DE102011086646B4

DE102011086646B4 - Bildschirm und Verfahren zur Ansteuerung eines Bildschirms

Info

Publication number: DE102011086646B4
Application number: DE201110086646
Authority: DE
Inventors: Ralf Edelbrock
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2031-11-19
Also published as: DE102011086646A1

Abstract

Ein Bildschirm (1) mit einer Anzeigeeinrichtung (2) sowie einer zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung (2) ausgebildeten Ansteuereinheit (3) weist einen eine Komponente der Ansteuereinheit (3) bildenden Invertsignalgenerator (4) auf, welcher dazu ausgebildet ist, zusammen mit der Emission eines betriebsbedingten elektromagnetischen Signals ein dieses neutralisierendes Invertsignal zu emittieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen auf Abhörsicherheit ausgelegten Bildschirm sowie ein Verfahren zur Ansteuerung eines solchen Bildschirms.
Aus der DE 100 56 192 A1 ist ein Überlagerungssender zum Schutz gegen den Empfang hochfrequenter, dekodierbarer Signale von Personalcomputern und deren Monitoren bekannt.
Der Überlagerungssender nach der DE 100 56 192 A1 emittiert anstelle eines breitbandigen, nahezu weißen Rauschens lediglich ein Überlagerungssignal, welches auf die Spektralbereiche der so genannten Träger kompromittierender Emissionen beschränkt ist. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die kompromittierenden Emissionen mit Reichweiten, die zu Sicherheitsrisiken führen, nur auf hochfrequenten Trägern, deren Frequenzen der Grundschwingung und den Oberschwingungen der Pixeltaktsignale des Computers entsprechen, nachweisbar sind. Dementsprechend wird vorgeschlagen, dass der Überlagerungssender nur Rauschsignale bei der Grundschwingung und den Oberschwingungen der Pixeltaktsignale generiert.
Statt des Einsatzes eines Senders, welcher die betriebsbedingten Emissionen einer Datenverarbeitungsanlage oder eines Bildschirms überlagert und damit die Auswertung dieser Emissionen erschwert, ist grundsätzlich auch die Möglichkeit gegeben, eine komplette Datenverarbeitungsanlage oder eine Komponente einer solchen Anlage abzuschirmen und damit abhörsicher zu machen.
Die Abschirmung elektromagnetischer Emissionen, die von einem Datenverarbeitungsgerät oder von einer Anzeigevorrichtung ausgehen, hat auch einen Aspekt des Gesundheitsschutzes. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die EP 0 708 474 B1 verwiesen, welche eine Kathodenstrahlröhre betrifft.
Aus der US 5 165 098 A ist ein System zum Schutz digitaler Geräte vor Abhörmöglichkeiten bekannt, bei dem ein Überlagerungssender zum Aussenden zusätzlicher Strahlung verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abhörsicherheit eines Bildschirms gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Bildschirm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines Bildschirms mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Bildschirm erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile gelten sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.
Der Bildschirm umfasst eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere ein TFT-Display, sowie eine zu deren Ansteuerung vorgesehene Ansteuereinheit.
Im grundsätzlichen Unterschied zum in der DE 100 56 192 A1 beschriebenen Verfahren wird somit nicht lediglich ein Rauschsignal generiert, welches die Dekodierung emittierter elektromagnetischer Signale erschwert, sondern ein invertiertes Signal erzeugt, welches dem ursprünglichen, betriebsbedingten Signal überlagert wird und diesem Signal damit den Informationsgehalt entnimmt. Vergleichbare Effekte sind prinzipiell aus der Akustik unter dem Stichwort ”aktive Lärmkompensation” (Antischall) bekannt. Als Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang beispielhaft die DE 195 26 124 C2 zu nennen.
Der erfindungsgemäße Bildschirm strahlt aufgrund der aktiven Kompensation der elektromagnetischen Emissionen ein Signal aus, welches als einfarbiger Bildschirm interpretierbar und damit für eine Rekonstruktion der ursprünglichen Information nicht verwendbar ist.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Invertsignalgenerator zu einem Spaltentreiber der Anzeigeeinrichtung parallel geschaltet. Hierbei setzt sich der Invertsignalgenerator bevorzugt aus mehreren Invertierern zusammensetzen, die jeweils parallel zu den Eingängen einzelner Spaltentreiber geschaltet sind. Jeder einzelner Invertierer erzeugt zu dem ihm zugeordneten einzelnen Spaltentreiber ein invertiertes Signal.
Der Invertsignalgenerator des Bildschirms umfasst vorzugsweise eine Invertiermatrix sowie eine Treibermatrix, wobei die Treibermatrix analog zum Spaltentreiber ausgestaltet ist. Optional ist zur Abstrahlung des Invertsignals eine Abstrahlmatrix vorgesehen.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass mit geringem apparativem Aufwand und ohne Beeinträchtigung der Bildqualität die Abhörsicherheit eines Bildschirms allein durch Erzeugung invertierter Signale im Sinne einer aktiven Emissionskompensation hergestellt wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
1 den schematischen Aufbau eines Bildschirms mit einem Invertsignalgenerator,
2 ein Funktionsschema des Bildschirms nach 1,
3 ein Ausschnitt eines auf dem Bildschirm darstellbaren Musters sowie ein Gegenmuster, welches einem vom Invertsignalgenerator erzeugten Invertsignal entspricht,
4 schematisch den Invertsignalgenerator des Bildschirms nach 1,
5 eine Ansteuereinheit des Bildschirms nach 1 einschließlich Invertsignalgenerator.
Ein in 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Bildschirm umfasst eine Anzeigeeinrichtung 2, nämlich ein von einem Bildschirmrahmen 6 umgebenes TFT-Display, sowie eine zu deren Ansteuerung vorgesehene Ansteuereinheit 3. Die Ansteuereinheit 3 weist einen Invertsignalgenerator 4 und einen Spaltentreiber 5 auf.
Während der Spaltentreiber 5 in herkömmlicher Weise die Anzeigeeinrichtung 2 ansteuert, um eine Bildschirmdarstellung zu generieren, erzeugt der Invertsignalgenerator 4 keinerlei Bildschirmdarstellung, sondern lediglich ein elektromagnetisches Invertsignal, welches den einzigen Zweck hat, ein betriebsbedingtes, beim Betrieb des Bildschirms 1 zwangsläufig auftretendes, prinzipiell ”abhörbares” elektromagnetisches Signal zu kompensieren. Der Begriff ”abhörbar” ist hierbei im übertragenen Sinne zu verstehen und nicht dem Gebiet der Akustik zuzuordnen.
Wie aus 2 hervorgeht, ist die Ansteuereinheit 3 mittels einer LVDS(Low Voltage Differential Signaling)-Leitung 7 an einem Display-Controller 8 angeschlossen. In der schematischen Darstellung nach 2 sind sowohl die Ansteuereinheit 3 als auch der Display-Controller 8 als Komponenten des Bildschirms 1 zu erkennen. Tatsächlich können diese Komponenten an beliebiger Stelle einer Datenverarbeitungsanlage, welche den Bildschirm 1 umfasst, angeordnet sein. Ebenso ist es prinzipiell möglich, die Ansteuereinheit 3 und den Display-Controller 8 als eine integrierte Komponente des Bildschirms 1 auszubilden. Entsprechendes gilt für den Spaltentreiber 5 und den Invertsignalgenerator 4, welche Komponenten der Ansteuereinheit 3 darstellen.
In jedem Fall weist die Anzeigeeinrichtung 2 definierte Spalten und Zeilen auf, wobei auch die Zeilenselektion über den Spaltentreiber 5 erfolgt. In 3 ist in der linken Hälfte der Darstellung ein Ausschnitt eines auf der Anzeigeeinrichtung 2 darstellbaren Musters M gezeigt. Die Wiedergabe dieses Musters M korrespondiert mit der Emission eines betriebsbedingten elektromagnetischen Signals durch den Bildschirm 1, insbesondere durch dessen Ansteuereinheit 3.
In der rechten Hälfte von 3 ist ein Gegenmuster G dargestellt, welches das Invertsignal symbolisiert, durch welches das bei der Anzeige des Musters M emittierte elektromagnetische Signal neutralisiert wird. Das Gegenmuster G wird hierbei im Unterschied zum Muster M nicht auf dem Bildschirm 1 dargestellt. Vielmehr wird mittels des Invertsignalgenerators 4, welcher die gleiche Abstrahlcharakteristik wie der Spaltentreiber 5 hat, lediglich ein elektromagnetisches Signal, nämlich Invertsignal, erzeugt, das von der Ansteuereinheit 3, insbesondere vom Spaltentreiber 5, erzeugt werden würde, wenn das Gegenmuster G auf dem Bildschirm 1 dargestellt werden würde.
Ein unbefugter Beobachter, der den Bildschirm 1 zwar nicht betrachten, aber die von diesem ausgehenden Emissionen empfangen kann, kann ausschließlich ein elektromagnetisches Gesamtsignal, welches der Überlagerung von Muster M und Gegenmuster G entspricht, empfangen. Dieses Gesamtsignal erscheint, wie 3 veranschaulicht, als einheitliche Fläche ohne Konturen und damit ohne jegliche Information. Die gewünschte Abhörsicherheit ist damit gegeben.
In 4 ist der funktionelle Aufbau des Invertsignalgenerators 4 im Vergleich zu den 1 und 2 detaillierter dargestellt. Der Invertsignalgenerator 4 setzt sich danach aus einer Invertiermatrix 9, einer Treibermatrix 10, sowie einer Abstrahlmatrix 11 zusammen. Die Abstrahlmatrix 11 sorgt dafür, dass die Abstrahlcharakteristik des Invertsignalgenerators 4 weitestgehend der Abstrahlcharakteristik des Spaltentreibers 5 entspricht und damit bestmöglich, was die Emission betriebsbedingter elektromagnetischer Strahlung betrifft, eine Bildschirmdarstellung simuliert wird.
Weitere Merkmale des Bildschirms 1 gehen aus 5 hervor. Zur Verarbeitung des LVDS-Signals (vgl. 1) sind ein LVDS-Transmitter 12 sowie ein LVDS-Receiver 13 vorgesehen, wobei letzterer mit Spaltentreibern 5 und Zeilentreibern 14 zusammenwirkt, welche die von einem Leuchtmittel 15, beispielsweise einer Leuchtstoffröhre, beleuchtete Anzeigevorrichtung 2 ansteuern.
Zusätzlich zu üblicherweise bei Bildschirmen vorhandenen Eingängen, nämlich einem Gleichspannungsanschluss 16 und einem Helligkeitseingang 17, sind ein Invertereingang 18, welcher das Aktivieren und Deaktivieren des Invertsignalgenerators 4 ermöglicht, und ein Inverterspannungsanschluss 19 vorhanden. Je nach verwendeter Anzeigeeinrichtung 2, insbesondere TFT(thin film transistor)-Display, wird der Invertsignalgenerator 4 beispielsweise mit einer Spannung von 12 V oder 24 V betrieben. Neben dem Inverterspannungsanschluss 19 befinden sich auch der Helligkeitseingang 17 und der Invertereingang 18 direkt am Invertsignalgenerator 4, welcher in die Ansteuereinheit 3 integriert ist. Insgesamt ist damit eine effiziente Möglichkeit gegeben, vom Bildschirm 1 emittierte, prinzipiell abhörbare elektromagnetische Signale durch Erzeugung invertierter Signale zu neutralisieren.

Claims

Bildschirm (1), mit einer Anzeigeeinrichtung (2) sowie mit einer zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung (2) ausgebildeten Ansteuereinheit (3), gekennzeichnet durch einen Treiber (5, 14), der zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung (2) des Bildschirms (1) verwendet wird, und einen eine Komponente der Ansteuereinheit (3) bildenden Invertsignalgenerator (4), welcher dazu ausgebildet ist, simultan mit der Emission eines betriebsbedingten durch den Treiber (5, 14) erzeugten elektromagnetischen Signals ein Invertsignal zu emittieren, welches durch Überlagerung mit dem durch den Treiber (5, 14) erzeugten Signal dieses zumindest teilweise neutralisiert.
Bildschirm (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (2) als TFT-Display ausgebildet ist.
Bildschirm (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Invertsignalgenerator (4) zu einem Spaltentreiber (5) der Anzeigeeinrichtung (2) parallel geschaltet ist.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Invertsignalgenerator (4) eine Invertiermatrix (9) sowie eine Treibermatrix (10) umfasst.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstrahlung des Invertsignals eine Abstrahlmatrix (11) vorgesehen ist.
Verfahren zur Ansteuerung eines Bildschirms (1), mit folgenden Merkmalen: – eine Anzeigeeinrichtung (2) des Bildschirms (1) wird unter Verwendung eines Treibers (5, 14) angesteuert, – simultan mit einem durch den Treiber (5, 14) erzeugten elektromagnetischen Signal wird ein elektromagnetisches Invertsignal generiert, welches durch Überlagerung mit dem durch den Treiber (5, 14) erzeugten Signal dieses zumindest teilweise neutralisiert.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Invertsignal als elektromagnetische Strahlung vom Bildschirm (1) aus nach außen, ohne Beeinträchtigung der Bildschirmdarstellung, abgestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlcharakteristik eines das Invertsignal erzeugenden Invertsignalgenerators (4) der Abstrahlcharakteristik eines Spaltentreibers (5) des Bildschirms (1) entspricht.