DE1961940C3

DE1961940C3 - Projektionsanordnung für Farbfernsehen

Info

Publication number: DE1961940C3
Application number: DE1961940A
Authority: DE
Inventors: Walter Thompson London Welford
Original assignee: Harries Electronics Corp Dothan Ala (vsta)
Current assignee: Harries Electronics Corp Dothan Ala (vsta)
Priority date: 1968-12-10
Filing date: 1969-12-10
Publication date: 1979-08-30
Also published as: BR6914882D0; NL6918416A; DE1961940B2; US3634617A; FR2025773A1; BE742901A; CA926993A; GB1235344A; DE1961940A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsanordnung für Farbfernsehen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs

1. w]

Eine derartige Projektionsanordnung ist in der DE-AS 12 6°> 386 beschrieben. Bei ihr sind die Schirme der verschiedenen Bildwiedergaberöhren zur Achse eines gemeinsamen Schirmes geneigt, auf welehem die verschiedenfarbigen Einzelbilder überlagert werden. h^r. ei einer derartigen Überlagerung von Einzelbildern inu normalerweise eine trapezförmige Verzeichnung auf. Um diese auszuräumen, is¹ bei der bekannten Projektionsanordnung ein lichtdurchlässiges Korrektureleraent vorgesehen, das eine Mehrzahl unterschiedlich geneigter Facetten aufweist

Derartige Projektionsanordnungen haben gegenüber herkömmlichen Farbfernsehröhren mit drei Elektronenkanonen und einem die verschiedenen Phosphore tragenden Schirm den Vorteil einfacherer Herstellung und besserer Farbreinheit.

Die bekannte Projektionsanordnung hat ein Korrekturelement mit radial verlaufenden Facetten, deren Oberflächenneigung und deren Dicke sich in komplizierter Weise ändert

Es ist ferner bekannt (US-PS 3015691), bei derartigen Projektionsanordnungen mit zur Achse eines gemeinsamen Schirmes geneigten Bildwiedergaberöhren die trapezförmige Bildverzeichnung durch Überlagerung eines Korrekturüignals über die Ablenksignale der Bildwiedergaberöhren zu erzielen. Ein derartiges Korrektursignal hai aber sehr komplizierte Form, und in der Praxis können auf diese Weise die Bildverzeichnungen nicht zufriedenstellend ausgeräumt werden. So führt z. B. jede Änderung in der Netzspannung nicht nur zu Intensitätsänderungen und Abmessungsänderungen des Bildes, sondern auch zu einer Verzeichnung.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Projektionsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weitergebildet werden, daß einerseits die Größe der erforderlich werdenden Korrektur vermindert wird und andererseits das Korrekturelement einfachere Geometrie hat.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Projektionsanordnung gemäß Anspruch 1.

Die Verminderung des Ausmaßes der erforderlichen Korrektur bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ist auf die speziell angegebene räumliche Anordnung der verschiedenen Bauteile zurückzuführen. Die erforderliche Neigung der Facetten des Korrekturelementes kann dadurch reduziert werden, daß die Länge der Projektionsanordnung vergrößert wird. Damit wird der Neigungswinkel der einzelnen Bildwiedergaberöhren zur Achse des gemeinsamen Bildschirmes verkleinert, wodurch eine etwa noch verbleibende Restverzeichnung vermindert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung können die verschiedenen Abschnitte des Korrekturelementes, die den verschiedenen Bildwiedergaberöhren zugeordnet sind, einfacher hergestellt werden. Bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung sind die verschiedenen Korrekturelemente zu einer einzigen lichtdurchlässigen Korrekturplatte zusammengefaßt, die schräg auf den Achsen aller Bildwiedergaberöhren steht. Eine derartige Korrekturplatte läßt sich nicht nur einfacher herstellen, sie kann auch einfacher montiert werden als die einzelnen radialsymmetrischen Korrekturplatten der Projektionsanordnung nach der DE-AS 12 69 386. Trotzdem wird mit der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung gleichermaßen eine trapezförmige Bildverzeichnung ausgeräumt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird Hie trapezförmige Rilrlverreichniing bei erheblich verminderten Werten für die Neigungen und Oberflächendiskontinuiläten der Korrekturplatte ·.■'•halten.

Nachstehend wird die F.rfindung anhand eines Alisführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung der beiden Röhren und der Korrekturplatte gegenüber dem Bildschirm,

F i g. 2 die Form der Korrekturplatte,

F i g. 3 einen einzigen Abschnitt der Korrekturplatte in größerem Detail,

Fig.4 eine Endansicht des in rig.3 gezeigten Abschnittes,

F i g. 5 ein Diagramm der Konturen eines Abschnittes der Platte vor der Formgebung ihrer Enden and

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer Korrekturplatte mit vier Abschnitten.

Bei dem in den F i g. 1 — 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Röhren um die Achse eines gebogenen Bildschirmes so angeordnet, daß sie bei Blickrichtung von dem Bildschirm entlang der Bildschirmachse unter Winkeln von 21° zueinander erscheinen. Fig. 1 zeigt schematisch in Seitenansicht einige Teile des optischen Projektionssystems von zwei der Röhren 2 und 4 zusammen mit der Korrekturplatte 6 und dem Bildschirm 8. Fig.2 zeigt eine Endansicht der Anordnung von einem Punk» hinter dem Bildschirm aus. Daher ist in F i g. 1 der Winkel zwischen der Achse der oberen Röhre 2 und Richtung der Bildschirmachse richtig dargestellt Eine Linie, die die Achse mit der Achse der unteren Röhre 4 verbindet, würde schräg zu der Zeichenebene verlaufen und daher ist der in F i g. 1 gezeigte Winkel nur die Komponente in der Zeichenebene.

Es ist noch eine dritte Röhre vorhanden, die in F i g. 1 nicht gezeigt ist, da sie direkt hinter der Röhre 4 liegt. Diese drei Röhren werden von einer herkömmlichen Farbfernseh-Empfängerschaltung 9 gespeist.

Bei jeder Röhre sind innerhalb der Röhre ein Phosphorschirm 10 und ein konkaver Reflektor 12 und außerhalb der Röhre eine optische Blende bzw. Begrenzung 14 und ein Meiniskus 16 gezeigt. Der konkave Spiegel hat eine mittige öffnung, damit der von einer Quelle an der Rückseite der Röhre kommende Elektronenstrahl den Phosphorschirm 10 erreichen kann. Die reflektierende Seite des Spiegels 12 ist dem Phosphor 10 zugekehrt, so daß das von letzterem kommende Licht von dem konkaven Spiegel an dem Phosphorschirm vorbei und durch die optische Begrenzung 14 und dem Meiniskus 16 zurückreflektiert wird. Der Phosphorschirm 10 hat eine geringe Neigung (etwa 1° in dem gezeigten Ausfiihrungsbeispiel) gegenüber der Achse der Röhre.

Die Korrekturplatte 6, die für alle Röhren gemeinsam vorgesehen ist, liegt in einer Ebene senkrecht zu der Hauptachse. Der Krümmungsradius des Schirmes ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Schirm und der Ebene, in der die Mittelpunkte der optischen Begrenzungen 14 liegen.

Die Form der zusammengesetzten Korrekturplatte 6 ist in F i g. 2 gezeigt. F i g. 2 zeigt ferner die Stellungen der Phosphorschirme 10, die hinter der Korrekturplatte liegen. Es ist zu ersehen, daß die Korrekturplatte drei

ίο Abschnitte hat wobei einer für jede Röhre vorgesehen ist Die Geometrie des Systems ist so gewählt daß die von jeder Röhre kommenden Strahlen im wesentlichen auf den Abschnitt der Korrekturplatte beschränkt sind, der für diese Röhre vorgesehen ist

Jeder Abschnitt der Korrekturplatte besteht aus mehreren parallelen Streifen, die sich senkrecht zu einer Linie erstrecken, die diesen Abschnitt in zwei Teile unterteilt und durch die Mitte der zusammengesetzten Korrekturplatte verläuft. Eine Oberfläche jedes Streifens oder jeder Facette ändert sich in ihrer Neigung von Punkt zu Punkt kontinuierlich und die Verbindungen zwischen den Facetten bilden Diskontinuitätslinien bezüglich der Neigung. Ein Abschnitt der Korrekturplatte ist in größerem Detail in den F i g. 3 und 4 gezeigt.

Der Abschnitt besteht aus sieben Streifen, die mit den Nummern 4, 3, 2,1, 0, -1, -2, -3 bezeichnet sind. Das von der Röhre kommende Licht erreicht die Platte in der Richtung des Pfeiles a (F i g. 4). Obwohl in F i g. 4 die Diskontinuitäten in der Neigung an den Verbindungslinien dieser Streifen oder Facetten klar dargestellt ist, können die Einzelheiten dieser Neigungen nicht gezeigt werden. Um dies klarer darzustellen, sind in F i g. 5 die Konturen eines Korrekturplattenabschniues gezeigt. Die gestrichelten Linien sind Konturlinien konstanter

j-) Dicke, wobei die angegebenen Werte die Differenz zwischen der tatsächlichen Dicke und einer Bezugsdicke in mm darstellen.

Ein positiver Wert zeigt eine Erhöhung in der Plattendicke über die Bezugsdicke an.

Die Formeln für die Dicke der Platte an jedem Punkt sind unten angegeben. In diesen Formeln gibt ζ die Differenz zwischen der tatsächlichen Dicke und der Bezugsdicke, y den Abstand entlang einer Linie, die durch die Mitte der Korrekturplatte verläuft und den

ν-, gezeigten Abschnitt in zwei Teile unterteilt, und χ den Abstand entlang der Korrekturplatle parallel zu den Streifen an. Die Nullwerte für χ und y sind in den F i g. 3 und 5 gezeigt. Die Streifen-Gleichungen sind:

Streifen	O==	45	bis	90)
4	O =	35	bis	45)
3	0==	25	bis	35)
2	C =	15	bis	25)
1	Cv-	15	bis	+ 15)
O	C =	-30	bis	-15)
-1	0==	-45	bis	-30)
-2		-88	bis	-45)
-3

ζ = 0,5-0,0124^' + 0,00000344.K²V - 0,000345a-¹

z = O,3-O,OO85y + 0,00000344.V^ - 0,0002 76a^j

O,OO53.v + 0,00000344.V²J- - 0,000207 r

0,0029y + 0,00000344a-.v - 0,000138r

ζ = 0,00000344a->>

ζ = -0,000 \y + 0,00000344a-².)· + 0,000155.r

ζ = -0,0020.v + 0,00000344.x^J>' + 0,000259 r

z = -0,0049y + 0,00000344a-'v + 0,000345.r

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bezugsdicke "> mm. Die KorrekUirpiatte war aus transparentem l'lasükwerkstoff mit einem mittleren Brechungsindex von 1492.

In diesem Ausführungsbeispiel war der Meiniskus aus hadern Chronglas uv.d hatte e^:neri iimenradius von 44 mm und einen Außenradius v,_:1 j5 mm. Der Phosphorschirm hatte eine konvex 'Viche mit einem Radius von 54 mm, und der mit Aluminium überzogene konkave Spiegel hatte c^;ncn ".id>:s von I 25 mm. Die

Phosphorgröße war 28x21 mm und er hatte eine Neigung von 1°. Der Abstand von der Mitte des konkaven Spiegels zu der Mitte des Phosphors betrug 71,15 mm, von der Mine der konvexen Fläche des Phosphors zu der Dirnde 53,85 mm, von der Blende zu Her Mu*? der konkaven Fläche des Miniskus 44 mm und "<->η riei Blende zu uer Mitte des Schirmes 950 mm. Die Bildfläche des Schirmes war konkav zu den Röhren. Es wurde eine Vergrößerung von 17,6 erreicht.

Tig. 6 zeigt eine kombinierte Korrekturplatte für eine Vorrichtung mit 4 Röhren. Solch eine Vorrichtung kann beispielsweise verwendet werden, wenn der Wirkungsgrad von einem der Phosphore erheblich unter dem Wirkungsgrad der anderen beiden Phosphore in einem DrciiärL/cüsysicrn hegt. In soldi einem Fall können zwei Röhren mit Phosphoren des niedrigen Wirkungsgrades verwendet werden, um einen besseren Ausgleich in der Licht-Ausgangsleistung mit den anderen beiden Röhren zu erreichen.

Es ist zu beachten, daß die Gradienten der Facetten mit den Abmessungen und Winkeln des Systems variieren. Wenn ein System dieser Art entworfen werden soll, muß zunächst über die Zahl der Röhren entschieden werden. Danach wird die Größe des Bildschirmes entschieden und daraus wird die Größe des Phosphors bestimmt, da der Phosphor eine bestimmte maximale Leistungsdichte in seiner lichtgünstigen Ausgangsleistung abgeben kann, bevor er eine Sättigung erreicht. Auf diese Weise wird die Vergrößerung von dem Phosphor zum Schirm erreicht. Der nächste Schritt besteht darin, den Projektionsabstand festzulegen, der den Feldwinkel für jeden Projektor bestimmt. Diese Wahl beeinflußt ihrerseits den Winkel, um den jeder Projektor gegenüber der Achse versetzt ist.

Man kann auch zwischen einem flachen Schirm und einem gekrümmten Schirm wählen. Eine mäßige Bildschirmkrümmung vereinfacht die Auslegung, da weniger Korrekturen durchgeführt werden müssen und daher die Korrekturplatten einfacher herzustellen sind. Die Lage der Korrekturpiatte gegenüber dem Schirm und den Röhren wird dann eingestellt. Dies ist nicht sehr kritisch. Die Platte muß weit genug von der Blende für jede Röhre (Mittelpunkt der Krümmung des aluminiumbeschichteten Spiegels) entfernt sein, um sicherzustellen, daß verschiedene Teile der Korrekturplatte auf Strahlenbündel von verschiedenen Teilen des Phosphors wirken. Sie muß auch weit genug von der Bildebene entfernt sein, um zu ermöglichen, dal.* dos Umlenken der Strahlen durch die Korrek'.urplaiie eint Verschiebung der Auftreffpunkte der Strahlen auf dem ■■) Schirm bewirkt. Es gibt einen Bereich von Zwischenstellungen, die die Korrekturplalte einnehmen kann. In der Praxis scheint die Stellung die besten Ergebnisse zu bringen, bei der die Korrekturplatte in Übereinstimmung mit den oben gegebenen Ausführungen am

ι» weitesten von den Röhren entfernt ist.

Die Neigung oder der Gradient jeder Facette wird durch die in der Optik bekannten numerischen Methoden berechnet. Eine Reihe von Hauptstrahlen wird berechnet, und die Strahlen werden von dem optischen Objekt zu dem Bildschirm (unter momentanem Ausschluß des Korrekturelementes) bei verschiedenen Abständen von der Achse verfolgt. Die Verzerrung, einschließlich der tonnenartigen und kissenartigen Verzerrung und der Trapezfehler wird

2ii berechnet. Dies muß in genügend kleinen Abständen durchgeführt werden, um genügend Daten zur Berechnung der Facetten zu erhalten. Die Strahlen müssen in mehreren Meridianebenen genommen werden, die unter geeigneten Winkeln zu der Ebene geneigt sind, die senkrecht auf der Mitte des Schirmes steht.

Sodann wird für jeden Strahl der Punkt berechnet, an dem er auf den Bildschirm ohne Verzerrung aufgetroffen wäre. Daraus kann die Neigung gegenüber der Normalen berechnet werden, den die Fläche der

ίο Korrekturplatte an dem Punkt haben soll, an dem der Strahl auf sie auftrifft. Nach dem Snell-Brechungsgesetz kann der Keilwinkel der Korrekturfacette berechnet werden, wenn der Brechungsindex des Materials bekannt ist, aus dem die Korrekturplatte besteht. Um

J5 den Astigmatismus zu vermindern, ist es besser, diesen Winkel auf einer Seite der Korrekturplatte näher an dem Bildschirm zu haben, wenn kissenartige Verzeichnung und zusätzlich Trapezfehler korrigiert werden sollen. Wenn tonnenartige Verzeichnungen korrigiert

-ίο werden sollen, ist es besser, den Winkel auf der Seite der Platte zu haben, die näher an der Röhre liegt.

Der Keilwinkel wird dann für jede Facette durch Interpolation zwischen den für die Hauptstrahlen ermittelten Winkeln bestimmt. Die Zahl der Facetten ist

4~> so gewählt, daß der Sprung in der Strahlablenkung zwischen zwei nebeneinanderliegenden Facetten weniger als einem Bildpunkt auf dem Schirm entspricht.

Hier/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Projektionsanordnung für Farbfernsehen mit mehreren Bildwiedergaberöhren, die jeweils für eine verschiedene Farbart vorgesehen sind, und mit einem gemeinsamen Schirm mit einer Bildfläche zum Auffangen der übereinander projizierten einzelnen Bilder, die in verschiedenen Farben von den Bildröhren projiziert werden, wobei die iu Bildröhren in einer Gruppe angeordnet sind, in der jede unter einem Winkel zu einer Achse angeordnet ist, die senkrecht auf dem Mittelpunkt des Bildbereiches auf dem Schirm steht, und mit einem Facetten aufweisenden, lichtdurchlässigen Korrekturelement zwischen jeder Röhre und dem Schirm, wobei die Fläche jedes Korrekturelementes mehrere Facetten aufweist, deren Neigung jeweils verschieden ist und die von angrenzenden Facetten durch Diskontinuitätslinien der Neigung getrennt sind, wobei jede Facette solche Gradienten hat, daß Trapezfehler in dem Bild auf dem Schirm vermieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Facetten versehenen verschiedenen Korrekturelemente Teile einer einzigen lichtdurchlässigen Korrekturplatte (6) sind, die in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Bildschirms liegt und so zwischen dem Bildschirm und den Bildwiedergaberöhren angeordnet ist, daß die Strahlen von jeder Röhre (2, 4) auf das zugehörige Element der Korrekturplatte (6) jo beschränkt sind, wobei die Gradienten der jeweiligen Facette in Abhängigkeit sowohl von dem Winkel, der von der Röhre (2, 4) mit der Achse eingeschlossen wird und von den verschiedenen Abständen gewählt sind, die verschiedene Teile j'i eines Korrekturelementes von der Röhre (2, 4) haben und daß jedes Korrekturelement symmetrisch zu einer Linie ist, die dieses Element in zwei Teile unterteilt und durch den Mittelpunkt der kombinierten Korrekturplatte (6) verläuft, wobei die Facetten in Form von Streifen ausgeführt sind, die sich auf dem Korrekturelement von Grenze zu Grenze erstrecken.

2. Projektionsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Facetten in jedem v> Korrekturelement Parallelstreifen sind, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Linie erstrecken, die das Element unterteilt und durch den Mittelpunkt der Korrekturplatte (6) verläuft.

3. Projektionsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, ίο dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm gekrümmt ist, so daß er eine konkave Fläche für die Röhren (2,

4) bildet.