-
STAND DER TECHNIK
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Flachbildschirmanzeigen.
Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der
Flachbildschirmfeldemissionsanzeigen (FEDs).
-
BESCHREIBUNG DES STANDS DER
TECHNIK
-
Auf
dem Gebiet der Flachbildschirmanzeigevorrichtungen ist es häufig erforderlich,
die Helligkeit des Anzeigeschirms bzw. des Bildschirms anzupassen.
Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtungen (AMLCDs
als englische Abkürzung
von Active Matrix Liquid Crystal Devices) enthalten für gewöhnlich eine oder
mehrere von hinten beleuchtende Lampen, die Licht durch die Aktivmatrix
der Flüssigkristallzellen projizieren.
Die Helligkeitsanpassung von AMLCD-Vorrichtungen verändert die
Graustufenauflösung
der Pixel. Diese Flachbildschirmanzeigeschirme verändern die
Helligkeit der Anzeige, indem die elektrische Ansteuerung und somit
die Intensität
der von hinten beleuchtenden Lampe geregelt wird. Durch diese Beschaffenheit
verschlechtern sich jedoch die Farbe und die Einheitlichkeit bzw.
die Gleichmäßigkeit,
die durch eine AMLCD-Vorrichtung erzeugt werden, wenn die von hinten
beleuchtende Lampe von einem optimalen Helligkeitspunkt weg bewegt
wird. Der optimale Helligkeitspunkt wird für gewöhnlich werkseitig festgelegt
bzw. eingestellt. Durch die Anpassung der Graustufenauflösung der Pixel
bei der Ausführung
der Helligkeitsregelung, weist dieses dem Stand der Technik entsprechende Verfahren
zur Anpassung der Helligkeit einer Flachbildschirmanzeige die ungünstige Nebenwirkung
auf, dass die Qualität
des angezeigten Bilds verschlechtert wird. Es ist wünschenswert,
eine Helligkeitsanpassung bzw. Helligkeitsregelung für einen
Flachbildschirmanzeigeschirm bereitzustellen, welche die Graustufenqualität der Pixel
nicht kompromittiert.
-
Bei
einem anderen dem Stand der Technik entsprechenden Mechanismus zur
Anpassung der Helligkeit einer AMLCD werden die Bilddaten zur Wiedergabe
eines Bilds auf dem Bildschirm verändert bzw. angepasst, während die
Daten der Anzeige zugeführt
werden. Eine Funktion, die sich aus einem Verstärkungs- und einem Offset- bzw.
Versatzwert zusammensetzt, in die Anzeige programmiert, und alle
Bilddaten werden danach durch die Funktion geführt, wobei die Daten mit dem
Verstärkungswert multipliziert
werden, und wobei danach der programmierte Versatzwert addiert wird.
Die Werte der oben genannten Funktion werden danach entsprechend angepasst,
ob die Helligkeit erhöht
oder verringert werden muss. Dieser dem Stand der Technik entsprechende
Mechanismus zur Veränderung
der Bildschirmhelligkeit ist nachteilig, da er eine verhältnismäßig komplexe
Schaltkreisanordnung zur Anpassung des großen Volumens an Bilddaten erfordert. Zweitens
verschlechtert dieser dem Stand der Technik entsprechende Mechanismus
die Graustufenqualität
des Bilds, indem die Graustufenauflösung der Flachbildschirmanzeige
angepasst wird. Es ist wünschenswert,
eine Helligkeitsanpassung für
einen Flachbildschirmanzeigeschirm bereitzustellen, welche die Bilddaten
nicht verändert
und die Graustufenauflösung
des Bilds nicht kompromittiert.
-
Flachbildschirm-Feldemissionsanzeigen (FEDs)
verwenden keine von hinten beleuchtenden Lampen. Flachbildschirm-FEDs
verwenden Emitter, die jeweils eine Anode und eine Kathode sowie
ein Gate aufweisen. Die an einem einzelnen Emitter (Gate-Kathode)
angelegte Spannung bewirkt, dass der Emitter Elektronen in Richtung
eines Leuchtstoffpunkts abgibt, der sich auf einem Anzeigeschirm
befindet. Viele Emitter sind einem einzelnen Leuchtstoffpunkt zugeordnet.
Ein Pixel bzw. ein Bildelement setzt sich zusammen aus drei (z.
B. roten, grünen und
blauen), einzeln geregelten bzw. gesteuerten Leuchtstoffpunkten.
Der Graustufenanteil eines Pixels in einem Flachbildschirm-FED-Bildschirm
wird durch die Spannungen dargestellt, die an die roten, grünen und
blauen Emitter angelegt werden, welche das Pixel bilden. Ein Helligkeitsregelungsmechanismus,
der die relativen Spannungen verändert,
die an die Emitter der roten, grünen
und blauen Leuchtstoffpunkte angelegt werden, verändert jedoch
die Graustufenqualität
der Pixel in einem Flachbildschirm-FED-Bildschirm. Es ist wünschenswert eine Helligkeitsanpassung
für einen
Flachbildschirm-FED-Bildschirm
bereitzustellen, welche die Graustufenauflösung der Pixel nicht kompromittiert.
-
Ein
dem Stand der Technik entsprechender Mechanismus zur Anpassung bzw.
Regelung der Helligkeit einer FED verändert die hohe Spannung (z. B.
mehrere Kilovolt), die an die Anode des Emitters angelegt wird.
Dieses Verfahren ist nachteilig, da es eine Hochspannungsstromversorgung
mit variabler Leistung erfordert, die komplexer und somit teurer
ist als eine Stromversorgung mit konstanter Spannungsausgabe bzw. Spannungsleistung.
Zweitens erfordert es dieser dem Stand der Technik entsprechende
Mechanismus, dass die Schaltkreisanordnung für die Helligkeitsregelung mit
Hochspannungskomponenten an Stelle von weniger teuren, einfacheren
Niederspannungskomponenten implementiert wird. Es ist wünschenswert
eine Helligkeitsanpassung für
einen Flachbildschirm-FED-Bildschirm bereitzustellen, welche weder
eine Anpassung von Hochspannungswerten erfordert noch Hochspannungskomponenten
benötigt.
-
Vorgesehen
werden gemäß der vorliegenden
Erfindung somit ein Mechanismus und ein Verfahren zur Regelung der
Helligkeit eines Flachbildschirmanzeigeschirms, wobei die Graustufenauflösung der
Pixel des Anzeigeschirms nicht kompromittiert wird. Vorgesehen ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner ein Mechanismus zur Anpassung der Helligkeit eines
Flachbildschirmanzeigeschirms, wobei die Bilddaten nicht verändert werden.
Vorgesehen sind gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner ein Mechanismus und ein Verfahren zur Regelung der
Helligkeit eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms, wobei die Graustufenauflösung der
Pixel des Anzeigeschirms nicht kompromittiert wird. Vorgesehen sind
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Mechanismus und ein Verfahren zur Helligkeitsregelung
für einen
Flachbildschirm-FED-Bildschirm, wobei Niederspannungssteuersignale
angepasst bzw. verändert
werden. Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung, die
vorstehend nicht besonders erwähnt
worden sind, werden im Zuge der hierin vorgesehenen Beschreibung
der vorliegenden Erfindung deutlich.
-
Die
Europäische
Patentanmeldung
EP-A-0 660
367 offenbart eine Bildanzeigevorrichtung, die laterale
Feldeffekt-Elektronenemissionsvorrichtungen umfassen kann.
-
Die
Europäische
Patentanmeldung
EP-A-0 661
725 offenbart eine Bildgestaltungsvorrichtung, welche eine
Elektronen emittierende Vorrichtung umfasst.
-
Das
U.S. Patent US-A-4.707.638 offenbart eine
Flachmatrix-Kathodenstrahlröhre
(CRT), wobei die Helligkeit eines Anzeigebilds auf einfache Weise gemäß der Umgebungshelligkeit
angepasst bzw. geregelt werden kann.
-
-
Das
U.S. Patent US-A-5.262.698 offenbart eine
Vorrichtung zur Regelung der Helligkeit einer Flachbildschirm-CRT-Anzeige
mit Matrixadressierung.
-
Das
U.S. Patent US-A-5.406.305 offenbart eine
Anzeigevorrichtung, wobei durch Regelung der Luminanz des Anzeigeschirms
in Bezug auf eine Veränderung
der Umgebungshelligkeit, eine Sichtbarkeit bzw. Visibilität sichergestellt
wird, die mit einer Veränderung
der Eigenschaften des menschlichen Auges einher geht.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Hierin
beschrieben werden eine Schaltung und ein Verfahren zur Regelung
der Helligkeit eines Anzeigeschirms, implementiert unter Verwendung
eines Flachbildschirm-Feldemissionsdisplay
(FED) Bildschirms. In dem Flachbildschirm-FED-Bildschirm wird eine
Matrix von Zeilen und Spalten bereitgestellt und Emitter befinden
sich an jeder Zeilen-Spalten-Schnittstelle.
Die Zeilen werden sequentiell aktiviert, und separate Graufstufeninformationen
werden den Spalten zugeführt.
In einem Ausführungsbeispiel werden
die Zeilen sequentiell von der obersten Zeile nach unten zu der
untersten Zeile aktiviert, wobei immer nur eine Zeile gleichzeitig
aktiviert wird. Wenn die entsprechende Spannung an der Kathode und dem
Gate-Anschluss der Emitter angelegt wird, so geben diese Elektronen
in Richtung eines Leuchtstoffpunkts frei, z. B. rot, grün oder blau,
wodurch eine Beleuchtung des Punkts verursacht wird. Somit weist
jedes Pixel einen roten, einen grünen und eine blauen Leuchtstoffpunkt
auf.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
weist die vorliegende Erfindung eine spezielle Schaltkreisanordnung
auf, die alle Zeilensteuereinrichtungen gemeinsam haben, um die
an die Zeilen angelegte Spannung zu verändern, um eine Veränderung
der Helligkeit auf dem FED-Bildschirm
zu bewirken. Die angelegte Spannung kann impulsbreitenmoduliert
oder amplitudenmoduliert sein, um die Helligkeit des Flachbildschim-FED-Bildschirms
zu verändern.
Da die relativen Spaltenspannungen in diesem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung konstant bleiben, wird die Graustufenauflösung bei
einer Anpassung der Helligkeit nicht kompromittiert. In einem Ausführungsbeispiel
werden die Freigabeleitungen der Zeilensteuereinrichtungen ein-
und ausgeschaltet, um die Impulsbreite ("Einschaltzeit") der Zeilenspannung zu modulieren.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird
die Stromversorgung der Zeilensteuereinrichtung ungebrochen, um
die Impulsbreite ("Einschaltzeit") der Zeilenspannung
zu modulieren. Gemäß einer
Implementierung ist es effizienter, die Zeilenspannung an Stelle
der Spaltenspannung anzupassen. Dies ist der Fall, da bei einer
Zeilenmodulation kein Anstieg des CV2-Verlusts
gegeben ist. Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
umfasst hingegen eine Schaltkreisanordnung zur Anpassung der Spaltenspannung
bezüglich der
Amplitude oder der Impulsbreite, um die Helligkeit des FED-Bildschirms
anzupassen.
-
Die
Helligkeitsschaltkreisanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann so gestaltet werden, dass sie auf eine manuelle Helligkeitsregelung anspricht
oder dass sie auf einen Umgebungslichtsensor anspricht, der in der
Nähe des
Flachbildschirm-FED-Bildschirms angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit automatischer Helligkeitsregelung
stellt ein Lichtsensor das Helligkeitssignal bereit, das sich im
Verhältnis bzw.
proportional zu dem erfassten Umgebungslicht verändert. Unter Verwendung der
vorstehend genannten Mechanismen und Verfahren erhöht sich
die Helligkeit des FED-Bildschirms
als Reaktion auf einen Anstieg bzw. eine Erhöhung der Lichtsensorleistung,
und die Helligkeit verringert sich als Reaktion auf eine Verringerung
der Lichtsensorleistung. Ein weiteres Ausführungsbeispiel verwendet den
Lichtsensor für
eine Helligkeitsnormalisierung, wobei der FED-Bildschirm als ein
Referenzlichtwert eingesetzt wird, und wobei die Helligkeit des
FED-Bildschirms kompensiert wird durch Schwankungen, die durch Alters- und Herstellungsunterschiede
bewirkt werden. Eine manuelle Helligkeitsregelung (vorrangig) und ein
Ein-Aus-Schalter für
die automatische Helligkeitsregelung werden ebenfalls bereitgestellt.
-
Im
Besonderen umfassen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung einen Feldemissionsdisplay-Bildschirm
mit einer Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen, die jeweils mit
einer entsprechenden Spaltenleitung gekoppelt sind, wobei die Spaltensteuereinrichtungen
dazu dienen, amplitudenmodulierte Spannungssignale über eine
Mehrzahl von Spaltenleitungen zu steuern, wobei die amplitudenmodulierten
Spannungssignale Graustufendaten für eine entsprechende Zeile
von Pixeln darstellen. Die Erfindung umfasst ferner eine Mehrzahl von
Zeilensteuereinrichtungen, die jeweils mit einer entsprechenden
Zeilenleitung gekoppelt sind, wobei die Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen
dazu dienen, zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur ein erstes Spannungssignal über eine
Zeilenleitung zu steuern, wobei ein Pixel Schnittpunkte einer Zeilenleitung
und von mindestens drei Spaltenleitungen umfasst. Die Erfindung
umfasst ferner ein horizontales Synchronisationstaktsignal für die Synchronisierung
der Aktualisierung der einzelnen Zeilenleitungen und für die Synchronisierung
des Ladens der Graustufendaten in die Mehrzahl von Spaltensteuereinrichtungen
für eine
entsprechende Zeile von Pixeln. Die Erfindung weist ferner eine
Helligkeitsregelungsschaltung auf, die mit Freigabeleitungen der Mehrzahl
von Zeilensteuereinrichtungen gekoppelt ist, um einen Einschaltimpuls
mit einer variablen Impulsbreite zu erzeugen, wobei der Einschaltimpuls mit
dem horizontalen Synchronisationstaktsignal synchronisiert wird,
wobei die Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen freigegeben bzw.
aktiviert wird, um das erste Spannungssignal nur während der
Einschaltimpulsbreite anzusteuern bzw. zu steuern, und wobei die
Mehrzahl von Zeilensteuereinrichtungen ansonsten deaktiviert wird,
und wobei eine Mehrzahl von mehrlagigen Strukturen an den Schnittpunkten bzw.
Schnittstellen entsprechender Zeilenleitungen und entsprechender
Spaltenleitungen angeordnet ist, wobei jede mehrlagige Struktur
der Beleuchtung mit einer Helligkeit dient, die linear proportional
ist zu der Impulsbreite des Einschaltimpulses.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Es
zeigen:
-
1 eine
strukturelle Querschnittsansicht eines Teils eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms, der
einen Gate-gesteuerten Feldemitter verwendet, der an der Schnittstelle
einer Zeilen- und einer Spaltenleitung angeordnet ist;
-
2 eine
Draufsicht der inneren Abschnitte des Flachbildschirm-FED-Bildschirms
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und wobei verschiedene sich schneidende Zeilen und Spalten
der Anzeige veranschaulicht werden;
-
3 eine
Draufsicht eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei Zeilen- und Spaltensteuereinrichtungen sowie zahlreiche
sich schneidende Zeilen und Spalten veranschaulicht werden;
-
4 einen
Schaltplan einer Schaltkreisanordnung, die gemäß der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird, um die Helligkeit des Flachbildschirm-FED-Bildschirms
gemäß der vorliegenden
Erfindung anzupassen;
-
5 Zeitsteuerungs-
bzw. Taktdiagramme der Signale, die durch die Schaltung aus 4 erzeugt
und von den Zeilensteuereinrichtungen des Flachbildschirm-FED-Bildschirms
aus 3 verwendet werden;
-
6 eine
Darstellung der helligkeitsgeregelten Spaltensteuereinrichtungen
des Flachbildschirm-FED-Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
7 eine
Perspektivansicht eines Computersystems, das einen Umgebungslichtsensor
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet;
-
8 ein
Blockdiagramm einer Schaltkreisanordnung eines universellen Computersystems,
das einen FED-Bildschirm gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem Umgebungslichtsensor aufweist;
-
9 ein
logisches Blockdiagramm einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
zur Verwendung eines Umgebungslichtsensors zur automatischen Regelung
der Helligkeit eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms; und
-
10 ein
logisches Blockdiagramm einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Verwendung eines Umgebungslichtsensors und einer Rückführung zur
automatischen Helligkeitsregelung eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms
zur Normalisierung der Helligkeit.
-
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die
folgende genaue Beschreibung der vorliegenden Erfindung beschreibt
ein Verfahren und einen Mechanismus zur Regelung bzw. Anpassung
der Helligkeit eines Flachbildschirm-FED-Bildschirms, ohne den Graustufenanteil
der Anzeigepixel zu verändern,
wobei diesbezüglich
zahlreiche besondere Einzelheiten ausgeführt werden, um ein umfassendes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Der Fachmann auf dem Gebiet
wird jedoch erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch ohne diese
besonderen Einzelheiten oder mit Äquivalenten dieser ausgeführt werden
kann. In anderen Fällen wurde
auf die genaue Beschreibung allgemein bekannter Verfahren, Abläufe, Komponenten
und Schaltungen verzichtet, um die Aspekte der vorliegenden Erfindung
nicht unnötig
zu verschleiern.
-
Es
folgt eine Beschreibung eines Emitters einer Feldemissionsanzeige
(FED). Die Abbildung aus
1 veranschaulicht eine mehrlagige
Struktur
75, welche einen Teil einer FED-Flachbildschirmanzeige darstellt.
Die mehrlagige Struktur
75 weist eine Feldemissions-Rückplattenstruktur
45 auf,
die auch als Grundplattenstruktur (Baseplate bzw. Backplate) bezeichnet
wird, und wobei sie ferner eine Elektronen empfangende Frontplatten-
bzw. Schirmträgerstruktur
(Faceplate)
70 aufweist. Ein Bild wird durch die Frontplattenstruktur
70 erzeugt.
Die Rückplattenstruktur
45 besteht
für gewöhnlich aus
einer elektrisch isolierenden Rückplatte
65,
einer Emitter-Elektrode (oder Kathode)
60, einer elektrisch
isolierenden Schicht
55, einer mit Muster (Pattern) versehenen Gate-Elektrode
50 und
einem konischen Elektronen emittierenden Element
40, das
sich in einer Öffnung durch
die isolierende Schicht
55 befindet. Ein Typ eines Elektronen
emittierenden Elements
40 wird beschrieben in dem
U.S. Patent US-A-5.608.283 ,
erteilt am 4. März
1997 an Twichell et al., und wobei ein weiterer Typ beschrieben
wird in dem
U.S. Patent US-A-5.607.335 ,
das am 4. März
1997 an Spindt et al. erteilt worden ist, wobei diese beiden Patente
hierin durch Verweis enthalten sind. Die Spitze des Elektronen emittierenden
Elements
40 liegt frei durch eine entsprechende Öffnung in
der Gate-Elektrode
50. Die Emitterelektrode
60 und
das Elektronen emittierende Element
40 bilden gemeinsam
eine Kathode des veranschaulichten Abschnitts
75 der FED-Flachbildschirmanzeige
75.
Die Frontplattenstruktur
70 ist mit einer elektrisch isolierenden
Frontplatte
15, einer Anode
20 und einem Überzug aus
Leuchtstoffen
25 ausgebildet. Die von dem Element
40 emittierten Elektronen
werden von Leuchtstoffabschnitten
30 aufgenommen.
-
Die
Anode 20 aus der Abbildung aus 1 wird auf
einer positiven Spannung im Verhältnis
zu der Kathode 60/40 gehalten. Die Anodenspannung beträgt 100 bis
300 Volt für
einen Abstand von 100–200 μm zwischen
den Strukturen 45 und 70, wobei in anderen Ausführungsbeispielen
mit größeren Zwischenabständen die
Anodenspannung hingegen im Kilovoltbereich liegt. Da sich die Anode 20 in
Kontakt mit den Leuchtstoffen 25 befindet, wird die Anodenspannung
auch auf die Leuchtstoffe 25 aufgedrückt. Wenn eine geeignete Gate-Spannung
an die Gate-Elektrode 50 angelegt wird, werden von dem Elektronen emittierenden
Element 40 Elektronen bei verschiedenen Werten des von
der Normalena abweichenden Emissionswinkels Theta 42 emittiert.
Die emittierten Elektronen folgen nicht-linearen (z. B. parabolischen) Flugbahnen,
wie dies durch die Linien 35 aus 1 angezeigt
wird, und die Elektronen treffen auf einen Zielbereich 30 der
Leuchtstoffe 25 auf. Die Leuchtstoffe, auf welche die emittierten
Elektronen treffen, erzeugten Licht in einer ausgewählten Farbe
und stellen den Leuchtstoffpunkt dar. Ein einzelner Leuchtstoffpunkt
kann durch Tausende von Emittern beleuchtet werden.
-
Die
Leuchtstoffe 25 sind Teil eines Bildelements ("Pixels"), das weitere Leuchtstoffe
(nicht abgebildet) aufweist, die Licht in einer anderen Farbe emittieren,
als der die von den Leuchtstoffen 25 erzeugt wird. Für gewöhnlich weist
ein Pixel drei Leuchtstoffpunkte auf, nämlich einen roten Punkt, einen
grünen
Punkt und einen blauen Punkt. Ferner grenzt das die Leuchtstoffe 25 enthaltende
Pixel an ein weiteres oder mehrere weitere Pixel (nicht abgebildet)
in der FED-Flachbildschirmanzeige an. Wenn einige der Elektronen,
die für
die Leuchtstoffe 25 vorgesehen sind, wiederholt bzw. gleichmäßig auf
andere Leuchtstoffe (in dem gleichen oder in anderen Pixels) auftreffen,
können
sich die Bildauflösung
und die Farbreinheit verschlechtern. Wie dies nachstehend im Text
näher beschrieben
wird, sind die Pixel einer FED-Flachbildschirmanzeige in einer Matrixform
angeordnet, die Spalten und Zeilen aufweist. Bei einer Implementierung
setzt sich ein Pixel aus drei Leuchtstoffpunkten zusammen, die in
der gleichen Zeile ausgerichtet sind, jedoch drei separate Spalten
aufweisen. Somit wird ein einzelnes Pixel eindeutig identifiziert
durch eine Zeile und drei separate Spalten (eine rote Spalte, eine
grüne Spalte
und eine blaue Spalte).
-
Die
Größe des Ziel-Leuchtstoffabschnitts
30 ist
abhängig
von den angelegten Spannungen und den geometrischen und dimensionalen
Eigenschaften der FED-Flachbildschirmanzeige
75. Eine Erhöhung der
Anoden-/Leuchtstoffspannung auf 1.500 bis 10.000 Volt in der FED-Flachbildschirmanzeige
75 aus
der Abbildung aus
1 erfordert es, dass der Abstand
zwischen der Rückplattenstruktur
45 und der
Frontplattenstruktur
70 deutlich größer ist als 100 bis 200 μm. Eine Vergrößerung des
Abstands zwischen den Strukturen auf den für ein Leuchtstoffpotenzial
von 1.500 bis 10.000 Volt erforderlichen wert verursacht einen größeren Leuchtstoffabschnitt
30, sofern
keine Elektronen fokussierenden Elemente (z. B. Gate-gesteuerte Feldemissionsstrukturen)
der FED-Flachbildschirmanzeige aus
1 hinzugefügt werden.
Derartige Fokussierungselemente können in die FED-Flachbildschirmanzeige
75 integriert
werden und werden in dem
U.S.
Patent US-A-5.528.103 beschrieben, das am 18. Juni 1996
an Spindt et al. erteilt worden ist und das hierin durch Verweis
enthalten ist.
-
Hiermit
wird festgestellt, dass die Helligkeit des Ziel-Leuchtstoffabschnitts 30 abhängig ist
von dem Spannungspotenzial, das an der Kathode 60/40 und
dem Gate 50 angelegt wird. Je größer das Spannungspotenzial
ist, desto heller ist der Ziel-Leuchtstoffabschnitt 30.
Zweitens ist die Helligkeit des Ziel-Leuchtstoffabschnitts 30 abhängig von
dem Zeitraum, über
welchen eine Spannung an die Kathode 40/60 und
das Gate 50 angelegt wird (z. B. Einschaltzeitfenster).
Je größer das
Einschaltzeitfenster ist, desto heller ist der Ziel-Leuchtstoffabschnitt 30.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Helligkeit der FED-Flachbildschirmstruktur 75 somit
abhängig
von der Spannung und der Zeit (z. B. "Einschaltzeit"), über
welche die Spannung an der Kathode 40/60 und dem
Gate 50 angelegt wird.
-
Wie
dies in der Abbildung aus
2 dargestellt
ist, ist die FED-Flachbildschirmanzeige unterteilt in eine Anordnung
von horizontal ausgerichteten Zeilen und vertikal ausgerichteten
Spalten von Pixeln. Ein Teilstück
100 dieser
Anordnung ist in der Abbildung aus
2 dargestellt.
Die Begrenzungen eines entsprechenden Pixels
125 sind durch
gestrichelte Linien dargestellt. Abgebildet sind drei separate Emitterleitungen
230.
Jede Emitterleitung
230 stellt eine Zeilenelektrode für eine der
Zeilen von Pixeln in der Anordnung dar. Die mittlere Zeilenelektrode
230 ist
mit den Emitterkathoden
60/
40 (
1)
jedes Emitters der jeweiligen Zeile gekoppelt, die der Elektrode
zugeordnet ist. Ein Abschnitt einer Pixelzeile ist in der Abbildung
aus
2 dargestellt und befindet sich zwischen einem
Paar benachbarter Abstandshalterwände
135. Eine Pixelzeile
umfasst alle der Pixel entlang einer Zeilenleitung
250.
Zwei oder mehr Pixelzeilen (und bis zu 24 bis 100 Pixelzeilen) sind
allgemein zwischen jedem Paar benachbarter Abstandshalterwände
135 angeordnet.
Jede Spalte von Pixeln weist drei Gate-Leitungen
250 auf:
(1) eine für
rot; (2) eine zweite für
grün und
(3) eine dritte für
blau. In ähnlicher
Weise weist jede Pixelspalte einen jeder Leuchtstoffstreifen (rot,
grün, blau)
auf, insgesamt somit drei Streifen. Jede der Gate-Leitungen
250 ist
mit dem Gate
50 (
1) jeder
Emitterstruktur der zugeordneten Spalte gekoppelt. Diese Struktur
100 wird
in dem
U.S. Patent US-A-5.477.105 näher beschrieben,
das am 19. Dezember 1995 an Curtin et al. erteilt worden ist und
das hierin durch Verweis enthalten ist.
-
Die
roten, grünen
und blauen Leuchtstoffstreifen
25 werden auf einer positiven
Spannung von 1.500 bis 10.000 Volt im Verhältnis zu der Spannung der Emitterelektrode
60/
40 gehalten.
Wenn eine der Anordnungen bzw. der Gruppen von Elektronen emittierenden
Elementen
40 in geeigneter Weise erregt wird durch Anpassen
der Spannung der entsprechenden Zeilenleitungen (Kathodenleitungen)
230 und
Spaltenleitungen (Gate-Leitungen)
250, emittieren die Elemente
40 in
dieser Gruppe Elektronen, die in Richtung des Zielabschnitts
30 der Leuchtstoffe
in der entsprechenden Farbe beschleunigt werden. Die erregten Leuchtstoffe
emittieren danach Licht. Während
einem Bildschirm-Frame-Aktualisierungszyklus (in einem Ausführungsbeispiel
ausgeführt
mit einer Rate von ungefähr
60 Hz), ist jeweils immer nur eine Zeile aktiv, und die Spaltenleitungen werden
erregt, um die eine Zeile von Pixeln für den Einschaltzeitraum zu
beleuchten. Dies wird zeitlich nacheinander und Zeile für Zeile
ausgeführt,
bis alle Pixelzeilen beleuchtet worden sind, um den Frame bzw. das
Vollbild anzuzeigen. Die Frames werden mit 60 Hz dargestellt. Wenn
n Zeilen der Anzeigeanordnung angenommen werden, wird jede Zeile
mit einer Rate von 16,7/n ms erregt. Die vorstehend genannte FED
100 wird
in den folgenden U.S. Patenten näher beschrieben:
US-A-5.541.473 ,
erteilt am 30. Juli 1996 an Duboc, Jr., et al.;
US-A-5.564.959 , erteilt am 15.
Oktober 1996 an Spindt et al. und
US-A-5.578.899 , erteilt am 26. November 1996
an Haven et al., die alle hierin durch Verweis enthalten sind.
-
Die
Abbildung aus 3 veranschaulicht eine FED-Flachbildschirmanzeige 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Bereich 100, der gemäß der Abbildung aus 2 beschrieben
worden ist, ist auch in der Abbildung aus 3 dargestellt.
Die FED-Flachbildschirmanzeige 200 besteht
aus n Zeilenleitungen bzw. Zeilenlinien (horizontal) und x Spaltenleitungen
(vertikal). Hiermit wird festgestellt, dass eine Zeilenleitung als
eine "Zeile" bezeichnet wird, und
wobei eine Spaltenleitung als eine "Spalte" bezeichnet wird. Die Zeilenleitungen
werden durch Zeilensteuerschaltungen 220a–220c gesteuert.
Die Abbildung aus 3 zeigt die Zeilengruppen 230a, 230b und 230c.
Jede Zeilengruppe ist einer bestimmten Zeilensteuerschaltung zugeordnet;
wobei die drei Steuerschaltungen unter 220a–220c dargestellt
sind. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gibt es über 400 Zeilen und ungefähr 5 bis
10 Zeilensteuerschaltungen. Hiermit wird jedoch festgestellt, dass
sich die vorliegende Erfindung ebenso gut eignet für eine FED-Flachbildschirmanzeige
mit einer beliebigen Anzahl von Zeilen. Ebenfalls dargestellt in der
Abbildung aus 3 sind die Spaltengruppen 250a, 250b, 250c und 250d.
In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gibt es über 1920 Spalten. Hiermit wird
jedoch festgestellt, dass sich die vorliegende Erfindung ebenso
gut eignet für
eine FED-Flachbildschirmanzeige mit einer beliebigen Anzahl von
Spalten. Ein Pixel erfordert drei Spalten (rot, grün, blau),
so dass 1920 Spalten mindestens eine Auflösung von 640 Pixeln horizontal
bereitstellen.
-
Die
Zeilensteuerschaltungen 220a–220c werden entlang
der Peripherie der FED-Flachbildschirmanzeige 200 platziert.
In der Abbildung aus 3 sind zur besseren Veranschaulichung
nur drei Zeilensteuereinrichtungen abgebildet. Jede Zeilensteuereinrichtung 220a–220c ist
für das
Steuern einer Gruppe bzw. einer Anordnung von Zeilen zuständig. Zum
Beispiel steuert die Zeilensteuereinrichtung 220a die Zeilen 230a,
während
die Zeilensteuereinrichtung 220b die Zeilen 230b steuert,
und wobei die Zeilensteuereinrichtung 220c die Zeilen 230c steuert.
Obgleich eine einzelne Zeilensteuereinrichtung dafür zuständig ist,
eine Gruppe von Zeilen zu steuern, ist zu einem bestimmten Zeitpunkt
immer nur eine Zeile auf der ganzen FED-Flachbildschirmanzeige 200 aktiv.
Somit steuert eine einzelne Zeilensteuereinrichtung höchstens
eine Zeilenleitung gleichzeitig, und wenn sich die aktive Zeilenleitung
während einem
Aktualisierungszyklus nicht in ihrer Gruppe befindet, so steuert
sie keine Zeilenleitung. Eine Versorgungsspannungsleitung 212 ist
parallel mit allen Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c gekoppelt
und versorgt die Zeilensteuereinrichtungen mit einer Steuerspannung
für die
Zufuhr an die Kathode 60/40 der Emitter. In einem
Ausführungsbeispiel
weist die Zeilensteuerspannung eine negative Polarität auf.
-
Ein
Freigabesignal wird ebenfalls jeder Zeilensteuereinrichtung 220a–220c parallel über die Freigabeleitung 216 aus 3 zugeführt. Wenn
die Freigabeleitung 216 niedrig ist, werden alle Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c des
FED-Bildschirms 200 deaktiviert und es wird keine Zeile
erregt. Wenn die Freigabeleitung 216 hoch ist, werden die
Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c freigegeben.
-
Ein
horizontales Taktsignal wird ebenfalls jeder Zeilensteuereinrichtung 220a–220c parallel über die
Taktleitung 214 aus 3 zugeführt. Das
horizontale Taktsignal oder das Synchronisationssignal weist immer
dann einen Impuls auf, wenn eine neue Zeile erregt wird. Die n Zeilen
eines Frames bzw. eines Vollbilds werden nacheinander erregt, so
dass ein Daten-Frame gebildet wird. In der Annahme einer beispielhaften
Frame-Aktualisierungsrate von 60 Hz werden alle Zeilen alle 16,67
Millisekunden einmal aktualisiert. In der Annahme von n Zeilen je
Frame-Aktualisierung weist das horizontale Taktsignal alle 16,67/n Millisekunden
einen Impuls auf. Anders ausgedrückt
wird alle 16,67/n Millisekunden eine neue Zeile erregt. Wenn n gleich
400 ist, so weist das horizontale Taktsignal alle 41,67 Mikrosekunden
einen Impuls auf.
-
Alle
Zeilensteuereinrichtungen der FED 200 werden so konfiguriert,
dass ein großes
serielles Schieberegister mit einem Speicher von n Bits, mit einem
Bit je Zeile, implementiert wird. Die Zeilendaten werden durch diese
Zeilensteuereinrichtungen unter Verwendung einer Zeilendatenleitung 212 verschoben,
die seriell bzw. in Reihe mit den Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c gekoppelt
ist. Während
dem sequentiellen Frame-Aktualisierungsmodus
weisen alle bis auf eines der Bits der n Bits in den Zeilensteuereinrichtungen
eine "0" auf und das andere
eine "1". Somit wird die "1" seriell durch alle n Zeilen nacheinander
verschoben, von der obersten Zeile zu der untersten Zeile. Nach
einem bestimmten horizontalen Taktsignalimpuls wird die der "1" entsprechende Zeile für das Einschaltzeitfenster
gesteuert. Die Bits der Schieberegister werden durch die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c verschoben,
und zwar einmal während
jedem Impuls des horizontalen Takts, wie dies durch die Leitung 214 bereitgestellt
wird. In dem Interlace- bzw.
dem Zeilensprungmodus werden die ungeraden Zeilen in Reihe bzw.
seriell aktualisiert, gefolgt von den geraden Zeilen. Somit werden
ein anderes Bitmuster und Taktmuster verwendet.
-
Die
Zeile, welche der verschobenen "1" entspricht, wird
gesteuert als Reaktion auf den horizontalen Taktimpuls über die
Leitung 214. Die Zeile bleibt aktiv bzw. eingeschaltet
während
einem bestimmten "Einschaltzeit"-Fenster. Während diesem
Einschaltzeitfenster wird die entsprechende Zeile mit dem Spannungswert
gesteuert, der über
die Spannungsversorgungsleitung 212 vorhanden ist, wenn
die Zeilensteuereinrichtungen freigegeben bzw. aktiviert sind. Während dem
Einschaltzeitfenster werden die anderen Zeilen durch keine Spannung
gesteuert. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, variiert
bzw. verändert
die vorliegende Erfindung die Größe des Einschaltfensters,
um die Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 aus 3 anzupassen.
Zur Erhöhung
der Helligkeit wird das Einschaltzeitfenster erweitert bzw. vergrößert. Zur
Reduzierung der Helligkeit wird das Einschaltzeitfenster verkleinert.
Da die relativen Spannungsamplituden an den Spaltensteuereinrichtungen nicht
verändert
werden, verschlechtert die vorliegende Erfindung nicht die Graustufenauflösung, indem die
Helligkeit auf die oben dargelegte Art und Weise angepasst wird.
In einem anderen Ausführungsbeispiel verändert die
vorliegende Erfindung alternativ die Amplitude des an die Leitung 212 angelegten Spannungswertes,
um die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 aus 3 anzupassen.
In einem Ausführungsbeispiel
werden die Zeilen mit einer negativen Spannung erregt.
-
Wie
dies in der Abbildung aus 3 dargestellt
ist, sind drei Spalten je Pixel in dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen. Die Spaltenleitungen 250a regeln
bzw. steuern eine Spalte von Pixeln, während die Spaltenleitungen 250c eine
andere Spalte von Pixeln steuern, etc. Die Abbildung aus 3 veranschaulicht
ferner die Spaltensteuereinrichtungen 240, welche die Graustufeninformationen für jedes
Pixel steuern. Die Spaltensteuereinrichtungen 240 steuern
amplitudenmodulierte Spannungssignale über die Spaltenleitungen. Analog
zu den Zeilensteuerschaltungen können
die Spaltensteuereinrichtungen 240 in separate Schaltungen
unterteilt werden, die jeweils Gruppen von Spaltenleitungen steuern.
Die über
die Spaltenleitungen 250a–250e gesteuerten
amplitudenmodulierten Spannungssignale stellen Graustufendaten für eine entsprechende Zeile
von Pixeln dar. Bei jedem Impuls des horizontalen Taktsignals auf
der Leitung 214 empfangen die Spaltensteuereinrichtungen 240 Graustufendaten zur
unabhängigen
Steuerung aller Spaltenleitungen 250a–250e einer Pixelzeile
des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Während somit
nur eine Zeile je horizontalem Takt erregt wird, werden alle Spalten 250a–250e während dem
Einschaltzeitfenster erregt. Das horizontale Taktsignal über die
Leitung 214 synchronisiert das Laden einer Pixelzeile von
Graustufendaten in die Spaltensteuereinrichtungen 240.
Die Spaltensteuereinrichtungen 240 empfangen Spaltendaten über die
Spaltendatenleitung 205, und die Spaltensteuereinrichtungen 240 sind
ferner gemeinsam mit einer Spaltenspannungsversorgungsleitung 207 gekoppelt.
-
Unterschiedliche
Spannungen werden durch die Spaltensteuereinrichtungen 240 an
die Spaltenleitungen angelegt, um verschiedene Graustufenfarbtöne zu realisieren.
Im Betrieb werden alle Spaltenleitungen mit Graustufendaten (über die
Spaltendatenleitung 205) gesteuert, und gleichzeitig wird eine
Zeile aktiviert. Dies bewirkt es, dass eine Zeile von Pixeln mit
den entsprechenden Graustufendaten beleuchtet wird. Dies wird danach
für eine
weitere Zeile wiederholt, etc., und zwar einmal je Impuls des horizontalen
Taktsignals der Leitung 214, bis der ganze Frame gefüllt ist.
Zur Erhöhung
der Geschwindigkeit werden während
eine Zeile erregt wird, gleichzeitig die Graustufendaten für die nächste Pixelzeile
in die Spaltensteuereinrichtungen 240 geladen. Ebenso wie
die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c aktivieren die
Spaltensteuereinrichtungen ihre Spannungen in dem Einschaltzeitfenster.
Ebenso wie die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c weisen
ferner die Spaltensteuereinrichtungen 240 eine Freigabeleitung auf.
In einem Ausführungsbeispiel
werden die Spalten mit einer positiven Spannung erregt.
-
HELLIGKEITSREGELUNGSSCHALTKREISANORDNUNG
-
Die
Abbildung aus 4 veranschaulicht eine Helligkeitsregelungsschaltkreisanordnung 300, die
von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um die Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 aus
der Abbildung aus 3 anzupassen. Diese Helligkeitsregelungsschaltkreisanordnung 300 kann
angrenzend an die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c und
die Spaltensteuereinrichtungen 240 des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 angeordnet
sein. In einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die durchschnittliche Helligkeit
der Anzeige durch Impulsbreitenmodulation der Zeilenspannung gesteuert.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Impulsbreitenmodulation der
Speisespannung der Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c,
wie z. B. die Modulation des Einschaltzeitfensters der Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c.
In dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel
wird die Graustufenerzeugung durch die Amplitudenmodulation der
Spaltensteuereinrichtungen 240 gesteuert, wie zum Beispiel
durch Steuerung der Höhe
der Spannungen der Spaltensteuereinrichtungen. In diesem Fall ist
die durchschnittliche Helligkeit linear proportional zu dem Einschaltzeitfenster
der Zeile.
-
Wenn
die Helligkeit erhöht
werden soll, wird das Einschaltzeitfenster der Zeile vergrößert, und wenn
die Helligkeit reduziert werden soll, wird das Einschaltzeitfenster
der Zeile verkleinert. Ein Vorteil dieser Art von Helligkeitsregelung
ist es, dass sich die Graustufenauflösung der Pixel des FED-Bildschirms 200 nicht
verschlechtert, wenn das Einschaltzeitfenster verändert bzw.
angepasst wird. Dies ist der Fall, da in diesem vorliegenden ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weder die Spaltendaten noch die Ausgangsspannungen
der Spaltensteuereinrichtung verändert
werden.
-
Die
Helligkeitsregelungsschaltkreisanordnung 300 aus der Abbildung
aus 4 umfasst eine monostabile Schaltung 325,
die mit einem Widerstands-Kondensator-Netzwerk (RC-Netzwerk) gekoppelt
ist, das aus einem spannungsgeregelten Widerstand 310 und
einem Kondensator 315 besteht. Die Leitung 330 ist
mit der Erde oder –Vcc
gekoppelt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung bestimmt die monostabile Schaltung 325 die Länge des
Einschaltzeitraums der Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c (3).
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist somit der Einschaltzeitraum der Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c variabel
und abhängig
von der gewünschten
Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200.
Der Widerstand des spannungsgeregelten Widerstands 310 variiert
abhängig
von der Spannung über
die Leitung 312, welche ein Helligkeitssignal führt. Die
Spannung über
die Leitung 312 variiert und stellt ein Helligkeitssignal
dar, das eine Einstellung darstellt, welche die gewünschte Helligkeit
der FED-Flachbildschirmanzeige 200 anzeigt. Die Spannung über die
Leitung 312 kann geregelt werden über einen manuell zu betätigenden
Knopf, auf welchen ein Benutzer zugreifen kann, wobei die Spannung
aber auch über
eine Schaltung geregelt werden kann, welche die automatische Kompensation
oder Normalisierung ausführt
(wie dies nachstehend im Text näher
beschrieben ist). Alternativ kann die Spannung über die Leitung 312 eine
Folge einer Kombination aus manueller und automatischer Regelung
darstellen. Ein Ende des spannungsgeregelten Widerstands 310 ist
an dem Knoten 305 mit einem logischen Wert (z. B. 3,3 oder
5 Volt Gleichstrom) gekoppelt.
-
Bei
dieser Konfiguration bestimmt das RC-Netzwerk aus der Abbildung
aus 4 die Impulsbreite der monostabilen Schaltung 325 unter
Verwendung allgemein bekannter Mechanismen. In einem Ausführungsbeispiel
ist die Ausgabe 216 der monostabilen Schaltung 325 im
aktiven Zustand niedrig und ansonsten hoch. Somit wird das durch
die monostabile Schaltung 325 bestimmte Einschaltzeitfenster
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch
deren niedrigen Ausgabe- bzw. Ausgangswert gemessen. Ferner ist
die monostabile Schaltung 325 so gekoppelt, dass sie den
horizontalen Synchronisationsimpuls über die Leitung 214 empfängt. Somit wird
die Länge
des Einschaltzeitfensters bestimmt durch das RC-Netzwerk, und es
beginnt synchron zu dem über
die Leitung 214 empfangenen horizontalen Taktsignal. Der
Ausgang der monostabilen Schaltung 325 ist so gekoppelt,
dass die Zeilenfreigabeleitung 216 gesteuert wird. In dem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Schaltkreisanordnung 350 nicht
eingesetzt, und die Leitung 212 ist direkt mit der die
Zeile steuernden Spannungsquelle –Vcc 375 gekoppelt.
-
Da
die Zeilensteuerschaltungen 220a–220c (3)
niedrig freigegeben werden, wenn die monostabile Schaltung 325 ihr
niedriges Signal über
die Leitung 216 erzeugt, um das Einschaltzeitfenster zu definieren,
werden alle Zeilensteuerschaltungen 220a–220c aus
der Abbildung aus 3 freigegeben. Jedoch weist
nur eine Zeilensteuerschaltung die "1" in
dem seriellen Schieberegister auf. Für jeden Impuls des horizontalen
Synchronisationstaktsignals wird somit ein Einschaltzeitimpuls erzeugt,
um die Zeilensteuerschaltungen 220a–220c für dessen
Dauer freizugeben.
-
Die
Abbildung aus 5 veranschaulicht ein Takt-
bzw. Zeitsteuerungsdiagramm von Signalen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden. Die Signale 410, 415 und 440 sind
Logiksignale auf Transistor-Transistor-Ebene (TTL als englische
Abkürzung
von Transistor-Transistor-Level). Das Signal 410 veranschaulicht
das vertikale Synchronisationssignal, und jeder Impuls 410a zeigt
den Beginn eines neuen Frames bzw. Vollbilds an. Im Allgemeinen
werden Frames mit 60 Hz präsentiert.
In dem Non-Interlaced-Aktualisierungsmodus
zeigt der Impuls 410a an, dass die erste Zeile der FED 200 bereit
ist, erregt zu werden. Der Signalzug 415 stellt das horizontale
Synchronisationstaktsignal dar, und die Impulse 415a–415c stellen
die Anfangszeit für
die Erregung (z. B. Aktualisierung) der ersten drei beispielhaften
Zeilenleitungen dar. Jeder Impuls 415a–415c zeigt an, dass
eine neue Zeile erregt werden soll (z. B. eine neue Zeile von Pixeln
wird aktualisiert). In dem Non-Interlaced-Aktualisierungsmodus
entsprechen die Impulse 415a, 415b und 415c dem
Beginn der entsprechenden Erregung von Zeile eins, Zeile zwei und
Zeile drei der Zeilen des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 (3).
-
In
Bezug auf die Abbildung aus 5 stellt das
Signal 40 das Zeilenfreigabesignal dar, das durch die monostabile
Schaltung 325 erzeugt und über die Leitung 216 (4)
für die
ersten drei beispielhaften Zeilen übermittelt bzw. übertragen
wird. Niedrig aktivierte Impulse mit variabler Länge 440a–440c stellen
die Einschaltzeitfenster für
alle Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c bereit. Die Einschaltzeitfensterimpulse
mit variabler Länge 440a–440c entsprechen
entsprechend den horizontalen Zeilensynchronisationstaktimpulsen 415a–415c.
Während
jedem Einschaltzeitfenster mit variabler Länge 440a–440c ist
nur eine Zeilenleitung des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 aktiv, wie
dies durch die Signale 420, 425 und 430 dargestellt
ist. Die Signale 420, 425 und 430 entsprechen den
Spannungen, die an den drei beispielhaften Zeilenleitungen auftreten.
Das Steuerspannungssignal 420 entspricht der ersten Zeile,
während
das Steuerspannungssignal 425 der zweiten Zeile entspricht, und
wobei das Steuerspannungssignal 430 der dritten Zeile entspricht.
-
Die
gestrichelten Linien in dem Signal 440 zeigen an, dass
das Einschaltzeitfenster variabel ist in Bezug auf die Impulsbreite
abhängig
von dem Wert des RC-Netzwerks der monostabilen Schaltung 325. Das
Signal 420 veranschaulicht zum Beispiel die Spannung, die
an eine exemplarische Zeilenleitung angelegt wird, die synchron
zu dem Freigabeimpuls 440a erregt werden soll. Der Impuls 420a entspricht dem
Einschaltzeitfenster. Die absolute maximale Länge des Einschaltzeitfensters
kann den Zeitraum zwischen Impulsen des Signals 415 darstellen,
wie zum Beispiel von dem Impuls 415a bis zu dem Impuls 415b,
wobei sie aber auch willkürlich
auf einen niedrigeren als diesen Wert eingestellt werden kann. In dem
Beispiel aus der Abbildung aus 5 wird die maximale
Länge des
Impulses 420a willkürlich
auf etwa die Hälfte
des Zeitraums bzw. der Periode zwischen den Impulsen des Signals 415 festgelegt.
Dieses Einschaltzeitfenster (Impuls 420a) ist variabel, wie
dies durch die unterschiedlichen Zeiträume 2, 4, 6, 8 und 10 aus 5 angezeigt
wird. Der Helligkeitswert steht gemäß der vorliegenden Erfindung
im linearen Verhältnis
zu der Länge
des Einschaltzeitfensters. Somit stellt die Periode bzw. der Zeitraum
10 (in dem vorliegenden Beispiel) das vollständige Anlegen von –Vcc an
die exemplarische Zeile dar und entspricht der maximalen Helligkeit
des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. Der Zeitraum
8 stellt 6/7 des vollständigen
Anlegen von –Vcc
dar und entspricht einem Wert von 6/7 der vollständigen bzw. maximalen Helligkeit.
Der Zeitraum 6 stellt 5/7 des vollständigen Anlegen von –Vcc dar
und entspricht einem Wert von 5/7 der vollständigen bzw. maximalen Helligkeit.
Schließlich
stellt der Zeitraum 2 3/7 des vollständigen Anlegen von –Vcc dar
und entspricht einem Wert von 3/7 der vollständigen bzw. maximalen Helligkeit.
Hiermit wird festgestellt, dass nur ein Zeitraum der Zeiträume 2–10 je Einschaltzeitimpuls ausgewählt wird,
und dass die Zeiträume
2–10 aus 5 alle
als ein Beispiel der möglichen
Helligkeitswerte des vorliegenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung dargestellt sind. Hiermit wird ferner festgestellt, dass
in anderen Beispielen das maximale Einschaltzeitfenster 420a auf
den gesamten Zeitraum zwischen Impulsen des Signals 415 vergrößert werden
kann.
-
Wenn
die Helligkeit erhöht
werden soll, verändert
ein Signal über
die Leitung 312 (4) das RC-Netzwerk
der monostabilen Schaltung 325, so dass die Impulsbreite
der Impulse 420a in der Größe von einer minimalen Impulsbreite 2 vergrößert wird. Wenn
alternativ die Helligkeit verringert werden soll, verändert ein
Signal über
die Leitung 312 (4) das RC-Netzwerk der monostabilen
Schaltung 325, so dass die Impulsbreite des Impulses 420a in
der Größe verkleinert
wird von einem Höchstwert
der Impulsbreite 10. Das gleiche gilt für die Impulse 425a und 430a.
Somit ist die jeweilige Impulsbreite (z. B. des Einschaltzeitfensters)
der Impulse 420a, 425a und 430a abhängig von
dem Wert des spannungsgeregelten Widerstands 310 aus 4,
der durch das Helligkeitssignal über
die Leitung 312 geregelt wird.
-
Die
Abbildung aus 5 veranschaulicht ferner die
Signale 425 und 430, die zwei weiteren beispielhaften
Zeilenleitungen entsprechen, die entsprechend synchron zu den Freigabeimpulsen 440b und 440c erregt
werden. Ähnlich
dem Impuls 420a sind die Impulsbreiten der Impulse 425a und 430a variabel
und abhängig
von der Impulsbreite der entsprechenden Freigabeimpulse 440b und 440c.
In Bezug auf den Non-Interlaced Aktualisierungsmodus befinden sich
die den Impulsen 420a, 425a und 430a entsprechenden
Zeilenleitungen angrenzend aneinander auf dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200.
-
In
Bezug auf die Abbildung aus 4 ist ein zweites
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorgesehen, das anwendbar ist in Situationen, in
denen die Zeilensteuerschaltungen 220a–220c aus der Abbildung
aus 3 keine Freigabeleitungen aufweisen. In dem vorliegenden
zweiten Ausführungsbeispiel
wird die Schaltung 250 aus 4 in Verbindung
mit der monostabilen Schaltung 325 eingesetzt, um die Spannung
zu unterbrechen, die über die
Spannungsversorgungsleitung 212 zugeführt wird, welche die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c speist.
In der Schaltung 350 ist das TTL-Zeilenfreigabesignal 216 mit
einem Widerstand 355 gekoppelt und wird eingesetzt, um
den Gate-Anschluss des Transistors 360 zu steuern. In der
Schaltung 350 ist der Transistor 360 mit einem
logischen Spannungswert 305 gekoppelt sowie mit einem Widerstand 365,
der in Reihe mit dem Widerstand 367 gekoppelt ist, der
mit –Vcc
oder dem Knoten 375 gekoppelt ist. Der Spannungswert –Vcc entspricht
dem Steuerspannungswert für
die Zeilenleitungen des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200.
Der Knoten zwischen dem Widerstand 365 und dem Widerstand 367 ist
so gekoppelt, dass der Gate-Anschluss des Transistors 370 gesteuert
wird. Der Transistor 370 ist mit dem Knoten 375 (–Vcc) sowie
mit der Leitung 212 gekoppelt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die Leitung 212 somit direkt
mit –Vcc 375 gekoppelt.
-
Wenn
die Zeilenfreigabeleitung 216 niedrig ist, wird der Transistor 360 eingeschaltet,
was eine Spannung an dem Gate-Anschluss des Transistors 370 bewirkt,
wodurch der Transistor 370 eingeschaltet wird. Dies bewirkt,
dass die Leitung 212 übe
den Transistor 370 mit –Vcc gekoppelt wird. Unter
dieser Bedingung wird –Vcc
allen Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 zugeführt. Wenn
die Zeilenfreigabeleitung 216 hoch ist, wird der Transistor 360 ausgeschaltet,
was bewirkt, dass auch der Transistor 370 ausgeschaltet wird.
Dies entkoppelt die Leitung 212 von –Vcc. Bei diesem Zustand wird –Vcc von
den Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 getrennt.
-
Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Spannung –Vcc konstant den Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c zugeführt, wobei
die Freigabeleitung 216 jedoch zwischen einem Einschalt-
und Ausschaltzustand geregelt wird, um das zweckmäßige Einschaltzeitfenster zu
implementieren. Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Spannung –Vcc direkt zwischen einem
Einschalt- und Ausschaltzustand geregelt, um das ordnungsgemäße Einschaltzeitfenster
zu implementieren. Hiermit wird festgestellt, dass die in der Abbildung
aus 5 dargestellten Signale gleichermaßen in Bezug auf
das zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewandt werden können. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
regelt die Freigabeleitung 216 jedoch nicht direkt die
Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel, sondern
regelt die Zufuhr bzw. das Anlegen der Speisespannung über die
Leitung 212 an die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c.
-
Die
Abbildung aus 6 veranschaulicht ein drittes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zur Anpassung bzw. Regelung der Helligkeit
eines FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200.
In Bezug auf das dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden die Einschaltzeitfenster der Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c angepasst und
es wird ein konstantes Einschaltzeitfenster für die Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c verwendet.
Die Abbildung aus 6 veranschaulicht drei beispielhafte
Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200,
welche die entsprechenden exemplarischen Spalten 250f–250h steuern.
Diese drei Spalten 250f–250h entsprechen
den roten, grünen
und blauen Leitungen einer Spalte von Pixeln. Graustufeninformationen werden über den
Datenbus 250 den Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c zugeführt. Die
Graustufeninformationen bewirken, dass die Spaltensteuereinrichtungen
unterschiedliche Spannungsamplituden aktivieren (Amplitudenmodulation),
um die unterschiedlichen Graustufeninhalte des Pixels zu realisieren.
Unterschiedliche Graustufendaten für eine Zeile von Pixeln werden
den Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c für jeden
Impuls des horizontalen Taktsignals präsentiert.
-
Jede
Spaltensteuereinrichtung 240a–240c aus der Abbildung
aus 6 weist ferner einen Freigabeeingang auf, der
mit der Freigabeleitung 510 gekoppelt ist, die parallel
zu jeder Spaltensteuereinrichtung 240a–240c gespeist wird.
Ferner ist jede Spaltensteuereinrichtung 240a–240c auch
mit einer Spaltenspannungsleitung 515 gekoppelt, welche
die maximale Spaltenspannung führt.
Die Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c empfangen ferner
ein gemeinsames Taktsignal für
die Taktung in den Graustufendaten für eine spezielle Zeile von
Pixeln. Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Impulsbreitenmodulation auf
die Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c angewandt, um die
Helligkeitsregelung zu implementieren. Je länger die Impulsbreite ist,
desto heller ist linear die Anzeige. Jede kürzer die Impulsbreite, desto
dunkler ist die Anzeige.
-
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird ein Spaltenfreigabesignal durch eine Schaltkreisanordnung analog
zu der aus der Abbildung aus 4 erzeugt,
und dieses Spaltenfreigabesignal ist mit der Spaltensteuereinrichtungsfreigabeleitung 510 gekoppelt.
Die Spaltenfreigabeleitung 515 bewirkt, dass das Einschaltzeitfenster
für die Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c variabel wird,
und zwar abhängig
von der gewünschten
Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200. In dem
dritten Ausführungsbeispiel
verwenden die Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c eine
Spannungsamplitudenmodulation, um den Graustufenanteil zu realisieren,
aber auch zur Verwendung der Impulsbreitenmodulation zur Anpassung
bzw. Regelung der Helligkeit des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200.
Das dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verschlechtert nicht die Graustufenauflösung des
Bilds.
-
Ein
viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist anwendbar bei Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c,
die keinen Freigabeeingang aufweisen. In diesem Fall wird eine analoge Schaltung
zu der Schaltung 350 aus 4 eingesetzt,
um die maximale Spaltenspannung, die synchron zu der Spalteneinschaltzeit über die
Leitung 515 zugeführt
wird, zu unterbrechen, d. h. ein- und auszuschalten. In der Konsequenz
wird eine zu der Schaltung 350 analoge Schaltung eingesetzt,
um die maximale Spaltenspannung Vcc mit der Leitung 515 zu
koppelt bzw. von dieser zu entkoppeln, und wobei die Spannung über eine
Freigabeleitung geregelt wird, die analog ist zu der Freigabeleitung 216.
-
Hiermit
wird festgestellt, dass die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung weniger Leistung bzw. Strom verbrauchen als
die dritten und vierten Ausführungsbeispiele,
da die Impulsbreitenmodulation der Spaltensteuereinrichtungen 240a–240c eine
Steuerung gegen die Kapazität
aller Spalten gleichzeitig erfordert, während die Impulsbreitenmodulation
der Zeilensteuereinrichtungen 220a–220c zu einem gegebenen
Zeitpunkt immer nur gegen die Kapazität einer einzelnen Zeile steuert.
Der Grund dafür
ist es, dass während
einer Aktualisierung zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur eine
Zeile eingeschaltet bzw. aktiv ist, wobei hingegen alle Spalten
eingeschaltet sind, so dass eine ganze Reihe von Pixeln erregt wird.
Hiermit wird ferner festgestellt, dass die Ausführung der Helligkeitsregelung
unter Verwendung der Impulsbreitenmodulation an Stelle der Verwendung
der Amplitudenmodulation vorteilhaft ist, da dies die Graustufenauflösung nicht
verschlechtert, die für
den FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 zur Verfügung steht.
-
HELLIGKEITSSENSOR UND AUTOMATISCHE
ANPASSUNG
-
Die
Abbildung aus 7 veranschaulicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das einen Umgebungslichtsensor 580 (8) aufweist,
der in ein universelles Computersystem 550 integriert ist,
das darin einen FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 aufweist.
Ein beispielhaftes portables Computersystem 550 gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Tastatur oder eine alphanumerische Dateneingabevorrichtung 565 auf. Das
Computersystem 550 weist ferner eine Cursor-Führungsvorrichtung 570 (z.
B. eine Maus, einen Rollerball, ein Finger-Pad, ein Track-Pad, etc.)
auf, um einen Cursor über
den FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 zu führen. Das
beispielhafte Computersystem 550 gemäß der Abbildung aus 7 weist
einen Basisabschnitt 590b und einen einziehbaren Anzeigeabschnitt 590a auf,
der optional um eine Achse 572 drehbar ist. Der Umgebungslichtsensor 580 kann
gemäß der vorliegenden
Erfindung an einer Reihe von Positionen platziert werden, und wobei
die Positionen 580a und 580b nur beispielhafte Positionen
darstellen. Wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird, ist für die Helligkeitsnormalisierung
die Position 580b vorteilhaft, während für die automatische Helligkeitsanpassung
die Position 580a vorteilhaft ist.
-
In
Bezug auf die Abbildung aus 8 veranschaulicht
diese ein Blockdiagramm von Elementen des Computersystems 550.
Das Computersystem 550 weist einen Adress /Datenbus 500 zur
Kommunikation von Adress- und Dateninformationen auf sowie einen
oder mehrere Zentraleinheiten bzw. Zentralprozessoren 501,
die mit dem Bus 500 gekoppelt sind, um Informationen und
Befehle zu verarbeiten. Das Computersystem 550 weist eine
computerlesbare flüchtige
Speichereinheit 502 auf (z. B. einen Direktzugriffsspeicher,
einen statischen RAM-Speicher, einen dynamischen RAM-Speicher, etc.),
die mit dem Bus 500 gekoppelt ist, um Informationen und
Befehle bzw. Anweisungen für
den bzw. die Zentraleinheit(en) 501 zu speichern, und mit
einer computerlesbaren nicht-flüchtigen
Speichereinheit (z. B. einem Nur-Lesespeicher, einem programmierbaren ROM-Speicher,
einem Flash-Speicher, einem EPROM, einem EEPROM, etc.) 503,
die mit dem Bus 500 gekoppelt ist, um statische Informationen
und Befehle für
den bzw. die Prozessor(en) 501 zu speichern.
-
Das
Computersystem 550 aus der Abbildung aus 8 weist
ferner eine computerlesbare Massenspeicher-Datenspeichervorrichtung 504 auf,
wie zum Beispiel eine Magnetplatte oder eine optische Platte und
ein Plattenlaufwerk, das mit dem Bus 500 gekoppelt ist,
um Informationen und Befehle bzw. Anweisungen zu speichern. Der
FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 ist
mit dem Bus 500 gekoppelt, und die alphanumerische Eingabevorrichtung 565, welche
alphanumerische Tasten und Funktionstasten aufweist, ist mit dem
Bus 500 gekoppelt, um Informationen und Befehlsauswahlen
zu dem bzw. den Zentraleinheit(en) bzw. Zentralprozessor(en) 501 zu kommunizieren.
Der Umgebungslichtsensor 580 ist mit dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 gekoppelt.
Ebenfalls mit dem FED-Flachbildschirmanzeigeschirm 200 gekoppelt
sind der manuelle Helligkeitsregelungsknopf 520 sowie ein
Schalter 530, der regelt, ob die automatischen Helligkeitsregelungsfunktionen
gemäß der vorliegenden
Erfindung freigegeben oder deaktiviert sind. In einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung regelt der manuelle Helligkeitsregelungsknopf 520 direkt
den Spannungswert des Helligkeitssignals der Leitung 312 (3).
-
Die
Cursor-Steuervorrichtung 570 aus der Abbildung aus 8 ist
mit dem Bus 500 gekoppelt, um Benutzereingabeinformationen
und Befehlsauswahlen mit dem bzw. den Zentralprozessor(en) 501 zu
kommunizieren. Das Computersystem 500 weist optional eine
Signalerzeugungsvorrichtung 508 auf, die mit dem Bus 500 gekoppelt
ist, um Befehlsauswahlen zu dem bzw. den Prozessor(en) 501 zu
kommunizieren. Die Elemente in 552 befinden sich allgemein in dem
Computersystem 550.
-
Die
vorliegende Erfindung setzt den Umgebungslichtsensor 580 in
zwei Ausführungsbeispielen ein.
Wenn in einem Ausführungsbeispiel
das von dem Lichtsensor 580 detektierte Umgebungslicht
zunimmt, wird die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 automatisch
erhöht.
Wenn in ähnlicher
Weise das von dem Lichtsensor 580 detektierte Umgebungslicht abnimmt,
so wird die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 automatisch
reduziert, um die Bildbetrachtungs- bzw. Bildanzeigequalität zu erhalten.
Dies erfolgt zur Aufrechterhaltung der Bildanzeigequalität bzw. der Bildbetrachtungsqualität in einer
sich im Zeitverlauf verändernden
Umgebung oder wenn der Bildschirm an verschiedene Standorte transportiert
wird, die unterschiedliche Umgebungslichtintensitäten aufweisen.
Die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 wird
gemäß der Schaltkreisanordnung angepasst,
die in Bezug auf die Abbildung aus 4 hierin
beschrieben worden ist. In dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel
kann der manuelle Regelungsknopf 530 mit Vorrangsfunktion
eingesetzt werden, und wobei es dies dem Benutzer ermöglicht, den
Helligkeitswert des FED-Bildschirms manuell anzupassen.
-
In
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welche des den Lichtsensor 580 verwendet,
wird der Sensor eingesetzt, um eine Helligkeitsnormalisierung für den FED-Bildschirm 200 über die
Lebensdauer des FED-Bildschirms bereitzustellen. Dieses Ausführungsbeispiel
eignet sich für
die Helligkeitskorrektur des FED-Bildschirms 200 im längerfristigen
Zeitverlauf. In diesem Fall ist der Lichtsensor 580 so
positioniert, dass er einer wesentlichen Höhe der eigenen Lichtemission
des FED-Bildschirms ausgesetzt wird. Wenn das von dem Lichtsensor 580 detektierte
Licht unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, wird die durchschnittliche
Helligkeit des FED-Bildschirms 200 erhöht. Wenn in ähnlicher
Weise das von dem Lichtsensor 580 detektierte Licht über den
vorbestimmten Schwellenwert ansteigt, wird die durchschnittliche Helligkeit
des FED-Bildschirms 200 reduziert. Beide vorstehend genannten
Aktionen werden in einem Versuch ausgeführt, den FED-Bildschirm 200 über die
Lebensdauer des FED-Bildschirms 200 auf einen werkseitig
eingestellten Helligkeitswert zu bringen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 gemäß der Schaltkreisanordnung
geregelt, die in Bezug auf die Abbildung aus 4 hierin
beschrieben ist.
-
Die
Abbildung aus 9 veranschaulicht ein Blockdiagramm
des ersten Ausführungsbeispiels
des Umgebungslichtsensors 580, der empfindlich ist in Bezug
auf Umgebungslicht 620. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 600 ist
es vorteilhaft, dass der Lichtsensor 580 keine größere Lichtmenge
von dem FED-Bildschirm 200 selbst empfangt, da der Lichtsensor 580 Umgebungslicht
in der Umgebung des Computersystems 550 empfängt und
darauf anspricht. In diesem Fall kann der Sensor 580 an
der Position 580a (7) platziert
werden, so dass er dem Umgebungslicht ausgesetzt ist, wobei er jedoch direktem
Licht von dem FED nicht direkt ausgesetzt ist. Die Umgebungslichtsensoren 580 können gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden. Eine allgemein bekannte Reihe von Lichtsensoren
ist im Handel von Texas Instruments erhältlich, wobei andere Lichtsensoren
von Burr-Brown im Handel erhältlich
sind. Die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Lichtsensoren 580 erzeugen ein variables Ausgangssignal
als Reaktion auf das detektierte Licht sowie proportional zu diesem.
Abhängig
von dem verwendeten Lichtsensor kann das Ausgangssignal 585 variieren
in Bezug auf die Stromhöhe,
den Spannungswert, die Oszillationsfrequenz und die Impulsbreite
bei fester Frequenz. Ein anderer Typ von Lichtsensor 580 ist
passiv und variiert in Bezug auf den Widerstand, wenn das Licht
variiert bzw. angepasst wird.
-
Eine
Vergleichsschaltung 590 wird eingesetzt, die ein Referenzspannungssignal 635 sowie ein
Ausgangssignal 585 des Sensors 580 empfängt. Die
Vergleichsschaltung weist eine Schaltkreisanordnung auf, die das
Helligkeitsspannungssignal 312 als Reaktion auf die Werte
der Signale 585 und 635 erzeugt. Unter Verwendung
allgemein bekannter Verfahren und Komponenten wandelt die Vergleichsschaltung
das Sensorausgangssignal 585 (z. B. variabler Strom, variable
Frequenz, variable Impulsbreite oder variable Spannung, etc.) in
ein umgewandeltes variables Spannungssignal um, das proportional
zu der von dem Sensor 580 empfangenen Lichtmenge variiert.
In dieser Phase werden allgemein bekannte Schaltungen und Komponenten
eingesetzt. Wenn in der Vergleichsschaltung 590 der Schalter 530 "ausgeschaltet" ist, so werden das
Sensorausgangssignal 585 und das konvertierte variable
Spannungssignal von der Vergleichsschaltung 590 ignoriert.
In diesem Fall gibt die Vergleichsschaltung 590 das Referenzspannungssignal 635 über die
Leitung 312 aus. Wenn hingegen der Schalter 530 "eingeschaltet" ist, so wird das
konvertierte variable Spannungssignal durch die Vergleichsschaltung 590 elektrisch
zu dem Referenzspannungswert hinzugefügt, so dass das Helligkeitsspannungssignal
resultiert, das über
die Leitung 312 ausgegeben wird.
-
Das
Referenzspannungssignal 635 aus 9 wird durch
eine Referenzschaltung 630 erzeugt, die mit dem manuellen
Helligkeitsregelungsknopf 520 gekoppelt ist. In einem Ausführungsbeispiel
regelt der manuelle Helligkeitsregelungsknopf 620 ein Potentiometerelement
in der Schaltung 630, das die Referenzspannung 635 verändert. Wenn
der manuelle Regelungsknopf 520 so angepasst wird, dass
die Helligkeit erhöht
wird, wird die Referenzspannung 635 erhöht, und wenn der manuelle Regelungsknopf 520s durch
die Schaltung 630 verringert wird. Das Helligkeitsspannungssignal 312 steuert
die Schaltung 300 aus 9, wie dies
bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Schaltung 300 die Impulsbreitenmodulation
des Einschaltzeitfensters verwenden, um entweder die Zeilensteuereinrichtung 220a–220c oder
die Spaltensteuereinrichtungen 240 zu regeln, um die Helligkeit
des FED-Flachbildschirmanzeigeschirms 200 zu
regeln bzw. anzupassen, wie dies in Bezug auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist.
-
Im
Betrieb arbeitet das Ausführungsbeispiel 600 aus
der Abbildung aus 9 wie folgt. Wenn der Schalter 530 ausgeschaltet
ist und der Knopf bzw. Regler 520 für eine höhere Helligkeit angepasst wird, so
nimmt die Amplitude des Helligkeitsspannungssignals 312 zu,
was bewirkt, dass das Einschaltzeitfenster der Schaltung 300 größer wird.
Wenn der Schalter 530 ausgeschaltet ist, und der Knopf
bzw. der Regler 520 für
eine geringere Helligkeit angepasst wird, so wird die Amplitude
des Helligkeitsspannungssignals 312 kleiner, was bewirkt,
dass das Einschaltzeitfenster der Schaltung 300 kleiner
wird. Wenn der Schalter 530 eingeschaltet ist und die manuelle
Regelung 520 konstant ist, so nimmt automatisch die Spannung
des Helligkeitsspannungssignals 312 direkt proportional
zu jedem Anstieg des detektierten Umgebungslichts von dem Lichtsensor 580 zu.
Wenn der Schalter 530 eingeschaltet ist und die manuelle
Anpassung 520 konstant ist, so nimmt automatisch die Spannung
des Helligkeitsspannungssignals 312 in direktem Verhältnis zu
jeder Verringerung des detektierten Umgebungslichts 620 von
dem Umgebungslichtsensor 580 ab.
-
Da
die umgewandelte variable Spannung der Schaltung 590 zu
dem Referenzspannungssignal 635 addiert wird, wenn der
Schalter 530 eingeschaltet ist und der manuelle Regelungsknopf 520 erhöht wird,
nimmt das Helligkeitsspannungssignal 312 zu, wobei keine
Veränderung
des Umgebungslichts 620 angenommen wird. Wenn der Schalter 530 eingeschaltet
ist und der manuelle Regelungsknopf 520 verringert wird,
nimmt das Helligkeitsspannungssignal 312 ab, wobei keine
Veränderung
des Umgebungslichts 620 angenommen wird. Wenn, wie dies bereits
vorstehend im Text beschrieben worden ist, das Helligkeitssignal 312 größer wird,
wird auch das Einschaltzeitfenster größer und die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 wird
ebenfalls größer. Wenn
in ähnlicher
Weise das Helligkeitssignal 312 kleiner wird, wird auch
das Einschaltzeitfenster kleiner und die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 wird
geringer.
-
Die
Abbildung aus 10 veranschaulicht ein Blockdiagramm
des zweiten Ausführungsbeispiels 700 der
vorliegenden Erfindung, wobei ein Lichtsensor 580 verwendet
wird, und wobei dieses Ausführungsbeispiel
eine Helligkeitsnormalisierung für
den FED-Bildschirm 200 ausführt. Die
Helligkeitsnormalisierung tastet die Helligkeit des FED-Bildschirms 200 ab
und verändert
bzw. regelt die Helligkeit des FED-Bildschirms 200, wenn
der abgetastete Wert von einem vorbestimmten bevorzugten Wert abweicht.
Dieses Ausführungsbeispiel 700 wird
eingesetzt, um die durchschnittliche Helligkeit des FED-Bildschirms 200 über dessen
Lebensdauer zu erhalten und um ferner Fertigungstoleranzen und Schwankungen
des FED-Bildschirms 200 zu kompensieren, die im Zeitverlauf
auftreten. In dem Ausführungsbeispiel 700 ist
es vorteilhaft, dass der Lichtsensor 580 eine größere Lichtmenge
von dem FED-Bildschirm 200 selbst als Referenzquelle empfängt und
eben keine größere Lichtmenge
von Umgebungsquellen empfängt.
In diesem Fall kann der Sensor 580 an der Position 580b (7)
platziert werden, so dass er direkt von dem FED-Bildschirm 200 emittiertem
Licht ausgesetzt wird, während
er Umgebungslicht nicht in größerem Umfang
ausgesetzt wird.
-
In
dem System 700 aus der Abbildung aus 10 existiert
eine negative Rückkopplungsschleife 730 zwischen
dem Lichtsensor 380 und dem von dem Flachbildschirm-FED-Schirm 200 emittierten Licht.
Somit regelt die Helligkeitssteuerschaltkreisanordnung 300 die
Helligkeit an dem Flachbildschirm 200 automatisch als Reaktion
auf von dem Sensor 380 detektiertes Licht. Ferner regelt
die Referenzschaltung 630' die
Referenzspannung über
die Leitung 635 als Reaktion auf den manuellen Regelungsknopf 520.
In dem Betriebsmodus, in dem sowohl die manuelle Regelung als auch
die automatische Bildschirmnormalisierung gleichzeitig aktiv sind,
weist die manuelle Anpassung vorrangige Priorität auf. Wenn der Lichtsensor 580 im
Betrieb helleres von dem FED-Bildschirm 200 emittiertes
Licht detektiert, das den werkseitig festgelegten Schwellenwert überschreitet,
so bewirkt die Schaltung 300, dass die Einschaltzeitimpulsbreite
geringer wird, wodurch bewirkt wird, dass der FED-Bildschirm 200 weniger
hell wird. Wenn in ähnlicher
Weise der Lichtsensor 580 weniger helles von dem FED-Bildschirm 200 emittiertes Licht
detektiert, das unterhalb des werkseitig festgelegten Schwellenwerts
liegt, so bewirkt die Schaltung 300 eine Vergrößerung der
Einschaltzeitimpulsbreite, wodurch bewirkt wird, dass der FED-Bildschirm 200 heller
wird. Das Ausführungsbeispiel 700 weist
ferner den vollständigen
Bereich der manuellen Regelungsfunktionen bzw. Regelungsmerkmale
auf, wie diese in Bezug auf das Ausführungsbeispiel 600 beschrieben
worden sind. Das heißt,
der Anstieg oder die Verringerung der Referenzspannung über die
Leitung 635 verändert
auch die auf der Flachbildschirm-FED-Anzeige 200 angezeigte
Helligkeit auf die Art und Weise, wie dies vorstehend in Bezug auf die
Abbildung aus 9 beschrieben worden ist.
-
Das
System 700 ist nützlich
für die
automatische Kompensation von Schwankungen bzw. Toleranzen während der
Fertigung bzw. Herstellung von FED-Bildschirmen 200 sowie
zur automatischen Kompensation für
FED-Bildschirme 200, die im Zeitverlauf als Folge der Alterung,
der Häufigkeit
der Nutzung, der Nutzung über
einen längeren
Zeitraum, der Temperatur, etc. weniger hell werden. Hiermit wird festgestellt,
dass die für
die Implementierung des Systems 600 und des Systems 700 erforderliche Elektronik
in der gleichenden unterstützenden
Elektronik hergestellt werden kann, wie diese von dem FED-Bildschirm 200 verwendet
wird, und wobei diese für
gewöhnlich
entlang der Peripherie der Pixelanordnung oder hinter der Pixelanordnung
angeordnet ist.
-
Beschrieben
werden somit als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren und ein Mechanismus zur Regelung bzw. Anpassung
der Helligkeit einer FED-Flachbildschirmanzeige,
ohne den Graustufenanteil der Anzeigepixel zu verändern. Die
vorliegende Erfindung wurde zwar in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele
beschrieben, wobei hiermit jedoch festgestellt wird, dass die vorliegende
Erfindung nicht als durch diese Ausführungsbeispiele beschränkt auszulegen
ist, wobei die vorliegende Erfindung vielmehr gemäß den folgenden
Ansprüchen
auszulegen ist.