschaltung 12, die beispielsweise ebensoviele Speicherebenen PM1, PM2, ... PMn enthalten kann, wie es Unterperioden S1 bis Sn gibt. Jeder Unterperiode S1 bis Sn kann so eine Speicherebene entsprechen, in der für jede Zeile L1 bis L4 die Adressen der Zellen C1 bis C16, die gezündet werden sollen, gespeichert sind.
Die Speicherschaltung 12 bestimmt durch einen Informationsaustausch mit den Zeilen- und Spaltensteuervorrichtungen 1 und 2 (siehe Fig. 1) die Einstellung des gezündeten und des gelöschten Zustands der verschiedenen Zellen jeder Zeile zu Beginn jeder der Unterperioden S1 bis Sn, die für jede Zeile innerhalb einer Bildperiode PI verteilt werden.
Die Speicherschaltung 12 kann hierzu eine Folgeschaltung 13 aufweisen, die an jede der Speicherebenen PM1 bis PMn angeschlossen ist und für jede Zeile die Reihenfolge der Verteilung der Unterperioden S1 bis Sn so bestimmen kann, daß für eine gegebene Zeile diese Verteilung beispielsweise gemäß einer einfachen Abfolge erfolgt, wie etwa gemäß der üblichen Art, die in Fig. 5a gezeigt ist, während für die nächstfolgende Zeile die umgekehrte Abfolge gewählt wird, die in Fig. 5c gezeigt ist. Dies kann einfach beispielsweise durch eine Programmierung der Folgeschaltung 13 so erfolgen, daß eine einfache Abfolge und eine umgekehrte Abfolge einander abwechseln.
Es ist aber auch möglich, die Abfolge der Verteilung der Unterperioden S1 bis Sn so zu steuern, daß man für mindestens eine Zeile eines oder mehrere starke Ungleichgewichte in der Entwicklung der Anzahl von zu zündenden Zellen während einer Bildperiode PI erfaßt. Dies kann beispielsweise durch die Video-Kodierschaltung 11 mithilfe einer Testschaltung 14 geschehen, die die in der Kodiertabelle TC vorhandenen Daten verwendet und eine Entscheidung an die Folgeschaltung 13 überträgt.
Die obigen Erläuterungen bezüglich des Betriebs einer Bildsteuervorrichtung sind nur als nicht beschränkendes Beispiel zu verstehen. Verschiedene andere Arten, die dem Fachmann vertraut sind, erlauben es, von einer Zeile zur nächsten die Abfolge der n Unterperioden S1 bis Sn systematisch oder auch abhängig von Tests zu verändern.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Bildschirms, der Halbtöne anzeigt und Zellen (C1 bis C16) in Zeilen (L1 bis L4) und Spalten (CL1 bis CL4) angeordnet enthält, welche entweder in einem gelöschten Zustand gebracht werden oder in einem gezündeten Zustand, in dem sie durch von einer Steuervorrichtung (1) gelieferte Signale aktiviert werden, wobei das Verfahren darin besteht, für jede Zeile (L1 bis L4) abhängig von einem gewünschten Helligkeitsniveau für jede Zelle (C1 bis C16) jede Zelle in den gelöschten oder gezündeten Zustand während n Unterperioden (S1 bis Sn) mit jeweils unterschiedlicher innerhalb eines gegebenen Zyklus (PI) verteilter Dauer gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die n Unterperioden in mindestens zwei Zeilen (L2, L3) von benachbarten oder aufeinanderfolgenden Zellen in einer unterschiedlichen Reihenfolge zu verteilen, um die Amplitude der Veränderungen einer an die Steuervorrichtung angelegten Last zu verringern, die von denjenigen Zellen der beiden Zeilen gebildet wird, die gezündet sind und Licht erzeugen.

2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der n Unterperioden (S1 bis S8) jeweils unterschiedlich ist, und zwar von einer zur nächsten Unterperiode um einen Faktor 2 zunimmt, sodaß durch Kombination 2n-1 unterschiedliche Zeiten entsprechend je einem möglichen Helligkeitsniveau der Zellen (C1 bis C16) erhalten werden können.

3. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine der beiden Zeilen (L1, L2) das Verfahren darin besteht, die Verteilung der Unterperioden (S1 bis Sn) mit der Unterperiode beginnen zu lassen, deren Dauer einem Helligkeitsniveau entspricht, für das sich eine zu kompensierende Änderung der Last (Q1, Q2) ergibt.

4. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es für eine der beiden Zeilen (L1, L2) darin besteht, die Unterperioden (S1 bis Sn) in einer Reihenfolge zunehmender Dauer zu verteilen.

5. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die Unterperioden (S1 bis Sn) auf die beiden Zeilen in anderen Reihenfolgen als der der Zunahme ihrer Dauer anzuordnen.

6. Steuerverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es für eine Gesamtheit von Zeilen (L1 bis L4) bestehend aus mindestens zwei Gruppen (L1, L2; L3, L4) von je zwei aufeinanderfolgenden Zeilen darin besteht, die Unterperioden (S1 bis Sn) für die Zeilen einer Gruppe in einer unterschiedlichen Reihenfolge zu verteilen, und zwar so, daß in jeder Gruppe eine Kompensation der Last erfolgt, die auf ein anderes Helligkeitsniveau zentriert ist.

7. Steuerverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm eine Wechselstromplasmatafel ist.

8. Vorrichtung zur Bildanzeige, die das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 anwendet und Zellen (C1 bis C16) in Zeilen (L1 bis L4) und Spalten (CL1 bis CL4) angeordnet enthält, die entweder gelöscht oder gezündet sind, wobei sie im letzteren Fall durch von einer Steuervorrichtung (1) gelieferte Signale aktiviert werden und wobei die Zellen (C1 bis C16) in den gezündeten oder gelöschten Zustand während n Unterperioden (S1 bis Sn) unterschiedlicher Dauer in jeder der Zeilen (L1 bis L4) gebracht werden, wobei die Unterperioden (S1 bis Sn) nacheinander unter Steuerung durch eine Vorrichtung zur Bildsteuerung (3) verteilt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) zur Bildsteuerung Mittel (13, 14, Tc) besitzt, um die Unterperioden (S1 bis Sn) in mindestens zwei aufeinanderfolgenden oder einander nahen Zeilen (L2, L3) von Zellen gemäß einer unterschiedlichen Verteilungsreihenfolge für jede Zeile zu verteilen, sodaß die Amplitude der Veränderungen einer an die Steuervorrichtung angelegten Last verringert wird, die von den Zellen der beiden Zeilen gebildet wird, die gezündet sind und Licht erzeugen.

9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bildsteuerung (3) eine Folgeschaltung (13) aufweist, die die Verteilung der Unterperioden (S1 bis Sn) gemäß mindestens zwei unterschiedlichen Verteilungsreihenfolgen steuern kann.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bildsteuerung (3) außerdem eine Testschaltung (14) aufweist, die mit der Folgeschaltung (13) zusammenwirkt, um die Reihenfolge der Unterperioden (S1 bis Sn) zu definieren.

11. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einer Plasmatafel gebildet wird.

12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmatafel eine Wechselstrom- Plasmatafel ist.