DE1249325B - Schaltungsanordnung :ur raumlichtabhängigen Steuerung des Contrastes und der Helligkeit in einem ernsehempfänger - Google Patents

Description

DUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche KL: 21 al - 33/51

Nummer: 1249 325

Aktenzeichen: R 31730 VIII a/21 al

Anmeldetag: 20. Dezember 1961

Auslegetag: 7. September 1967

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Kontrastes und der Helligkeit eines von einer Kathodenstrahl-Bildröhre eines Fernsehempfängers wiedergegebenen Bildes in Abhängigkeit von der Umgebungsbeleuchtung, mit einem Videoverstärker, der über einen Arbeitskreis mit einem positiven Pol einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist, und mit einem lichtempfindlichen Widerstand, der sowohl in einem eine Gleichvorspannung einer Steuerelektrode der Bildröhre bestimmenden Gleichstromkreis als auch in einer Kopplungsschaltung zwischen dem Videoverstärker und der Steuerelektrode der Bildröhre liegt.

Wird ein Fernsehbild zu verschiedenen Zeiten unter verschiedenen Lichtverhältnissen betrachtet, kann die Kontrast- und Helligkeitseinstellung, die für bestimmte Lichtverhältnisse geeignet war, für andere Verhältnisse nicht mehr zufriedenstellend sein. So wirkt z. B. ein Bild, dessen Kontrast und Helligkeit in einem verdunkelten Raum annehmbar sind, im Tageslicht blaß und flach, d. h., es hat zu wenig Kontrast, und ist nicht hell genug. Es kommt auch häufig vor, daß sich die Umgebungsbeleuchtung ändert, während der Empfänger in Betrieb ist. Der Benutzer muß daher häufig Helligkeit und/oder Kontrast in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen nachstellen, um Helligkeit und Kontrast den veränderten Verhältnissen anzupassen.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist es bereits bekannt, den Kontrast und die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes mittels eines auf die Umgebungsbeleuchtung ansprechenden lichtempfindlichen Widerstandes automatisch zu steuern. Bei einer bekannten Schaltung dieser Art ist zwischen die Anode der Videoendröhre und Masse ein Widerstandsspannungsteiler geschaltet, der zwei Abgriffe aufweist. Der der Anode nähere Abgriff ist über einen weiteren Widerstand mit einer Anodenspannungsquelle verbunden, während an den näher an Masse liegenden Abgriff die Kathode der Bildröhre angeschlossen ist. Der auf die Umgebungsbeleuchtung ansprechende, ,lichtempfindliche Widerstand ist direkt zwischen die Anode der Videoendröhre und die Kathode der Bildröhre geschaltet.

Nachteilig an der bekannten Schaltung ist, daß der das Videosignal führende Stromkreis und der die Vorspannung der Bildröhre mitbestimmende Gleichspannungskreis nicht unabhängig voneinander sind, so daß eine mehr oder weniger starke gegenseitige Abhängigkeit von Helligkeit und Kontrast besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs Schaltungsanordnung zur raumlichtabhängigen
Steuerung des Kontrastes und der Helligkeit
in einem Fernsehempfänger

Anmelder:

Radio Corporation of America,

New York, N. Y. (V.. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,

München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Lucius Ponder Thomas, Indianapolis, Ind.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Dezember 1960
(79 853)

genannten Art anzugeben, bei der die Helligkeitssteuerung und die Kontraststeuerung unabhängig voneinander einjustierbar, gleichzeitig jedoch durch einen einzigen Photowiderstand in Abhängigkeit von' der Umgebungsbeleuchtung steuerbar sind.

Dieses Ziel wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der lichtempfindliche Widerstand in Reihe mit einem einstellbaren Kontrastpotentiometer dem Arbeitskreis des Videoverstärkers parallel geschaltet ist, daß das Potentiometer gleichstromfrei mit der Steuerelektrode der Bildröhre gekoppelt ist und daß der den lichtempfindlichen Widerstand enthaltende und die Vorspannung der Steuerelektrode bestimmende Gleichstromkreis unabhängig von der Einstellung des Kontrastpoteniometers ist.

Bei dieser Schaltung werden gleichzeitig noch die bekannten Vorteile einer gleichstromfreien Ankopplung des Videosignals ausgenutzt.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei bedeutet

Fig. 1 ein Schaltbild eines Teiles eines Fernsehempfängers mit einer automatischen Helligkeits- und Kontrastregelung gemäß der Erfindung und

Fi g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise" des lichtempfindlichen Widerstandes, der in der Schaltung nach Fig. 1 enthalten ist.

709 640/382

Der in F i g. 1 dargestellte Fernsehempfänger enthält eine Quelle 10 für ein Signalgemisch, die ein Videosignal an ein Steuergitter 12 einer Videoverstärkerröhre 14 liefert. Die Quelle 10 für das Signalgemisch kann der Videodemodulator eines üblichen Fernsehempfängers sein, und die der Videoverstärkerröhre zugeordneten Schaltungsanordnungen können in beliebiger, bekannter Weise ausgeführt sein.

Die Vorspannung für eine Kathode 18 der Verstärkerröhre 14 wird durch eine Kathodenkombination 16 aus einem Widerstand und einem Kondensator, die parallel zwischen die Kathode und Masse geschaltet sind, erzeugt. Eine Anode 20 der Röhre 14 ist über eine Zwischenträgertonfalle 26, die mit einem Arbeitswiderstand 21 in Serie geschaltet ist, mit dem positiven Pol +S einer Betriebsspannungsquelle verbunden. Der Ärbeitswiderstand 21 enthält einen Änodenwiderständ 22, der mit einer Hochfrequenz-Versteilerungsspule 24 in Serie geschaltet ist.

Das durch die Röhre 14 verstärkte Signalgemisch liegt am Arbeitswiderstand 21. Wird nach dem Differenzträgerverfahren gearbeitet, so enthält das Videosignal auch das mit der Toninformation modulierte Differenzträgersignal. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung wird das Differenzträger-Tonsignal durch die Tonfalle 26 gesperrt und erscheint nicht im Videoärbeitskreis .21. '

Ein Schirmgitter 36 der Videoverstärker 14 erhält eine Gleichspannung über ein .RC-Netzwerk 38, das zwischen das Schirmgitter 36 und einen Verbindungspunkt zwischen einem Potentiometer 28 und einem Begrenzurigswiderständ 30 eingeschaltet ist. Das Schirmgitter 36 ist außerdem zur Ableitung der Videofrequenzen durch einen Kondensator 40 mit Masse verbunden. ■·.■:.

Der Kontrast eines Fernsehbildes wird durch Änderung der Amplitude, der der Kathodenstrahlröhre zugeführten Videowechselspannung gesteuert. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt eine manuelle und automatische Kontraststeuerung durch ein Kontrasteinstellpotentiometer 28, das in Reihe mit einem Begrenzungswiderstand 30 und einem lichtempfindlichen,. Widerstand 32 parallel zum Videoarbeitskreis 21 geschältet ist. Der Widerstandswert des lichtempfindlichen Widerstandes 32 ändert sich in Abhängigkeit· von der Intensität des auf ihn fallenden Lichtes. Zur Einstellung des wirksamen Bereiches ist der lichtempfindliche Widerstand 32 mit einem Parallelwiderstand 34 überbrückt.. Das Videosignal erscheint am. Kontrastpotentiometer 28 und wird von einem Schleifer 42 des Potentiometers 28 über eine Hochfrequenz-^Versteilerungsschaltung 44 und einen Koppiungskondensator 46 einer Kathode 48 der Bildwidergaberöhre 50 zugeführt. : .. >. . Die Helligkeit eines Fernsehbildes wird durch die Gleichvorspannung zwischen der Kathode und dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre bestimmt. Es kann· also die Spannung .der Kathode und/oder des Steuergitters zur Steuerung der Helligkeit verändert werden. Um eine Einstellung des normalen Hellig-; keitspegels von Hand, zu ermöglichen, sind das Steuergitter 49 und. »ein. Schirmgitter 70 -der Kathodenstrahlröhre 50, mit einer von Hand einstellbaren Helligkeitssteuerungsscfiajtung verbunden,, die einen Begrenzungswiderstan^ 67; ein erstes iHelligkeitspotentiometer 68.4, ;: einen zweiten Widerstand 69 und ein .^zweites H^lligkeitspotentiometer 68 S enthält, die in der , angegebenen Reihenfolge in .RU zwischen den positiven Pol +B der Betriebsspannungsquelle und Masse geschaltet sind. Das Steuergitter 49 ist an den Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Widerstand 69 und dem zweiten Helligkeitspotentiometer 685 und das Schirmgitter 70 ist an den Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Widerstand 69 und dem ersten Helligkeitspotentiometer 68 A angeschlossen.

Die Helligkeitpotentiometer 68^4, 68 B haben denselben Widerstandswert und sind so mechanisch miteinander gekuppelt, daß bei Vergrößerung des Widerstandswertes des einen Potentiometers, z. B. des Potentiometers 68^4, der Widerstandswert, des

„ anderen Potentiometers, z. B. des Potentiometers 68 B, um denselben Betrag verringert wird. Der Strom durch die von Hand einstellbare Helligkeitssteuerschaltung ändert sich also nicht, wenn die Potentiometer 68 A, 68 B verstellt werden, und der Spannungsabfall am zweiten Widerstand 69 und da-

ao mit die Spannung zwischen Steuergitter 49 und Schirmgitter 70 bleibt konstant. Die Spannung an den Helligkeitspotentiometern ändert sich jedoch derart, daß die Vorspannungen des Steuergitters 49 und des Schirmgitters 70 in gleicher Weise bezüglich der Kathode geändert werden, so daß sich dadurch auch die

, Helligkeit des Bildes ändert. Die Kathodenstrahlröhre 50 ist außerdem mit den üblichen Betriebsund Ablenkkreisen versehen, die jedoch der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.

Der lichtempfindliche Widerstand 32 ist außerdem

. . mit einem zweipoligen Umschalter 58 verbunden, der zwei Teile 60, 62 umfaßt und es gestattet, den Widerstand 32 außer Betrieb zu setzen. Der erste Schalterteil 60 schließt den lichtempfindlichen Widerstand 32

in der »Äus«-Stellung des Schalters kurz. Der zweite

. Schalterteil 62 verbindet das nichtgeerdete Ende von Spannungsteilerwidersjtänden 52, 54 mit der oberen Klemme des lichtempfindlichen Widerstandes 32, wenn sich der Schalter in der »Ein«-Stellung befindet,

oder in der »Aus«-Stellung mit einer Klemme eines Kopplungswiderstandes 56. Der Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände 52, 54 ist direkt mit der Kathode 48 der Bildröhre 50 verbunden. Die andere Klemme des Kopplungswiderstandes 56 ist an einen Verbindungspunkt eines zweiten Spannungsteilers mit Widerständen 64, 66 verbunden, die parallel zur Serienschaltung aus Kontrastpotentiometer 28 und Begrenzungswiderstand 30 liegen.

Die beweglichen Umschaltkontakte der Schalter-

\
5cJ| teile 60, 62 sind mechanisch miteinander gekoppelt

und in Fig. 1 in der »Ein«-Stellung dargestellt, in der die selbsttätige Helligkeits- und Kontrastregelung in Betrieb ist. In der »Aus«-Stellung der beweglichen Kontakte ist die automatische Helligkeits- und Kon-

traststeuerschaltung außer Funktion. .. ..

Die beschriebene selbsttätige Kontrast- und Helligkeitsregelung arbeitet folgendermaßen: Der Schalter 58 soll sich in der »Ein«-Stellung befinden. Der lichtempfindliche Widerstand 32 liegt dann in Reihe mit dem Kontraststeuerpotentiometer 28 parallel zum , Videoarbeitskreis 21. Die Kennlinie 72 des lichtempfindlichen Widerstandes ist in Fi g. 2 dargestellt. Auf der Ordinate des doppelt logarithmischen Diagramms ist der Widerstand in Ohm; auf der Abszisse der Be-, leuchtungsstärke in Lux aufgetragen.. Bei hoher Be-

,,_: leuchtungsstärke ist■ der Widerstandswert des lichtempfindlichen Widerstandes ziemlich klein. Bei einer Beleuchtungsstärke von 5000, Lux „sind typische.

Claims (1)

1. 5 6

   Widerstandswerte etwa 40 Ohm, während der Wider- Spannung an der Kathode 48 wird dadurch positiver,

   stand bei schwacher Beleuchtung zwischen etwa 3000 und zwischen dem Steuergitter 49 und der Kathode

   und 4000 Ohm liegt. Der Wechselstromwiderstand 48 tritt eine höhere Vorspannung auf, die eine Ver-

   der Einrichtung, der nicht-dargestellt ist, liegt etwas ringerung der Bildhelligkeit zur Folge hat.

   über dem Gleichspannungswiderstand und ändert 5 Es sei nun angenommen, daß sich der Schalter 58

   sich in entsprechender Weise mit der Beleuchtungs- in der »Aus«-Stellung befindet. Der erste Schalterteil

   stärke. . 60 schließt den lichtempfindlichen Widerstand 32

   Bei hoher Intensität des auf den Widerstand 32 und den Widerstand 34 kurz. Die Videosignale gelan- und den Bildschirm der Röhre fallenden Lichtes, das gen direkt von der Anode 20 der Videoverstärkerin Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet ist, und wenn io röhre 14 über die Tonfalle 26 zum Kontrastpotentioder Kontrast des Bildes erhöht werden soll, ist der meter 28. Etwaige Änderungen des Widerstandswer-Widerstandswert des lichtempfindlichen Widerstan- tes des lichtempfindlichen Widerstandes 32 in .^Abdes32 ziemlich klein, und praktisch das ganze an der hängigkeit von Schwankungen der Beleuchtungs-Anode 20 der Verstärkerröhre 14 zur Verfügung stärke bleiben ohne Einfluß auf die Schaltungsanordstehende Videosignal fällt am Kontrastpotentiometer 15 nung. Der Kontrast ist nun ausschließlich durch Ver-28 ab. Eine gegebene Einstellung des Schleifers 42 stellung des Schleifers 42 des Potentiometers28 von' des Potentiometers 28 liefert praktisch ein Video- Hand steuerbar

   signal derselben Amplitude an die Kathodenstrahl- Wenn sich der Schalter 58 in der »Aus«-Stellung röhre 50, als wenn der lichtempfindliche Widerstand -befindet, verbindet der Schalterteil 62 außerdem den 32 nicht vorhanden wäre. Wenn andererseits bei 20 Kopplungswiderstand 56 mit dem aus den Widerschwacher Beleuchtung ein geringerer Kontrast er- ständen 52, 54 bestehenden Spannungsteiler. Das anwünscht ist, wird der Widerstandswert des lichtemp- dere Ende des Kopplungswiderstandes 56 ist mit findlichen Widerstandes 32 groß, und ein nennens- einem Spannungsteiler verbunden, der aus den Wiwerter Teil des Videosignals fällt an ihm ab, wodurch derständen 64, 66 besteht, die direkt parallel zur der Betrag des am Kontrastpotentiometer 28 abfal- 25 Videoarbeitsschaltung 21 liegen, da der lichtempfindlenden Videosignals entsprechend verringert wird. liehe Widerstand 32 nun durch den Schalterteil 60 Hierdurch wird die Amplitude der der Kathode 48 kurzgeschlossen ist. Dementsprechend wird der Kader Bildröhre 50 bei einer bestimmten Einstellung thode 48 eine Gleichvorspannung zugeführt. Die des Schleifers 42 des Potentiometers 28 zugeführten Höhe dieser Spannung wird durch die Bemessung der Videosignale verringert, und der Kontrast des auf 30 Widerstandswerte der Spannungsteilerwiderstände 64, dem Bildschirm der Röhre 50 wiedergegebenen Fern- 66 und 52, 54 bestimmt. Sie dient dazu, die Aussehbildes wird entsprechend kleiner. schaltung des lichtempfindlichen Widerstandes 32

   Gleichzeitig mit der oben beschriebenen automa- aus der Schaltungsanordnung zu kompensieren, da tischen Kontrastregelung wird auch die Spannung der dessen Widerstand in der' »Ein«-Stellung des Schal-Kathode 48, die mit dem Verbindungspunkt der ersten 35 ters die normale Gleichvorspannung der Kathode bebeiden Spannungsteilerwiderstände 52, 54 verbunden einflußt. In der Praxis wird daher der Widerstand 66 ist, automatisch gesteuert, da diese Spannungsteiler- gleich einem mittleren Widerstandswert des lichtempwiderstände nun über den Schalterteil 62 mit dem findlichen Widerstandes 32 bemessen. Ein Umschal-Verbindungspunkt zwischen dem lichtempfindlichen ten des Schalters 58 in die »Aus«-Stellung verursacht Widerstand 32 und dem Potentiometer 28, die sich 40 daher bei normalen Beleuchtungsverhältnissen keine ebenfalls innerhalb einer Gleichspannungs-Potentio- plötzliche Helligkeitsänderung des Bildes,
   meterschaltung befinden, verbunden sind. Das Ende Der Widerstand 34, der parallel zum lichtempfinddes Videoarbeitskreises 21, das der Klemme +B der liehen Widerstand 32 liegt, dient dazu, den normalen Betriebsspannungsquelle am nächsten benachbart ist, Bereich der Widerstandsänderungen des lichtempstellt die Seite hohen Gleichspannungspotentials dar; 45 findlichen Widerstandes 32 so zu ändern, daß die das Ende, das der Anode 20 der Röhre 14 am nach- Widerstandsänderung für die automatische Kontraststen benachbart ist, ist die Seite niedrigsten Gleich- und Helligkeitsregelung geeignet ist. Der Widerstand Spannungspotentials. Bei einem hohen Pegel der Be- 34 kann entfallen, wenn der Widerstandsbereich des leuchtungsstärke hat der lichtempfindliche Wider- lichtempfindlichen Widerstandes 32 ohne Korrektustand 32 einen verhältnismäßig geringen Wider- 50 ren geeignet ist.

   standswert, und es fällt nur wenig Gleichspannung an Um zu gewährleisten, daß der lichtempfindliche ihm ab. Dadurch wird das verhältnismäßig niedrige Widerstand 32 derselben Beleuchtung ausgesetzt ist Gleichspannungspotential an der Anode 20 der Vi- wie die Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre 50, wird deoverstärkerröhre 14 an die Spannungsteilerwider- er am besten in der Vorderwand des Empfängergestände 52, 54 gelegt und damit auch an die Kathode 55 häuses angeordnet. Der lichtempfindliche Widerstand 48 der Kathodenstrahlröhre 50. Hierdurch ergibt sich 32 führt jedoch Videosignale, und es kann daher eine hohe Bildhelligkeit, da die Spannung der Ka- zweckmäßig sein, ihn in der Nähe der Videoschaltunthode 48 dann in derselben Größenordnung liegt wie gen im Inneren des Gehäuses anzuordnen. In solchen die Spannungen, die den Gittern durch die zugehöri- Fällen wird ein geeigneter Lichtleiter, wie z.B. ein gen Spannungsteiler zugeführt werden. 60 Polymethacrylsäureesterstab, vorgesehen, der das

   Bei kleiner Beleuchtungsstärke steigt jedoch der Licht von der Vorderwand des Gehäuses zu dem im Widerstandswert des lichtempfindlichen Widerstan- Inneren des Gehäuses angeordneten lichtempfinddes 32 an, und der Gleichspannungsabfall an diesem liehen Widerstand 32 leitet.
   Widerstand steigt, so daß der Verbindungspunkt zwischen dem Potentiometer 28 und dem lichtempfind- 65 Patentanspruch:
   liehen Widerstand 32 stärker positiv wird, d. h.

   gleichspannungsmäßig mehr an das Potential der Schaltungsanordnung zur Steuerung des Kon-Klemme +B der Betriebsspannungsquelle rückt. Die trastes und der Helligkeit eines von einer Ka-

   thodenstrahl-Bildröhre eines Fernsehempfängers wiedergegebenen Bildes in Abhängigkeit von der Umgebungsbeleuchtung, mit einem Videoverstärker, der über einen Arbeitskreis mit einem positiven Pol einer Betriebsspannungsquelle verbunden ist, und mit einem lichtempfindlichen Widerstand, der sowohl in einem eine Gleichvorspannung einer Steuerelektrode der Bildröhre bestimmenden Gleichstromkreis als auch in einer Kopplungsschaltung zwischen dem Videoverstärker und der Steuerelektrode der Bildröhre liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Widerstand (32) in Reihe mit einem

   einstellbaren Kontrastpotentiometer (28) dem Arbeitskreis (21) des Videoverstärkers (14) parallel geschaltet ist, daß das Potentiometer (28) gleichstromfrei mit der Steuerelektrode (48) der Bildröhre (50) gekoppelt ist und daß der den,lichtempfindlichen Widerstand (32) enthaltende und die Vorspannung der Steuerelektrode (48) bestimmende Gleichstromkreis (28, 30, 32, 34; 52, 54) unabhängig von der Einstellung des Kontrastpotentiometers (28) ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 1247855.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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