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Fernsehempfänger mit Braunseher Röhre.
Bei Braunschen Röhren, welche als Empfangseinrichtung für Fernsehbilder verwendet werden, sind im allgemeinen zwei Grössen vorhanden, welche die Bildqualität zu beeinflussen gestatten, u. zw. einerseits die Vorspannung der Helligkeitssteuerungselektrode und anderseits die Amplitude der an dieser Helligkeitssteuerungselektrode liegenden, vom Bildverstärker gelieferten Spannung. Es war bisher üblich, an den Fernsehempfängern zwei Verstellorgane anzubringen, von denen das eine die erwähnte Vorspannung und das andere die erwähnte Bildsignalspannung zu verändern gestattet.
Wie im folgenden noch näher erläutert werden soll, ist durch die Veränderung der beiden erwähnten
Spannungswerte jedoch nur eine sehr unvollkommene Beeinflussung der Helligkeit einerseits und der
Kontrasteigenschaften anderseits des Fernsehbildes möglich.
Gemäss der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die Einstellvorrichtung für die Vorspannung der Helligkeitssteuerungselektrode und die Einstellvorrichtung für die Amplitude der an dieser Elektrode liegenden, vom Bildverstärker gelieferten Spannung miteinander zu kuppeln, derart, dass sie mittels eines einzigen Verstellorganes beide gleichzeitig reguliert werden können.
An Hand der Fig. 1 soll zunächst erläutert werden, warum sich bei den bekannten Anordnungen das Fernsehbild nur sehr schwer regulieren lässt. In der Fig. 1 zeigt die Gerade K die Abhängigkeit des Kathodenstrahlstromes t, welchem die Helligkeit des Fluoreszenzfleckes proportional ist, von der Spannung eg an der Helligkeitssteuerelektrode. An dieser Elektrode liegt zunächst die Vorspannung V, d. h. eine Gleichspannung, und ausserdem eine vom Bildstromverstärker gelieferte
Spannung von dem Maximalwert A. In Fig. 1 ist über der Linie 0 als Nullinie der Verlauf der vom Bildstromverstärker gelieferten Spannung bei dem heute üblichen Modulationsverfahren, bei welchem die Helligkeitssignale und die Synchronimpulse durch verschiedene Amplitude unterschieden werden, dargestellt.
Es ist ferner vorausgesetzt, dass längs der dargestellten Bildzeilen ein linearer Helligkeitsabfall von Weiss nach Schwarz stattfinden möge. Die strichpunktierte Linie W entspricht ganz weissen Bildstellen und die strichpunktierte Linie S völlig schwarzen Bildstellen. Die Vorspannung V ist in Fig. 1 so gewählt, dass durch die schwarzen Bildstellen gerade kein Kathodenstrahlstrom hervorgerufen wird, so dass also die schwarzen Bildpunkte auch auf dem Leuchtschirm ohne Fluoreszenzleuchten wiedergegeben werden. Man kann sich nun leicht davon überzeugen, dass, wenn man die Grösse V allein reguliert oder wenn man die Grösse A allein reguliert, die Helligkeit und die Kontrasteigenschaften des Bildes sich nach einem sehr komplizierten Zusammenhang ändern.
Wenn man nämlich, wie in Fig. 2 bei 1 dargestellt, bei unveränderter Grösse A die Grösse V auf V 1 verkleinert, so steigt der gesamte vom Leuchtschirm ausgehende Lichtstrom, da nämlich auf jedem Flächenelement nunmehr ein höherer Kathodenstrahlstrom auftrifft. Dagegen werden die schwarzen Bildstellen nunmehr nicht mehr mit der Helligkeit Null auf dem Leuchtschirm wiedergegeben, so dass das Verhältnis der Helligkeiten an den weissen und an den schwarzen Bildstellen, welches für die Kontrasteigenschaften des Bildes zweifellos von Bedeutung ist, vermindert wird.
Wenn die Grösse V in extremem Masse gegenüber Fig. l verkleinert werden würde, würden jedenfalls bei extremer Vergrösserung des gesamten Lichtstroms die Helligkeitsunterschiede des Bildes weniger gut erkennbar sein. - Wenn man anderseits, wie in Fig. 2 bei 11 dargestellt, bei konstanter Grösse von A die Grösse V auf den Wert vergrössern würde, würde die strichpunktierte Linie S unterhalb des Anfangspunktes der Geraden K liegen, d. h. es würden die
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Details in den dunklen Stellen des Bildes völlig verschwinden und nicht nur die tiefschwarzen, sondern auch die tiefgrauen Stellen völlig schwarz wiedergegeben werden.
Es würden also Unterschiede in den grauen Stellen völlig verschwinden und ausserdem der gesamte vom Bild ausgehende Lichtstrom erheblich sinken, u. zw. in einem Masse, welches von dem Inhalt der betreffenden Bildzeile abhängig wäre. - Wie die Fig. 2 bei 111 zeigt, würde auch bei konstantem Werte V eine Vergrösserung von A auf den Wert sowohl den gesamten Lichtstrom als auch die Kontrasteigenschaften des Bildes nennenswert ver- ändern, da die strichpunktierte Linie S nun ähnlich wie bei 1 rechts vom Anfangspunkt der Geraden K liegt, und die den weissen Bildstellen entsprechenden Bildpunkte jedoch mit unverhältnismässig viel grösserer Helligkeit wiedergegeben werden. - Schliesslich würde auch, wie Fig.
2 bei IV zeigt, bei konstanter Grösse von V eine Verkleinerung von A auf den Wert A, ähnlich wie bei 11, zu einem Verschwinden der Details an den dunkelgrauen Bildstellen führen.
Um diese unkontrollierbaren Verhältnisse auszuschalten, soll nun, wie bereits oben erwähnt, sowohl die Grösse V als auch die Grösse A mittels eines einzigen Verstellorgans gleichzeitig reguliert werden.
Wenn man die zu diesem Zweck gemäss der Erfindung vorzunehmende Kupplung der beiden Einstellvorrichtungen für die beiden erwähnten Spannungen derart ausbildet, dass die schwarzen Bildstellen immer auf den Anfangspunkt der Geraden K fallen, lässt sich zunächst eine Verschiebung der Linie S in Lagen, die links vom Anfangspunkt der Geraden K liegen, vermeiden.
Tatsächlich lässt sich nun ohne weiteres eine grosse Anzahl von Anordnungen angeben, welche diese durch die Erfindung angegebene Arbeitsweise besitzen.
Man kann z. B., wie es in Fig. 3 dargestellt ist, zwei Potentiometer 10 und 11, die in geeigneter Weise abgestuft sind, verwenden, wobei das Potentiometer 10 zwischen seinem Abgriffspunkt P und seinem unteren Ende die Vorspannung V und das Potentiometer 11, welches über die Leitungen 12 an den Bildstromverstärker angeschlossen wird, zwischen seinem Abgriffspunkt Q und seinem unteren
Ende die Spannung A liefert. Die beiden Spannungen V und A sind nun dadurch, dass der Punkt P über die Leitung 13 an das untere Ende des Potentiometers 11 angeschlossen ist, in dem Stromkreis zwischen der Helligkeitssteuerungselektrode 14 und der Kathode 15 der Braunschen Röhre 16 in Reihe geschaltet.
Man sieht ohne weiteres, dass bei geeigneter Abstufung der Drahtstärken auf den Potentiometern durch gleichzeitige Verschiebung der beiden starr miteinander verbundenen Gleitkontakte (die starre Verbindung ist durch die strichpunktierte Linie H angedeutet) bei konstanter Lage der Linie S in Fig. 1 die Linie W nach Belieben einreguliert werden kann.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser sind ebenfalls zwei Potentiometer 10 und 11 vorhanden, welche in derselben Weise geschaltet sind, wie es an Hand der Fig. 3 erläutert wurde. Die beiden Potentiometer sollen jedoch im Gegensatz zu Fig. 3 eine einheitliche Drahtstärke besitzen und es soll die Verschiebung der beiden Schleifkontakte derart vorgenommen werden, dass bei kontanter Lage der Linie S in Fig. 1 auf dem Anfangspunkt der Geraden K die Lage der Linie W einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist an jeder der Schraubenspindeln 17, 18 eine Kurvenscheibe 19 bzw. 20 angebracht, welche mittels eines Seilzuges 21 bzw. 22 betätigt werden soll.
Die Seile laufen über zwei Rollen 23 bzw. 24 (an welchen sie an einem Punkte befestigt sind, so dass ein Gleiten der Seite auf den Rollen 23,24 ausgeschlossen wird). Die Rollen sind mit zwei sogenannten Sonnenrädern 25 bzw. 26 eines Differentialgetriebes 27 starr verbunden. Das Planetenrad 28 des Differentialgetriebes kann mittels eines Verstellorganes H verdreht werden, so dass also mittels eines einzigen Verstellorgans beide Potentiometer einreguliert werden können.
Man kann die Ausführungsformen, welche in Fig. 3 und in Fig. 4 dargestellt sind, auch in der Weise ausbilden, dass bei einer konstanten Lage der Linie W in Fig. 1 die Linie S verschoben werden kann. Auch dies ergibt bereits eine Verbesserung gegenüber den bisher bekannten Anordnungen, da dann der Zusammenhang zwischen dem gesamten vom Bild ausgehenden Lichtstrom und seinen Kontrasteigenschaften weniger kompliziert ist, als wenn man, wie es an Hand der Fig. 2 erläutert wurde, die Grösse A und die Grösse V vollkommen unabhängig voneinander regelt.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird noch dadurch erzielt, dass ausser dem Verstellorgan Hin Fig. 3 und 4 noch ein weiteres Verstellorgan und eine weitere Kupplung zwischen den beiden Einstellvorrichtungen vorgesehen wird, so dass beide Einstellvorrichtungen unabhängig von der an Hand der Fig. 3 und 4 erläuterten Kupplung gleichzeitig reguliert werden können.
Wie aus der folgenden Betrachtung zu erkennen ist, lassen sich dann die Kontrasteigenschaften und die Helligkeit des Fernsehbildes völlig unabhängig voneinander regulieren. Es sei angenommen, dass auf dem Leuchtschirm einer Braunschen Röhre ein Fernsehempfangsbild vorhanden sei, welches bezüglich seiner Kontrasteigenschaften als gut zu bezeichnen sei, welches jedoch bei unveränderten Kontrasteigenschaften noch etwas heller gemacht werden soll. Die Kontrasteigenschaften des Bildes bleiben dabei nun offenbar unverändert, wenn man die Helligkeit, welche den weissen Bildelementen entspricht, plus der Helligkeit, welche den schwarzen Bildelementen entspricht, im Verhältnis zu der Differenz dieser beiden Helligkeiten unverändert lässt.
Der gesamte vom Bild ausgehende Lichtstrom ist offenbar porportional der Summe der Flächenhelligkeiten an den weissen und den schwarzen Bildstellen. Wenn man also die zuletzt erwähnte Summe bei einem konstanten Werte des zuerst erwähnten
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Quotienten verändert, so erhält man bei derselben Helligkeit des gesamten Bildes eine Änderung der
Kontrasteigenschaften. Man kann leicht erkennen, dass in beiden Fällen sowohl die Grösse A wie die
Grösse V geändert werden müssen, u. zw. nach Funktionen, die auf Grund von Betrachtungen, wie sie an Hand der Fig. 2 wiedergegeben sind, experimentell oder auf graphischem Wege leicht gefunden werden können.
Man hat demgemäss mittels eines Verstellorgans H sowohl die Grösse A als die Grösse V zu beeinflussen und mittels des zweiten Verstellorgans, zu welchem ebenso wie zum Verstellorgan H eine besondere Kupplung der beiden Einstellvorrichtungen gehört, ebenfalls einen Einfluss sowie auf V wie auf A auszuüben.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer derartigen Anordnung, welche aus entsprechend abgestuften Potentiometern 29-. 32 besteht. Die Gleitkontakte je zweier dieser Potentiometer sind starr miteinander verbunden, so dass sie mittels der durch strichpunktierte Linien dargestellten Verstell- organe H und J gemeinsam verschoben werden können. Die beiden Potentiometer 29 und. 30 sind dabei der Grösse V zugeordnet und die Potentiometer 31, 32 der Grösse A. Der Zusammenhang mit der Schaltung nach Fig. 3 ist ohne weiteres zu erkennen. Die Bezugszeichen 12 und 18 haben dieselbe Bedeutung wie bei der Anordnung nach Fig. 3.
In der Fig. 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche dieselbe Aufgabe erfüllen kann wie die Ausführung nach Fig. 5, welche jedoch ähnlich wie Fig. 2 unter Benutzung von Differentialgetrieben sowie von Seilzügen und Kurvenscheiben arbeitet. Mittels des Verstellorgans N kann über ein Differentialgetriebe 33 sowie über zwei Seilzugeinrichtungen. zu (für die Befestigung der Seile auf den Rollen gilt wieder das an Hand der Fig. 4 Gesagte) und die zugehörigen Kurvenscheiben 36, 37 das Potentiometer 10 für die Grösse V, sowie das Potentiometer 11 für die Grösse A betätigt werden. Zwischen der Kurvenscheibe. 36 und dem Gleitkontakt des Potentiometers 10 liegt dabei noch ein weiteres Differentialgetriebe 38, dessen Sonnenrad 39 das Planetenrad 41 antreibt.
Dieses Planetenrad 41 ist um eine Achse drehbar, welche in der Ebene des Zahnrades 42 liegt. Wenn das Verstellorgan H verstellt wird, dreht sich das Sonnenrad 39 und treibt das Planetenrad 41 an, welches sich auf dem feststehenden Sonnenrad 46 abwälzt. Hiedurch wird das Zahnrad 42 um die Achse 40 in Bewegung gesetzt. Über das Zahnrad 4. 3 sowie das Kegelradpaar 44 wird dann das Potentiometer 10 verstellt. Gleichzeitig wird über den Seilzug. 35 und die Kurvenscheibe. 37 über das Differentialgetriebe 45, das in derselben Weise ausgebildet ist wie das Differentialgetriebe 38, auch das Potentiometer 11 verstellt.
Die Sonnenräder 46 und 47 der Differentialgetriebe. 38 und 45 können über zwei Seilzugeinrichtungen 48 und 49 (die Seilbefestigung ist wie bei Fig. 4 erläutert) und die zugehörigen Kurvenscheiben 50, 51 von einem Differentialgetriebe 52 verstellt werden, so dass also mittels des Handgriffs J ebenfalls eine Verstellung der Potentiometer 10, 11 möglich ist. Die Kurvenseheiben 36, 37 und 50, 51 sind nun derart ausgebildet, dass die gesamte Helligkeit des Bildes in dem oben erwähnten Sinne unabhängig von den Kontrasteigenschaften einreguliert werden kann und umgekehrt. Von den Verstellorganen Hund J ist also der eine dem Bildkontrast und der andere der Bildhelligkeit zugeordnet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fernsehempfänger mit Braunscher Röhre, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung für die Vorspannung der Helligkeitssteuerungselektrode und die Einstellvorrichtung für die Amplitude der an der Helligkeitssteuerungselektrode liegenden vom Bildverstärker gelieferten Spannung miteinander gekuppelt werden, derart, dass sie mittels eines einzigen Verstellorganes beide gleichzeitig reguliert werden können.