DE19632127C2 - Verfahren zur Kompensation einer Rasterverdrehung des abgelenkten Elektronenstrahls einer Bildröhre und Schaltungsanordnung zur Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation einer Rasterverdrehung des Elektronenstrahls einer Bildröhre mit den im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Merkmalen und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Rasterverdrehungen können durch Einwirkung des Erdmagnetfeldes, durch nicht korrekt montierte Ablenkeinheiten, schief montierte Bildröhren, Schaltungen, die horizontale Abweichungen zur Folge haben, sowie durch Schaltungen, die den vertikalen Ablenkstrom horizontal verzerren, entstehen und mehr oder minder das Bild in ungewünschter Weise verzerren.

Die Kompensation der Rasterverdrehung bei einer Bildröhre durch Anlegen eines konstanten Stromes an eine Drehspulenanordnung ist z. B. aus der EP 0 284 449 A2 bekannt.

Aus der US 5,021,712 ist eine Schaltung zur Kompensation der Rasterverdrehung bekannt, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet.

Weiterhin ist es aus der JP 07-099028 (Abstract) bekannt, eine lineare Korrektur vertikalfrequent durchzuführen. Eine partielle Korrektur ist hier nicht angesprochen. Ferner sind keine Angaben darüber enthalten, wie der Korrekturstrom generiert wird.

Aus der JP 07-094121 A ist eine Rasterkorrekturschaltung der gattungsge­ mäßen Art bekannt, bei der mittels eines optischen Erfassungsgerätes die Rasterverzerrung detektiert wird und in Abhängigkeit davon in einem Speicher benötigte Korrekturdaten abgelegt werden, die ablenkungsstrom­ frequent ausgelesen und zur Korrektur des Ablenkfeldes herangezogen werden. Der Korrekturstrom wird einer separaten Drehspule zugeführt.

Eine manuelle Einstellung, insbesondere im Servicefall, wenn das Gerät beim Kunden aufgestellt ist und bei den damit örtlichen Gegebenheiten, die Einfluß auf das Ablenkfeld haben können, ist mit dieser Methode nicht korrigierbar.

Aus der JP 58-20067 (Abstract und PS) sowie aus der DE 32 30 587 C2 ist ein Verfahren zur Kompensation einer Rasterverdrehung bei einer Elektronenstrahlkamera bekannt, die eine partielle Rasterkorrektur ebenfalls ermöglicht.

Ferner ist aus der DE 37 36 655 A1 ein Bildschirmgerät mit einer Kathodenstrahlröhre mit einer Zusatzspule zwischen Leuchtschirm und Ablenkspule bekannt, die mit einem bezüglich Frequenz und Stärke veränderbaren Wechselstrom beaufschlagt wird, um durch eine Rasterdrehung des Bildschirms eine Rollbewegung eines Fahrzeugs um seine Längsachse zu simulieren.

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das es ermöglicht, eine partielle Korrektur des Ablenkfeldes unter Zuhilfenahme einer Rotationsspule einstellen zu können, wobei die am Aufstellungsort gegebenen Besonderheiten des magnetischen Einflusses mit berücksichtigt werden sollen.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren sowie durch Schaltungsanordnungen, wie sie in den Ansprüchen 12 und 13 angegeben sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Verfahrensschritte sind in den selbster­ klärenden Ansprüchen 2 bis 11, vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Schaltungsanordnungen in den Ansprüchen 14 bis 17 angegeben.

Gemäß der Lehre des Anspruchs 1 ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß die Bildlage in bezug auf den Bildschirm visuell erfaßt und in Abhängigkeit hiervon eine Stromgenerierungsschaltung aktiviert wird, die die zusätzlichen mit der horizontalen und vertikalen Ablenkfrequenz synchronisierten Wechselstromkomponenten in Form und Amplitude generiert, die dem Gleichstrom zur Drehungsnachführung überlagert werden, wobei die Aktivierungssteuerung mittels eines Fernbedienungsgebers im Servicemode erfolgt, um Verzerrungen in der oberen und unteren Bildhälfte, jeweils umgekehrt verlaufend, während des Betriebes korrigieren zu können. In einer Abwandlung sieht die Erfindung darüber hinaus vor, daß individuell von Zeile zu Zeile Korrekturen vorgenommen werden können, zu welchem Zweck die Korrekturströme den Ablenkwinkeln zugeordnete Werte annehmen, die entweder vorher abgespeichert sind oder mittels eines Rechenprozesses für die Horizontalablenkung ebenso wie für die vertikale Ablenkung ermittelt werden.

Es ist zweckmäßig, sämtliche Korrekturwerte digital abzuspeichern und digital auszuwerten bzw. errechnete Digitalwerte in analoge Spannungswerte als Steuerspannung umzusetzen. Diese Steuerspannung kann sodann die Stromgene­ rierungsschaltung zur Generierung des Korrekturstromes steuern, wobei der Korrekturstrom proportional der Steuerspannung sich ändert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Diagramme, schematischen Zeichnungen und dem Ausführungsbeispiel einer Stromgenerierungsschaltung ergänzend erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Bildröhrenrückansicht (gestrichelt) mit einer Drehspule nach dem Stand der Technik

Fig. 2 Rasterdrehung durch Gleichstromeinspeisung in die Drehspule,

Fig. 3 die Beeinflussung der Rasterdrehung im oberen Bildbereich durch einen sägezahnförmigen überlagerten Wechselstrom,

Fig. 4 die Beeinflussung der Rasterdrehung im unteren Bildbereich durch einen sägezahnförmigen überlagerten Wechselstrom,

Fig. 5 die Beeinflussung der Rasterdrehung im mittleren Bildbereich durch einen parabelförmigen Wechselstrom,

Fig. 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Generierung des Korrekturstromes und

Fig. 7 einen Stromlaufplan einer möglichen Stromgenerierungsschaltung für eine Drehspule.

In Fig. 1 ist vereinfacht schematisch die Rückseite einer Bildröhre 16 dargestellt, um deren Bildröhrenhals 18 konzentrisch eine Drehspule 6 in Form einer Ringspule vorgesehen ist, die im Bereich des magnetischen Ablenkers des Elektronenstrahls angeordnet ist, vorzugsweise im vorderen Ablenkerbereich. Die Spule kann beispielsweise durch Abstandshalter hierauf unmittelbar aufgebracht sein. Zur Rasterdrehungskorrektur wird über die Anschlüsse 17 in bekannter Weise ein Gleichstrom eingespeist, der, wie Fig. 2 zeigt, positiv oder negativ sein kann, wodurch eine Magnetfeld­ überlagerung in der Weise erfolgt, daß der Bildrahmen sich bei positivem Strom nach rechts und bei negativem Strom nach links dreht. Bei entsprechender Polaritätsvertauschung bzw. umgekehrter Einspeisung ist auch eine umgekehrte Drehung erzielbar.

Da der Bildrahmen und damit auch die Bildinhalte von weiteren Störgrößen beeinflußte Verzerrungen aufweisen können, deren Ursachen vorher bereits beschrieben worden sind, wird der Gleichstromkom­ ponente ein Wechselstrom überlagert. Für die obere Bildhälfte wird z. B., wie aus Fig. 3, ersichtlich, ein sägezahnförmiger Strom mit steiler Anstiegsflanke und flach abfallender Hinterflanke überlagert, der je nach Einspeisungs­ richtung in die Drehspule oder durch Polaritätsumkehr am oberen Bildrand die dargestellten Drehungen bewirkt. In Fig. 4 ist der umgekehrte Fall dargestellt. Der sägezahnförmige Strom zur Rasterdrehung des unteren Bildes steigt langsam an und weist eine stark abfallende Hinterflanke auf. Unter Berücksichtigung der Potentialrichtung bzw. der Einspeisungsrichtung werden die dargestellten Drehungen bzw. die unterschiedlichen Rotations­ winkel eingestellt.

In Fig. 5 ist eine Korrektur der Rasterdrehung im Mittenfeld durch Überlagerung mittels eines parabelförmigen Stromes dargestellt. Entsprechend den strichpunktierten bzw. punktiert dargestellten Stromverläufen werden dabei unterschiedliche Verdrehungen des Rasterfeldes im Mittenbereich bewirkt.

In Fig. 6 ist in Form eines vereinfachten Blockschaltbildes dargestellt, daß mittels einer Eingabe 1 die für die Rasterdrehung notwendigen Werte für den Bildanfang, die Bildmitte und das Bildende eingegeben werden können. Die Eingabe ist erfindungsgemäß mittels einer Fernbedienung auch nachträglich in ein Gerät möglich, wenn dieses auf Servicemode umgeschaltet ist. Die entsprechenden Funktionssteuertasten können dem Benutzer aber auch zugänglich gemacht werden, falls er von sich aus eine Korrektur des Bildes vornehmen will. Bei der Ersteinspeicherung der Korrekturwerte sollte dies in der Fabrik am Abgleichplatz erfolgen, zu welchem Zweck Serviceeinstellgeräte mit dem Speichereingang des Speichers 2 bzw. mit der Speichersteuerschaltung verbindbar sind. Diese Werte können Vorgaben sein für einen Mikroprozessor, der sie für die Ablenkkorrektur in einer Ausleseschaltung 3 ausliest und anhand eines Rechenprogramms z. B. über eine Sägezahnfunktion und/oder eine Parabelfunktion die benötigten Korrekturwerte über die vertikale Ablenkzeit ermittelt. Diese werden sodann in einem D/A-Wandler 4 in eine analoge Steuerspannung umgewandelt, die eine Stromgenerierungsschaltung 5, vorzugsweise eine lineare Treiberschaltung, der Drehspule 6 steuert, wodurch durch diese ein Korrekturstrom mit Gleichstrom- und Wechselkomponente fließt. Das Rechenprogramm kann die Funktionswerte einzeln berechnen, kann aber auch daraus bereits Endwerte durch Überlagerung ermitteln, so daß unter Berücksichtigung verschiedener Funktionen eine Korrektur erfolgt. Selbstverständlich ist auch innerhalb einer jeden horizontalen Zeile eine zusätzliche Korrektur möglich. Hierzu müssen entsprechende Rotationswerte punktuell oder zeilenfrequent vorgegeben werden. Unter Berücksichtigung dieser Werte kann dann eine zusätzliche horizontale Korrektur ebenfalls bewirkt werden.

Es ist aber auch möglich, die Korrekturwerte analog zu erzeugen, insbesondere die während der Horizontalablenkung benötigten. Es ist darüber hinaus möglich, anstelle der Rotationswerte auch feste Einstellwerte zeilen- oder halbbildweise für die obere und untere Bildhälfte abzuspeichern und diese aus dem Speicher für die Generierung des Korrekturstromes auszulesen. Für diesen Fall ist kein zusätzlicher Rechenaufwand erforderlich.

In Fig. 7 ist eine mögliche Prinzipschaltung zur Ansteuerung der Drehspule 6 dargestellt. Diese Treiberstufe besteht aus einem ersten Operationsverstärker 7, einem zweiten Operationsverstärker 8, die als Differenzverstärker eingesetzt sind. Die Arbeitspunkte der Operationsverstärker 7 und 8 sind durch die Konstantspannungsquellen 14 und 15 fest eingestellt. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 7 ist über einen Stromverstärkungswiderstand 12 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärker 8 geschaltet. Die Steuerspannung vom D/A- Wandler 4 aus Fig. 6 liegt an dem Eingang Uin an. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 7 ist über den Widerstand 11 mit der Konstantspannungsquelle 14 und über den Widerstand 10 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 7 verbunden. Beide Operationsverstärker 7, 8 sind an eine Betriebsspannung Ub angeschlossen und auf Masse gelegt. Der zweite Eingang (positiver Eingang) des Operationsverstärkers 8 liegt an einer zweiten Konstantspannungsquelle 15 zur Einstellung des Arbeitspunktes an. Die Rückkopplung des zweiten Operationsverstärkers ist über den Widerstand 13 an den invertierenden Eingang vorgesehen. Zwischen den beiden Ausgängen der Operationsverstärker liegt die Drehspule, bestehend aus dem Ohmschen Widerstand 9 und der Induktivität 6. Die Schaltung ist als Brückenschaltung geschaltet, so daß bei Anstieg der Steuerspannung am Eingang Uin ein proportionaler Strom eingestellt wird, der durch die Spule 6, 9 fließt. Solche Schaltungen sind grundsätzlich bekannt, nicht jedoch in Verbindung mit der drehrasterkorrekturwertabhängigen Aktivierungssteuerung mittels Fernbedienungsgebers im Servicemode gemäß der Erfindung.

Claims (17)

1. Verfahren zur Kompensation einer Rasterverdrehung des abgelenkten Elektronenstrahls einer Bildröhre (16) mittels einer runden, konzentrisch zum Bildröhrenhals (18) im Bereich der Ablenkspulenanordnung angeordneten Drehspule (6) durch eine symmetrisch zur Längsachse der Bildröhre durchgeführte Korrektur des Magnetfeldes der Ablenkspulenanordnung, wobei dem der Drehungsnachführung des Bildrahmens dienenden Gleichstrom mindestens eine mit der Vertikalablenkfrequenz synchrone Wechselstromkomponente überlagert wird, deren Kurvenform die partielle Rotierung des Magnetfeldes der Ablenkspulenanordnung bestimmt und deren Amplitude den Drehwinkel an der entsprechenden Bildpartie definiert, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Bildlage in bezug auf den Bildschirm mittels Fernbedienungsgebers im Servicemode eine Stromgenerierungsschaltung aktiviert wird, die die zusätzlichen mit der horizontalen und vertikalen Ablenkfrequenz synchronisierten Wechselstromkomponenten in Form und Amplitude generiert und dem Gleichstrom zur Drehungsnachführung überlagert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Vertikalablenkfrequenz synchrone Wechselstromkomponente in einem Sägezahn- und/oder Parabelgenerator erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Vertikalablenkfrequenz synchrone Wechselstromkomponente einen Gleichstromanteil bei der Generierung aufweist, der dem Gleichstrom entspricht, der für die korrekturbedingte Felddrehung erforderlich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster sägezahnförmiger Strom für die Verdrehung des Bildanfangs und ein zweiter Sägezahnstrom mit entgegengesetzter Steigungsrichtung zum Bildende hin generiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung der Bildmittenlage ein parabelförmiger Ablenkstrom generiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (2) vorgesehen ist, in welchem entsprechend dem Gleichstromanteil und dem mit der Vertikal- und Horizontalfrequenz synchronen Wechselstromanteil einzelne Werte zur Einstellung der die zusätzliche Rasterdrehung der Partien bewirkenden Ablenkströme zeilenweise oder für Gruppen von Zeilen oder für die Zeilen des oberen Bildteils und/oder des unteren Bildteils abgespeichert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher (2) durch Addition die durch die einzelnen Korrekturfunktionen errechneten Werte abgespeichert werden, und daß eine Ausleseschaltung (3) vorgesehen ist, die mit der Vertikal- und/oder Horizontalablenkfrequenz die abgespeicherten Werte ausliest, die in der Stromgenerierungsschaltung (5) in einen mit der Vertikalablenkfrequenz bzw. Horizontalablenkfrequenz synchronisierten, modulierten Strom umgesetzt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auleseschaltung (3) der Stromgenerierungsschaltung anhand der abgespeicherten Werte nach vorgegebenen Funktionen die Digitalwerte errechnet, die für die Generierung des Korrekturstroms erforderlich sind, und daß die Auswerteschaltung anhand dieser Vorgaben nach einem eingeschriebenen Programm die Kurvenformen und die entsprechenden Einstellwerte errechnet.

9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher (2) für jede Zeile und/oder jeden Punkt einer Zeile des abgetasteten Bildes Korrekturwerte abgespeichert sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte mittels eines Fernbedienungsgebers im Servicemode in den Speicher (2) eingegeben werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellwerte beim Fertigungsabgleich als Digitalwerte in den Speicher (2) eingeschrieben werden.

12. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung (1) mit einem Speicher (2) gekoppelt ist, daß in den Speicher (2) die abzuspeichernden analogen oder digitalen Korrekturwerte eingebbar sind, daß der Speicher (2) von einer Auswerteschaltung (3, 4) auslesbar ist, die die direkt verwendbaren analogen Werte oder die abgespeicherten Digitalwerte in Analogwerte umsetzt, die eine Stromgenerierungs­ schaltung (5) der Drehspule (6) steuert, wobei die abzuspeichernden Korrekturwerte in Abhängigkeit von der Bildlage in bezug auf den Bildschirm eingebbar sind.

13. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung (1) mit einem Speicher (2) gekoppelt ist, daß in dem Speicher (2) Korrekturwerte abgespeichert sind, daß die Speicherinformationen von einer Rechenschaltung in einer Auswerteschaltung (3) auslesbar sind, daß die Rechenschaltung nach einem eingeschriebenen Programm unter Heranziehung der Korrekturwerte das Ansteuersignal unter Berücksichtigung vorgegebener mathematischer Funktionen errechnet, daß das digitale Ausgangssigna in einem D/A-Wandler (4) in ein analoges Ausgangssignal umsetzbar ist, daß das analoge Signal eine Stromgenerierungsschaltung (5) steuert, die einen proportionalen Strom entsprechend dem berechneten Ansteuersignal durch die angeschlossene Drehspule (6) treibt.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromgenerierungsschaltung (5) aus einer Brückenschaltung mit zwei Differenzverstärkern (7, 8) besteht, die derart miteinander verschaltet sind, daß in Abhängigkeit von der an einem Eingang (Uin) des einen Differenzverstärkers anliegenden Steuerspannung in der zwischen den Ausgängen der Differenzverstärker geschalteten Drehspule (6) ein proportionaler Strom fließt.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzverstärker (7, 8) Operationsverstärker sind, daß der Ausgang des ersten Operationsverstärkers (7), an dessen positivem Eingang (+) die Steuerspannung (Uin) liegt, an den invertierenden Eingang (-) gelegt ist und der Arbeitspunkt durch Unterlegung mit einer Gleichspannung (14) eingestellt ist, und daß der zweite Operationsverstärker (8) mit seinem invertierenden Eingang (-) an dem positiven Eingang (+) des ersten Operationsverstärkers (7) angeschlossen ist und mit seinem positiven Eingang (+) zur Einstellung des Arbeitspunktes an einer Spannungsquelle (15) angeschlossen ist, und daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (8) auf den invertierenden Eingang (-) über einen Widerstand (13) rückgekoppelt ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsleitung zwischen dem Eingang (Uin) des ersten Operationsverstärkers (7) und dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (12) angeordnet ist.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung ein Fernbedienungsgeber ist, und daß das Fernsehempfangsgerät einen Fernbedienungsempfänger aufweist, der die demodulierten Einstellbefehle an die Speicherschaltung (1) bzw. an eine Steuerschaltung des Speichers (2) abgibt.