DE1956080A1

DE1956080A1 - Farbfernseh-Wiedergabegeraet mit Laserstrahlen

Info

Publication number: DE1956080A1
Application number: DE19691956080
Authority: DE
Inventors: Dr Felgel-Farnholz Richard Von
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1971-05-13
Also published as: NL7016291A; US3708616A

Description

ill. -Nr. 1331/69 , PLl/ki/Mü

6.11.1969

F J Ii N 3 E II G M Ii M , Darmstadt-, Am Alten Bahnhof 6

Farbfernseh-n/'iedergabegerät mit Laserstrahlen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbfernseh—./iedergabegerät, insbesondere ein solches, mit dem ein Farbfernsehbild auf einem üciiiri; durch Projektion von Lichtstrahlen für mehrere Personen sichtbar gemacht werden kann, und befaßt sich mit der Verwendung von Laserstrahlen zur Urzeugung des Schirmbildes. Es sind bereits eine Anzahl von Vorschlägen zur Schaffung von Wiedergabegeräten mit Laserstrahlen gemacht worden, da heute sehr intensive Strahlquellen von verschiedenen Farben zur Verfugung stehen, so daß auch die Verwirklichung einer Farbbildprojektion durch Verwendung mehrerer komplementärer Farblaserstrahlen möglich wird.

Da Laserstrahlen bisher nicht wie Elektronenstrahlen mit elektrischen oder magnetischen Feldern kontinuierlich abgelenkt werden können, hat man sich zur Erzielung eines Rasterfeldes auf dem Viedergabeschirm aus einander parallel Zeilen gemäß der heutigen Fernsehnorm (z. B. 625 Zeilen, 25 Bildwechsel) der aus den Anfängen der Fernsehtechnik bekannten mechanischen Ablenk— mittel bedient, wie z. B, zweier gekreuzter Polygonspiegel oder einer Veiller»sehen Spiegelschraube.

Durch Durchführung eines Farbfernsehverfahrens könnte man daran denken, entweder die drei zur Erzeugung eines farbigen Bildpunkte; erforderlichen Laserstrahlen durch ein geeignetes Linsensystem konvergent zu machen oder vermittels halbdurchsichtiger Spiegel zu einem einzigen Strahl zusammenzulegen, Wendet man nun bei einem solchen Farbsystem ein bekanntes Modulationssystem zur

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Modulierung der einzelnen Laserstrahlen an, z, B, eine zwischen zwei gekreuzten Polarisatoren angeordnete Kerr—Zeile, so erhalt man einen in der gewünschten Farbe aufleuchtenden Bildpunlct, und durch Ablenken desselben ein Farbbild.

Dieses Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Projektionbildes leidet jedoch an verschiedenen Schwierigkeiten, die vor allem mit der relativ geringen Präzision und den geometrischen Verzerrungen der bekannten mechanischen Ablenkmittel zusammenhängen. Die zur Ablenkung verwendeten Polygonspiegel müssen außerordentlich genau geschliffen und gelagert sein, damit keine unregelmäßigen Zeilen oder Zeilenabstände Vorkommen,, Ferner bedeutet die Erzeugung eines durch Konvergenz mehrerer Strahlen erzeugten Bildpunktes den Aufwand einer relativ kostspieligen Optik oder von genau justierten dichroitischen Spiegeln,

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein Laserstrahlprojektionssystem zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder auf einem Schirm zu verwirklichen, bei dem nur eine relativ einfache Optik und ein mechanisches Ablenksystem mit relativ großen Toleranzen verwendet werden kann»

Das Farbfernseh-Viedergabegerät, welches insbesondere zur Projektion eines Farbfernsehbildes auf einen Schirm geeignet ist, bei dem mehrere im wesentlichen monochromatische Lichtstrahlen intensitätsmoduliert und dann mittels mechanisch bewegter optisoher Umlenkmittel gemeinsam in Zeilenbildrichtung abgelenkt werden, so daß sie auf einem Empfangssphirm ein Raster besohreiben, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Ablenkung parallel ausgerichteten Strahlen an drei benachbarten Stellen auf dem Schirm auftreffen, und daß die aus der Verschiebung der Lichtpunkte auf dem Schirm resultierende Farbverfälschung mit Hilfe von mit den Modulationseinrichtungen für die einzelnen Lichtstrahlen verbundenen regelbaren Laufzeitketten ausgeglichen werden, derart, daß simultane Farbsignale im Bereich eines Bildpunktes des Schirms wiedergegeben v/erden. Durch

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ciiese ilaßnalune wird der Vorteil erzielt, daß ein dichroitisches Spiegelsystem entbehrlich ist, und daß die feinmechanische I'räzision der mechanischen Ablenkmittel nur so groß zu sein braucht, daß die Auftreffpunkte der einzelnen Strahlen auf dem •Schirm einige Bildptmktbreiten zueinander benachbart sind. Diese Verschiebungen kann man nun durch Einstellung der den Modulationseinrichtungen vorgeschalteten Laufzeitketten von Hand so kompensieren, daß die zugehörigen Farbsignale eines^ Bildpunktes statt an verschiedenen Orten nunmehr an einem Ort, bzw. im Bereich eines einzigen Bildpunktes, erscheinen,

iJin \veiterer Vorteil besteht darin, daß auch die geometrischen Verzerrungen, welche durch das mechanische Ablenksystem bedingt sind (z. B. der Tangensfehler), durch Steuern der Laufzeitketten wesentlich verringert werden können,, Zu dem Zwecke kann man von mit den Achsen der Polygonspiegel verbundenen Generatoren Spannungen ableiten, welche den Laufzeitketten zugeführt werden -und durch periodische Variation der Laufzeiten den Zeitpunkt eines sonst verlagerten Bildpunktes so verschieben, daß dadurch der geometrische Eindruck des Bildes verbessert wird»

Ijs ist sowohl möglich, die drei Auf treff punkte der Strahlen längs

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einer Zeile alsVin anderer durch die besondere Geometrie oder die Farbaufnalunebedingungen gegebenen ./eise anzuordnen. So kann es auch nützlich sein, die Auftreffpunkte der Strahlen übereinander in drei Zeilen anzubringen. In diesem Fall muß die von den Laufzeitketten bewirkte Verzögerung etwa 1 bzw. 2 Zeilen--Perioden betragen. Die Parallelrichtung der Strahlen vor dem Auftreffen auf die Ablenkeinheiten, mit welcher auch die Anordnung der drei Strahlen zueinander verbunden ist, kann z. B. dadurch erzielt werden, daß die Strahlen mit Hilfe einer großen Sammellinse auf einem Punkt fokussiert und vor dem Brennpunkt mittels einer kleinen Zerstreuungslinse parallel gerichtet \.orden. Durch diese optische .Anordnung wird die Lage der drei Laserstrahlquellen in erheblich verkleinertem Maßstab auf dem

reproduziert. Man hat es daher in dor Hand, durch

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Verschieben der drei Laserstrahlenquellen samt ihren Modulations einrichtungen die gewünsohte Konfiguration der Auftreffpunkte auf den Schirmen einzustellen*

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches in der Begleitzeichnung dargestellt ist.

In dieser Figur sind R, G, B die drei Laserstrahlquellen, die untereinander auf eine möglichst genaue Parallellage der Strahlen justiert sind. Diese Strahlen passieren je eine Modulationseinrichtung Mp, Mq, Mb und treten dann in das Verkleinerungssystem, bestehend aus der Sammellinse L^ und der Zerstreuungslinse L₂, ein. Dieses Strahltripel wird dann an den Spiegeln der mechanisohen Zeilen-, bzw» Bildablenkvorrichtung, reflektiert und gelangt auf den Betrachtungssohirm S. In der Figur ist von dem in Zeilenrichtung ablenkenden Polygon nur ein Spiegel P in zwei Stellungen P., und P₂ dargestellt.

Als Vertikalablenksystem dient ein achtflächiges Polygon Q, welshes in eiser^r7>jelctIöir^6Tfi^^
gestellt ist.

Durch diese Fokussierung und Ablenkung entstehen auf dem Schirm je nach der Stellung des Polygonspiegels P., P₂ die Auftreffpunkte r^, g_i# b^, bzw. r₂, g₂, b₂. Weitere Zwischenstellungen bei anderen Winkeln des Polygonspiegels P ergeben sich ohne weiteres aus der Betrachtung der Zeichnung- ■— -.—

Infolge des Auseinanderliegens der drei Auftreffpunkte r, g, b werden die drei Farbauszüge längs einer Zeile, jedoch um kleine Abstände gegeneinander verschoben aufgezeichnet. Ein derartiger Bildeindruck wäre außerordentlich störend, vor allem würde an den Rändern von farbigen Objekten unnatürliche Farbübergänge entstehen. Zur Vermeidung dieser Störungen sind in die Zuleitungen zu den Modulationsrichtungen M_R, M_ß Laufzeitketten U und V ein-

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geschaltet, Durch diese Laufzeltketten wird der Bildinhalt der in Abtastriohtung nacheilenden Zeilen um soviel verzögert, wie der jeweils nacheilende Strahl benötigt, um einen vom ersten voreilenden Strahl getroffenen Bildpunkt auf dem Projektionsschirm zu erreiohen. Damit werden die Farbfehler an den Rändern farbiger Objekte praktisch beseitigt*

Wie aus der Figur erkennbar ist, liegen die Auftreffpunkte r^, ^gl» ^bl ^{in der Mi}**^{e des} Bildes näher beisammen als die Auftreffpunkte r₂, g₂, b₂ am Rande des Bildes, Dieser Fehler kann duroh automatische Laufzeitsteuerung der Verzögerungsleitungen U₁ V ausgeglichen werden, indem man die Laufzeit mittels einer vom Antriebsystem des Polygonspiegels P und gegebenenfalls Q abgeleiteten Spannung gegenläufig variiert.

An den äußersten Seitenrändern des Bildes können einer oder auch zwei der Auftreffpunkte durch Ausblendung versohwinden, so daß dort keine Mischfarbe mehr gebildet werden kann. Diese Ränder sind jedooh so schmal, daß sie in die sogenannte Austastlücke mit einbezogen werden können.

Wenn as üärum geht, auch den Tangensfehler der Rastergeometrie zu korrigieren, so wird vorteilhaft auch in die Zuleitung der Modulationseinrichtung M_p eine steuerbare Verzögerungsleitung eingeführt, so daß nun alle drei Strahlen durch geeignete, vom Ablenkwinkel abhängige Spannungen hinsiohtlioh ihrer Modulation so beeinflußt werden, daß der Tangensfehler im wesentlichen Maße verringert wird. _

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Claims

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Patentansprüche

Farbfernseh-rfledergabegerät, insbesondere zur Projektion eines Farbfernsehbildes auf einen Schirm, bei dem mehrere im wesentlichen monochromatische Liohtstrahlen durch den einzelnen Farbarten zugeordnete Signale intensitätsmoduliert und dann mittels mechanisch bewegter optischer Umlenkmittel gemeinsam in Zeilen- und Bildrichtung abgelenkt werden, so daß sie auf einem Empfangsschirm ein Raster beschreiben, dadurch gekennzeichnet, daß die monochromatischen Strahlen, vorzugsweise Laserstrahlen, vor der Ablenkung parallel ausgerichtet sind und an drei verschiedenen Orten auf den Sohirm auftreffen, und daß die durch die Verschiebung der Lichtpunkte auf dem Schirm resultierende Farbverfälschung mit Hilfe von mit den Modulationseinrichtungen für die einzelnen Liohtstrahlen verbundenen regelbaren Laufzeitketten derart ausgegliechen werden, daß simultane Farbsignale an einem Ort des Schirmes im Bereioh eines Bildpunktes wiedergegeben werden.

~2v- Fernsehwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgrößen an den Laufzeitketten durch von der Winkelstellung wenigstens eines der Ablenkmittel abhängige Spannungen gesteuert werden, derart, daß der Einfluß mechanischer Fehler der Ablenkmittel verringert, vorzugsweise ausgeglichen wird.

3. Fernsehwiedergabegerät nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet daß die Regelgröße!: an den Laufzeitketten durch von der Vfinkelstellung wenigstens eines der Ablenkmittel abhängige Spannungen gesteuert werden, derart, daß im Fernsehbild vorhandene geometrische Verzerrungen verzögert werden.

4. Fernsehwiedergabegerät nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet_t daß die Strahlen in einer Ebene parallel liegen, welche senkrecht zur Zeilenriohtung ist.

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5. Fernsehwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen in einer Ebene parallel liegen, welche parallel zur Zeilenrichtung ist.

6. Fernsehwiedergabegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Parallelrichtung der Strahlen eine Kombination einer konvexen und einer konkaven Zylinderlinse dient, derart, daß der Abstand der einzelnen Strahlen
voneinander nur wenige Bildpunkte beträgt.

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