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Wiedergabevorrichtung für Farbfernsehbilder Bekannt ist eine Wiedergabevorrichtung
für Farbfernsehbilder, die eine Elektronenstrahlröhre mit untereinander parallel
verlaufenden farbverschiedenen Leuchtstoffstreifen enthält, welche mittels eines
modulierten Elektronenstrahles abgetastet werden, bei welcher Vorrichtung die Bildwiedergabe
rechtwinklig zu der Streifenlängsrichtung mit Hilfe eines rotierenden Trägers stattfindet,
dessen Umdrehungsachse parallel zu der Längsrichtung der Leuchtstoffstreifen verläuft,
und welche Vorrichtung weiter ein Zylinderlinsensystem enthält.
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Dadurch, daß man die Bildwiedergabe in einer Richtung mit Hilfe mechanisch-optischer
Mittel stattfinden läßt, kann eine bedeutend einfachere Kathodenstrahlröhre verwendet
werden als für eine Wiedergabe, bei der der Bildaufbau in zwei rechtwinklig zueinander
stehende Richtungen mit einem modulierten Elektronenstrahl stattfindet. Das verwendete
Zylinderlinsensystem hat zur Aufgabe, eine Vergrößerung des wahrgenommenen Bildes
in einer Richtung, und zwar in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Leuchtstoffstreifen,
zu bewirken.
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Das bekannte System hat jedoch den Nachteil, daß eine verhältnismäßig
starke Bildkrümmung auftritt, welche das einwandfreie Wahrnehmen des erzeugten Bildes
erschwert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei diesem bekannten System
die Bildkrümmung zu verkleinern und zugleich zu einem kompakten Aufbau der Wiedergabevorrichtung
zu kommen.
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Zu diesem Zweck weist die Wiedergabevorrichtung der eingangs erwähnten
Art das Kennzeichen auf, daß die Elektronenstrahlröhre innerhalb des in an sich
bekannter Weise an seiner Oberfläche mit Zylinderlinsen versehenen Trägers derart
angeordnet ist, daß die Leuchtstoffstreifen innerhalb des erwähnten Trägers auf
derjenigen Seite der Trägerachse gelegen sind, die am weitesten von demjenigen Teil
der ganzen Linsenbahn entfernt ist, in dem sich jede Linse bei der Wiedergabe eines
zu beobachtenden Bildes bewegt.
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Dadurch, daß. man die Leuchtstoffstreifen exzentrisch in der angegebenen
Art und Weise innerhalb des Linsenträgers anordnet, wird eine Herabsetzung der Bildkrümmung
erreicht. Als Folge der Tatsache, daß die Elektronenstrahlröhre sich innerhalb des
Trägers befindet, gelangt man zu einer Bauart, die nur wenig Raum beansprucht. Ein
zusätzlicher Vorteil hierbei ist, daß durch die Verwendung nur einer einzigen Kathodenstrahlröhre
bei der Benutzung der Wiedergabevorrichtung weniger Entregelungsmöglichkeiten in
optischer Hinsicht vorhanden sind als in dem Falle, wobei drei oder vier separate
Kathodenstrahlröhren verwendet werden.
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Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Anzahl der von dem Träger
getragenen zylindrischen Linsen drei oder vier beträgt.
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Um Bildverzerrung in der Richtung der Längenausdehnung der Leuchtstoffstreifen
möglichst herabzusetzen, empfiehlt es sich, nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, die Länge der zylindrischen Linsen größer als die Länge der Zeilenabtastung
zu wählen und den Abstand zwischen benachbarten Linsen gleich oder nahezu gleich
der Länge der Bildabtastung zu halten.
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Weiter ist es von Vorteil, in der Nähe des rotierenden Trägers einen
zylindrischen Vergrößerungsspiegel vorzusehen. Ein derartiger Spiegel hat bei passender
Formgebung nicht nur den Vorteil, daß die Bildkrümmung noch weiter herabgesetzt
werden kann, sondern bewirkt auch, daß das Bild in einer Richtung rechtwinklig zur
Drehungsachse der Trommel vergrößert wird, so daß der Benutzer in einer zu klarer
Wahrnehmung geeigneten Oberfläche sehen kann.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung für Fernsehempfänger mit
senkrechter Bildabtastung werden nachstehend beispielsweise näher erläutert an Hand
der in der Zeichnung enthaltenen Figuren.
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In der Zeichnung zeigt.
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F i g. 1 teilweise eine der Erläuterung dienende schaubildliche Ansicht
einer Trägertrommel mit vier zylindrischen Linsen;
F i g. 2 zeigt
die Form und die Stelle des Bildes, das durch Drehung dieser Trommel entsteht; F
i g. 3 zeigt eine Verzerrung des Bildes, und F i g. 4 zeigt Mittel zur Korrektion
dieser Verzerrung; F i g. 5 und 6 zeigen teilweise eine schaubildliche und eine
Seitenansicht einer Trägertrommel nach F i g. 1, wobei jedoch die Zeilenabtast-Lichtquelle
durch den Schirm einer Elektronenstrahlröhre gebildet wird.
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F i g. 1 der Zeichnung zeigt teilweise einen Schnitt, teilweise eine
Ansicht einer vereinfachten Einrichtung mit einer waagerechten Lichtquelle S in
Form eines Streifens innerhalb eines undurchsichtigen, drehbaren Linsenträgers C
zylindrischer Gestalt, in dessen Wand vier horizontale, zylindrische Linsen L mit
kreisförmigem Querschnitt in Form eines Stabes angeordnet sind. Eine Öffnung A ist
in einer Endplatte des Trägers vorgesehen, um die Lichtquelle und/oder deren Träger
hineinzuführen. Der Träger dreht sich mit einer Geschwindigkeit von einem Viertel
der Bildabtastfrequenz, und die Quelle S ist durch jede Linse in Reihenfolge in
einer Richtung von einer Stelle rechts von der Figur her sichtbar. Die undurchsichtige
Wand des Trägers dient als Maske, die verhütet, daß die Lichtquelle S direkt sichtbar
ist. Die Quelle S liefert einen laufenden Lichtpunkt und enthält nicht dargestellte
Mittel zum Erzielen einer verhältnismäßig schnellen, waagerechten Abtastung mit
einer der üblichen Fernseh-Zeilenabtastung entsprechenden Modulation, wobei die
Linsen die verhältnismäßig langsame Bildabtastung zustande bringen.
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F i g. 2 zeigt aufeinanderfolgende Stellungen La
... Le einer Stablinse L, deren Achse sich über eine kreisförmige
Bahn mit der Mitte O bewegt; Le ist die mittlere Stellung. Wenn die Lichtquelle
in der Drehachse O läge, würde das Bild, von einer Stelle rechts von der Figur her
gesehen, in der waagerechten Ebene durch die Achse 0 in ein zylindrisches Bild mit
einer entsprechenden Krümmung umgewandelt werden. Wenn jedoch die Lichtquelle hinter
der Achse O liegt, z. B. in der Stellung S (wie angegeben ist), hat das Bild, von
einem Punkt rechts von der Figur her gesehen, in der waagerechten Ebene OS eine
bedeutend kleinere Krümmung. Dies wird durch die Kurve I angegeben, die sich auf
einen unendlichen Beobachtungspunkt längs OS bezieht, was leichter dargestellt
werden kann. Diese Korrektion wird durch Änderung des Abstandes der Lichtquelle
S von der Linse L erzielt. In jeder Stellung einer Linse wird das Bild
la ... le der Quelle in einem Abstand hinter der Linse erscheinen,
der gleich dem Abstand zwischen der Quelle und der Linse ist. Bei der dargestellten
Einrichtung ändert sich dieser Abstand; er ist im oberen und im unteren Teil der
Linsenabtastbewegung minimal, wobei die Linse den größten Abstand von dem Auge hat.
In der Stellung La der Linse ist der Abstand S-La also gleich La-la und somit
kürzer als der Abstand S-Ld = Ld-Id, entsprechend der mehr zentralen Stellung
Ld der Linse.
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In der Praxis ist festgestellt worden, daß eine ausreichende Korrektion
der Bildkrümmung erhalten werden kann, ohne daß man die Quelle S so weit verschiebt,
wie maximal durch die Rückbewegung der Linsen möglich ist, und es ist erwünscht,
diese Quelle nicht weiter zu verschieben, als notwendig ist, da sonst die Länge
der Linsen vergrößert werden muß, wenn derselbe waagerechte Beobachtungswinkel beibehalten
werden soll.
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Eine weitere Verzerrung tritt ein durch Anwendung einer Lichtquelle
mit endlicher Breite. Dies ist in F i g. 3 angegeben, woraus ersichtlich ist, daß
die Breite der Projektion der Quelle (bei S in Querschnitt angegeben) sich mit der
Linsenstellung infolge perspektivischer Verkürzung ändert, so daß das Bild der Quelle
S in der Mitte (We) des Bildes breiter erscheint als an dem oberen (Wa) oder
unteren Rand. Dieser Fehler läßt sich durch einen angemessenen, nicht kreisförmigen
Querschnitt der Linsen, z. B. einen elliptischen Querschnitt, berichtigen, dessen
größte Achse durch die Drehachse verläuft. Wenn die Quelle S jedoch drei parallele
Farbstreifen auf einer gekrümmten Wand oder Stütze enthält, entsteht eine zusätzliche
Farbverschiebungsverzerrung infolge der differentiellen perspektivischen Verkürzung.
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Im letzteren Falle kann ein einziges Korrektionsmittel nach F i g.
4 für beide Arten von Verzerrung angewandt werden. Wenn eine Quelle mit z. B. roten,
grünen und blauen parallelen Lumineszenzzeilen Sr, Sg, Sb auf einer gekrümmten
oder rohrförmigen Wand T angebracht ist, entsteht, wie vorstehend angegeben ist,
ein schmales Gesamtbild, wenn eine Linse in der äußersten Stellung der Abtastung
ist, so daß eine einzige Zeile dünner erscheint in den äußersten Stellungen als
in der Mitte des Bildes. Außerdem werden die einzelnen Streifen ungleichmäßig verkürzt,
was aus einem Vergleich unkorrigierter Projektionen Wal und Wal ersichtlich
ist; es entsteht somit eine Farbverschiebung von oben nach unten im Bild, wobei
das Rot oben vorherrscht und das Blau auf der unteren Seite. Diese beiden Verzerrungen
können durch Anbringung einer zylindrischen Korrektionslinse Cs verringert werden,
die, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, die Gesamtbildbreite in dem oberen und
unteren Teil mehr vergrößert als die Zunahme in der waagerechten Stellung einer
Abtastlinse (dies ist ersichtlich durch Vergleich von Wä und We'), wobei gleichzeitig
die Breite des Bildes des von der Linse abgewendeten Streifens im Verhältnis zu
der des Farbstreifens nahe der Linse vergrößert wird (dies wird dadurch erwiesen,
daß das Verhältnis von Wal' zu Wal' dem Wert 1. näher kommt als das Verhältnis
zwischen Wal und Wa2).
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Die F i g. 5 und 6 zeigen eine praktische Ausführungsform der Erfindung,
wobei die Zeilenabtast-Lichtquelle S durch eine Gruppe von drei Leuchtstreifen auf
dem Schirm einer Elektronenstrahlröhre T innerhalb des Linsenträgers C gebildet
wird. Eine geeignete Form der Röhre ist die mit einem langgestreckten, rechtwinkligen
Schirm, wie dies angegeben ist. Verschiedene Abmessungen dieser Elektronenstrahlröhre
und des Linsenträger-Trommelsystems werden hier beispielsweise in ungefähren Werten
angegeben: Trommeldurchmesser . . . . . . . . . . . . . 44 cm Durchmesser jeder
Linse . . . . . . . . . . 1 cm Länge der Elektronenstrahlröhre .... 30 cm
Länge des Röhrenhalses . . . . . . . . . . . 10 cm Durchmesser des Röhrenhalses
.. .. . 2,5 cm Länge des Röhrenschirmes . . . . . . . . 40 cm Die Ablenkmittel für
die Bündelbewegung in der Röhre sind schematisch bei Y angedeutet. Indem die
Lichtquelle
auf die angegebene Weise verwendet wird statt des von der Vorderseite der Elektronenstrahlröhre
stammenden Lichtes, ergibt sich eine wesentliche Zunahme des Lichtes. Bei einer
üblichen Röhre ist die nach der Innenseite ausgestrahlte Lichtmenge, d. h. das von
der den Schirm tragenden Glaswand abgewendete Licht, etwa das Zweifache der durch
die Glaswand hindurchgestrahlten Lichtmenge. Das nicht dargestellte Trägermaterial
und die Zuführungsleitung B für die Röhre T sind durch die Öffnung
A geführt.
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Die drei Lumineszenzstreifen, von denen jeder eine Breite von einigen
Millimetern haben kann, können durch drei Elektronenbündel abgetastet werden, welche
die einzelnen Farbstreifen längs nahezu geradliniger Bahnen abtasten, oder sie können
längs geradliniger Bahnen dadurch abgetastet werden, daß sie alle drei durch ein
einziges, einer Nachablenkung unterliegendes Bündel abgetastet werden.
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Die Farbstreifen müssen genau nebeneinanderliegen und gemeinsam das
übliche Auflösungsvermögen nach Farbe und Intensität in der Zeilenrichtung aufweisen.
Die wirkliche Höhe oder Dicke jedes Streifens muß derart sein, daß eine Zeile mit
der richtigen Höhe in dem Bild gebildet wird.
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Obgleich die Zeilen in jeder Einheit eine nahezu feste Stelle einnehmen
können, ist dies nur bedingt der Fall; sie werden vorzugsweise durch eine kleine
Hilfssägezahnspannung innerhalb der gesonderten Lumineszenzstreifen abgelenkt; diese
Spannung läuft zweckmäßig synchron mit der Bildabtastfrequenz, z. B. mit der Frequenz
von 50 Hz bei einem 405-Zeilen-Standard, in welchem Falle also die schon vorhandene
Frequenz verwendet wird. Diese Hilfsabtastung findet in Richtung senkrecht zu den
Leuchtstreifen statt und hat den Zweck, die Leuchtstreifen zu entlasten.
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Die Nachleuchtzeit des Lumineszenzmaterials darf eine Zeit von 100
[sec nicht überschreiten, damit ein Verlust an Auflösungsvermögen in der Bildrichtung
vermieden wird, der auftreten würde, wenn die während vorangehender Abtastperioden
wiedergegebene Information noch während der Abtastung weiterer Zeilen in der sich
vollziehenden Bildabtastung sichtbar wäre.
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Das Material muß außerdem die hohe örtliche Belastung und die Temperaturen
aushalten können, die durch die wiederholte Zeilenabtastung entstehen. Das Material
muß außerdem die Primärfarben aussenden, die zum Erzielen einer hinreichenden Helligkeit
aneinander angepaßt sind.
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Der sich drehende Träger kann mit den Eingangssignalen durch Phasenvergleich
der Sägezahnspannung, die während der Drehung des Trägers erzeugt wird, mit den
Bildsynchronisierimpulsen synchronisiert werden. Jede Phasenänderung kann benutzt
werden, um eine entsprechende Änderung der Sättigung einer durch eine sättigbare
Reaktanz gesteuerten Einrichtung zu erzielen, die einen Induktionsmotor steuert,
der die Trägerwelle antreibt. Die Sägezahnspannung kann durch die Drehung eines
passend gestalteten Rotors auf der Trägerwelle zwischen den Schenkeln eines mit
einer Spulenwicklung versehenen Stators erzeugt werden.