DE19746269C2 - Verfahren zur Ermittlung einer für den nachfolgenden Betrieb einer Videoröhre erforderlichen G1-Spannung und seine Verwendung bei einer Einrichtung zur Bildaufnahme und -ausgabe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer für den nachfolgenden Betrieb einer Videoröhre erforderlichen G1- Spannung, bei dem einem lichtempfindlichen Element der Video­ röhre Licht zugeführt und basierend auf dem am lichtempfind­ lichen Element erhaltenen Bildsignal die G1-Spannung ermit­ telt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Bildaufnahme und -ausgabe, bei der dieses Verfahren angewen­ det wird.

Eine Videoröhre weist mehrere Gitter auf, wobei das Gitter 1, abgekürzt mit "G1", dazu dient, den von der Röhrenkathode emittierten Elektronenstrahlstrom einzustellen. Dieser soll nur so groß sein, daß die Kapazitäten der Pixel des lichtemp­ findlichen Elements gerade vollständig entladen werden kön­ nen. Ein zu großer Strahlstrom wirkt sich negativ auf die Le­ bensdauer aus, ferner kann der Strahl auch zu breit werden, was ebenfalls nachteilig ist. Um die korrekte G1-Spannung zu ermitteln, muß diese bezüglich der gesetzten Erfordernisse abgeglichen werden. Hierzu wird bei bekannten Videoröhren ma­ nuell eine bestimmte Strahlstromhöhe eingestellt, wonach das lichtempfindliche Element so belichtet wird, daß ein bestimm­ tes Bildsignal ausgelesen werden kann. Das Bildsignal muß et­ was höher sein als das gewünschte, wobei das gewünschte dem Bildsignal entspricht, welches erwartungsgemäß das höchste im Rahmen der Bildaufnahme zu erwartende Signal ist. Ist nun das Bildsignal höher als der gewünschte Wert, wird die G1-Span­ nung manuell soweit heruntergeregelt, bis das Bildsignal et­ was kleiner wird oder bestenfalls genau den gewünschten Wert einnimmt. Dieses manuelle Abgleichverfahren ist relativ um­ ständlich und ungenau.

In der DE 33 43 036 C2 ist eine Schaltungsanordnung für eine Farbfernsehkamera beschrieben, bei der ein Hüllkurvendetektor vorgesehen ist, dem das Videosignal der Bildaufnahmeröhre zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors wird mit einer Bezugsspannung verglichen, aufgrund der die Intensität des Abtast-Elektronenstrahles durch Anlegen einer Steuerspannung an ein Gitter geregelt wird.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches einen sicheren und exakten Abgleich ermöglicht.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß zunächst bei einer beliebigen, nicht abgeglichenen und gegebenenfalls zu ändernden G1-Spannung ein Abgleich der Intensität des zu­ geführten Lichts zur Ermittlung einer Lichtintensität er­ folgt, bei der ein innerhalb einer vorbestimmten Bestrah­ lungsdauer zu erzielendes, vorbestimmtes Verhältnis des am lichtempfindlichen Element gegebenen Ist-Signals zu einem vorbestimmten Soll-Signal gegeben ist, wonach unter Beibehal­ tung der ermittelten Lichtintensität ein Abgleich der G1- Spannung zur Ermittlung derjenigen G1-Spannung erfolgt, bei der das vorbestimmte Verhältnis des Ist-Signals zum Soll-Si­ gnal gegeben ist, wobei beide Abgleichvorgänge im wesentli­ chen automatisch gesteuert erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich vorteilhaft durch zwei Abgleichvorgänge aus, nämlich einmal den Abgleich des Lichtsignals selbst, zum anderen anschließend der G1- Spannung. Denn es ist erforderlich, bereits mittels des Lichtsignals einen definierten Signalpegel zu erzeugen, wozu die Intensität abzugleichen ist. Erst mit der abgegliche­ nen Lichtintensität kann ein exakter Spannungsabgleich erfol­ gen. Das erfindungsgemäße Verfahren, das im wesentlichen au­ tomatisch abläuft, stellt also mit besonderem Vorteil zwei dynamische Abgleichverfahren zur Verfügung, die eine hinrei­ chend exakte Einstellungsermittlung zulassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich durch folgende Schritte auszeichnen:

• a) Einstellen der G1-Spannung und damit des von der Röhrenka­ thode emittierten Strahlstroms auf einen beliebigen Wert,
• b) Belichten des lichtempfindlichen Elements der Videoröhre mit Licht einer ersten Intensität,
• c) Auslesen des Ist-Signals am lichtempfindlichen Element,
• d) Vergleichen des Ist-Signals mit einem vorbestimmten Soll- Signal,
• e) Erhöhen der Intensität des dem empfindlichen Element zuge­ führten Lichts unter Beibehaltung der G1-Spannung um eine Intensitätsstufe, wenn kein vorbestimmtes Verhältnis Ist- Signal zu Soll-Signal, insbesondere wenn Ist-Signal < Soll- Signal gegeben ist,
• f) Wiederholen der Schritte c) bis e) solange, bis entweder
  • 1. das vorbestimmte Verhältnis Ist-Signal zu Soll-Signal, insbesondere mit Ist-Signal = Soll-Signal, gegeben oder über­ schritten ist, wobei die gegebene Lichtintensität ein Maß für die beizubehaltende Lichtintensität und die gegebene G1-Span­ nung ein Maß für die G1-Abgleichsspannung ist, oder bis
  • 2. ohne Erfüllung der Bedingung gemäß f1) die kontinuierlich ermittelte Änderung des Ist-Signals oder des Verhältnisses Ist-Signal zu Soll-Signal während wenigstens zweier aufeinan­ derfolgender Intensitätserhöhungen unzureichend ist, an­ schließend
• g) Erhöhung der G1-Spannung um eine Spannungsstufe, und
• h) Wiederholen der Schritte c) bis k2), sofern die Bedingung gemäß f1) trotz Spannungserhöhung nicht erfüllt ist, solange, bis die Bedingung gemäß f1) erfüllt ist.

Das Lichtsignal wird mit besonderem Vorteil dynamisch und stufenweise solange erhöht, bis das vorbestimmte Verhältnis eingestellt ist, wobei die dann ermittelte Lichtintensität ein Maß für die im Rahmen des G1-Spannungsabgleichs zu ver­ wendende Lichtintensität ist. Sofern sich im Rahmen des Ab­ gleichs Begrenzungsschwierigkeiten aufgrund einer zu niedri­ gen G1-Spannung ergeben, das heißt, das Ist-Signal trotz Intensitätserhöhung abgeschnitten wird, wird entsprechend die G1- Spannung nachgeführt, um die Signalbegrenzung zu höheren Wer­ ten zu verschieben, wonach entweder bei Einstellung des Ver­ hältnisses die Lichtintensität nicht mehr weiter zu steigern ist, oder aber diese entsprechend stufenweise nachgeführt wird. Dabei ist mit besonderem Vorteil ein "Begrenzungszäh­ ler" vorgesehen, welcher die unzureichenden Signalerhöhungen trotz Intensitätserhöhung ermittelt, so daß eine etwaige Spannungsbegrenzung sicher bestimmt werden kann.

Für den Fall, daß bedingt durch die Intensitätserhöhung oder aber durch die Spannungserhöhung das vorbestimmte Verhältnis überschritten wird, kann erfindungsgemäß bei einem Über­ schreiten dieses Verhältnisses die Lichtintensität um eine oder mehrere, gegebenenfalls gegenüber den erhöhenden Inten­ sitätsstufen veränderte Intensitätsstufen abgesenkt werden. Diese erfindungsgemäße Verfahrensausgestaltung ermöglicht ein exaktes Herantasten an die Lichtintensität, bei welcher das vorbestimmte Verhältnis exakt eingestellt ist.

Abhängig davon, daß die Intensität nicht streng linear, sondern stu­ fenweise geändert wird, kann es vorkommen, daß ein vorbe­ stimmtes Verhältnis, beispielsweise Ist-Signal = Soll-Signal, nicht exakt eingestellt werden kann. Es kann zu einem Unter­ schreiten bei Intensitätsabsenkung kommen. In einem solchen Fall ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung vorgesehen, daß die Lichtintensität bei Unterschreiten um eine oder mehrere, gegebenenfalls gegenüber der jeweils absenkenden Intensitätsstufen kleinere Intensitätsstufen er­ höht und anschließend um eine oder mehrere gegenüber der je­ weils erhöhenden Intensitätsstufe gleiche oder veränderte In­ tensitätsstufen abgesenkt wird, wobei die signalstromver­ gleichsabhängige Intensitätserhöhung und -absenkung solange erfolgt, bis eine minimale Intensitätsstufe erreicht ist und sich das kontinuierlich ermittelte Vergleichsergebnis Ist-Si­ gnal zu Soll-Signal bei wenigstens einem Erhöhungs- und Ab­ senkungszyklus von "<" auf "<" oder umgekehrt ändert, oder wenn trotz Intensitätsänderung das Vergleichsergebnis während einer vorbestimmten Zeit unverändert bleibt. Gemäß dieser er­ findungsgemäßen Ausgestaltung wird also ein Pendeln um den bestimmten Verhältniswert ermittelt und beispielsweise bei Ermittlung zweier Pendelzyklen der Abgleich insoweit abgebro­ chen, als von einer hinreichenden Annäherung ausgegangen wer­ den kann. Es wird auf diese Weise also ein "Stabilitätszäh­ ler" realisiert, welcher eine hinreichende Signalstabilität trotz Intensitätsänderung ermittelt.

Dabei hat es sich ferner als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn jede Intensitäts­ stufe, die im Rahmen der Erhöhungs- oder Absenkungszyklen eingestellt wird, gespeichert und als abgeglichene Lichtin­ tensität stets eine Intensität gewählt wird, bei der das Ist- Signal ≧ Soll-Signal ist, da auf diese Weise sichergestellt ist, daß die im Rahmen des Spannungsabgleichs verwendete Lichtintensität eine solche ist, bei der sicher das Soll-Si­ gnal während der Belichtung erzeugt werden kann.

Wie bereits ausgeführt, wird die G1-Spannung zunächst auf ei­ nen beliebigen Wert eingestellt, welcher relativ hoch ist und zweckmäßigerweise dem höchsten Spannungswert entspricht, wel­ cher im Rahmen eines vorherigen Betriebs der Videoröhre ver­ wendet wurde. Dies deshalb, damit ein Abschneiden oder Be­ grenzen des Ist-Signals bedingt durch eine zu niedrige G1- Spannung, bei der dann die Kapazitäten der Pixel nicht voll­ ständig entladen werden, weitgehend vermieden wird. Um nun auch die G1-Spannung auf das erforderliche Maß zu reduzieren, kann erfindungsgemäß nach Abgleich und Einstellung der Licht­ intensität die G1-Spannung um wenigstens eine Spannungsstufe abgesenkt werden, wobei im Falle einer vorherigen Erhöhung der G1-Spannung diese absenkende Spannungsstufe kleiner als die erhöhende ist. Das heißt, im Rahmen des Spannungsab­ gleichs wird ebenfalls eine stufenweise Absenkung angewendet.

Da auch hierbei ein Unterschreiten des vorbestimmten Verhält­ nisses möglich ist, die Spannung also zu niedrig ist und ein zu frühes Signalbegrenzen der Fall wäre, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgese­ hen sein, daß bei einem infolge der Spannungsabsenkung gege­ benen Unterschreiten des vorbestimmten Verhältnisses die G1- Spannung um eine oder mehrere, vorzugsweise gleiche oder et­ was größere Spannungsstufen als die letzte absenkende Span­ nungsstufe erhöht (um ein vollständiges Entladen der Pixelka­ pazitäten sicherzustellen) und anschließend um eine oder meh­ rere gegenüber der jeweils erhöhenden Spannungsstufe kleinere Spannungsstufen erniedrigt wird, wobei die signalstromvergleichsabhängige Spannungserhöhung und -absenkung solange er­ folgt, bis eine minimale Spannungsstufe erreicht ist und sich das kontinuierlich ermittelte Vergleichsergebnis Ist-Signal zu Soll-Signal bei wenigstens einem Erhöhungs- und Absen­ kungszyklus von "<" auf "<" oder umgekehrt ändert, oder wenn trotz Spannungsänderung das Vergleichsergebnis während einer vorbestimmten Zeit unverändert bleibt. Auch hier erfolgt also ein dynamisches, unter Verwendung eines "Stabilitätszählers" kontrolliertes Annähern.

Dabei kann die erhöhende Spannungs­ stufe jeweils größer oder gleich sein als die zeitlich frü­ here, absenkende Spannungsstufe, um sicherzugehen, daß die G1- Spannung auf einen Wert erhöht wird, bei dem alle Pixel ent­ laden werden können. Auch hier kann jede G1-Spannung gespei­ chert und als abgeglichene G1-Spannung stets diejenige ge­ wählt werden, bei der das Ist-Signal < Soll-Signal ist.

Als zweckmäßig hat es sich ferner erwiesen, wenn der kontinu­ ierliche Vergleich zweier aufeinanderfolgender Ist-Signale zur Ermittlung einer etwaigen unzureichenden Änderung des Ist-Signals unter Berücksichtigung der Größe der vorangehen­ den Intensitätserhöhung erfolgt, wodurch etwaige Fehler, be­ dingt durch das Verhalten der verwendeten Lichtquelle im Rah­ men einer Intensitätsänderung, ausgeglichen und berücksichtigt werden. Solche Probleme können insbesondere im "Anfangsbe­ reich" auftauchen, das heißt, wenn also die Lichtquelle mit niedriger Leistung betrieben wird, da hier keine lineare Be­ ziehung zwischen Leistung und Intensität gegeben ist. Infolge der Berücksichtigung der tatsächlichen Intensitätserhöhung können solche Fehler vorteilhaft ermittelt und berücksichtigt werden.

Als besonders zweckmäßig hat es sich ferner erwiesen, wenn als Lichtquelle eine Vorlichtquelle verwendet wird, welche röhrenseitig in der Regel ohnehin vorgesehen ist und zur Er­ zeugung einer Hintergrundbeleuchtung dient, mittels welcher Trägheitseffekte innerhalb des lichtempfindlichen Elements ausgeglichen werden sollen. Dabei kann zum Erzeugen des Ist- Signals zunächst die Vorlichtquelle bei gesperrtem Strahl­ strom eingeschaltet werden und der Strahlstrom zum Auslesen des Ist-Signals erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit freigegeben werden, da für verschiedene Abgleiche es mitunter notwendig ist, von der Videoröhre ein relativ hohes Licht­ signal auszulesen (Größenordnung 600 nA bis 2400 nA). In diesem Fall muß die notwendige Pixelladung durch Aufintegrie­ ren des Lichts erzeugt werden, wozu der Strahlstrom für die vorbestimmte Zeit gesperrt wird. Bei Erfüllung des jeweils geforderten Verhältnisses Ist-Signal zu Soll-Signal, ins­ besondere bei Ist-Signal = Soll-Signal kann dann der ermit­ telte Betriebsparameter der Vorlichtquelle zur Erzeugung der abgeglichenen Lichtintensität und der G1-Abgleichsspannungs­ wert gespeichert und eingestellt werden. Für den Fall, daß das geforderte Verhältnis Ist-Signal zu Soll-Signal trotz Erreichen einer maximalen G1-Spannung oder einer maximalen Lichtintensität nicht erreicht wird, wird der Abgleich unter Ausgabe einer Fehlermeldung automatisch abgebrochen. Um den Abgleich hinreichend schnell zu gestalten, und nicht das gesamte lichtempfindliche Element auslesen zu müssen, kann die Messung des Ist-Signals nur innerhalb eines begrenzten Meßfelds erfolgen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unter­ ansprüchen zu entnehmen.

Schließlich betrifft die Erfindung eine Videoröhre, ausgebil­ det zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den in folgenden beschriebenen Ausführungsbei­ spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1-3 ein Flußdiagramm zur Darstellung des erfindungsge­ mäßen Verfahrensablaufs zum Abgleich der Lichtinten­ sität,

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Abgleich­ verlauf,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Ab­ gleichablauf,

Fig. 6 und 7 das Flußdiagramm zur Darstellung des Verfahrensab­ laufs bei dem G1-Spannungsabgleich, und

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines Abgleichablaufs für die G1-Spannung.

Das Ablaufschema für den Lichtintensitätsabgleich ergibt sich aus den Fig. 1 bis 3. Im Schritt 1 wird der Lichtintensi­ tätsabgleich gestartet. Zunächst wird die Lichtquelleninten­ sität (LI) auf einen Anfangswert gemäß Schritt 2 eingestellt. Gleichzeitig wird die Anfangs-Anstiegsschrittweite für die Lichtintensität, also die jeweilige Erhöhungsstufe, festge­ legt. Auch der Begrenzungszähler (BZ), der Stabilitätszähler (SZ) und sonstige für den Abgleichbetrieb erforderlichen Variablen werden initialisiert. Die Steuerung sämtlicher Schritte erfolgt über eine entsprechende Steuerungs- und Ver­ arbeitungseinrichtung, welche der Videoröhre zugeordnet ist. Sämtliche Schritte laufen insoweit automatisch ab. Im nächsten Schritt 3 wird zunächst das Ist-Signal, also der Signalstrom innerhalb des ausgewählten Meßfelds am lichtempfindlichen Element, gemessen, bis ein stabiler Wert gegeben ist. Sofern der Wert stabil ist, wird im Schritt 4 überprüft, ob das Ist- Signal kleiner als das vorbestimmte, von den Anforderungen des G1-Spannungsabgleichs vorgegebene Soll-Signal ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 5 überprüft, ob die Lichtin­ tensität im vorherigen Abgleichschritt erhöht wurde, wobei etwaige Bestimmungen der Lichtintensität anhand der Steuer­ größe der Lichtquelle erfolgen. Für den Fall, daß der Inten­ sitätsabgleich gerade gestartet wurde, ist dies nicht der Fall; sofern die Abgleichsroutine bereits einmal oder mehr­ fach durchlaufen ist, kann dies bereits erfolgt sein. In diesem Fall wird im Schritt 6 überprüft, ob das Ist-Signal gegenüber dem vorherigen Ist-Signal angestiegen ist, oder ob die Meßkurve, also das Intensitätsverhalten, dem entspricht, welches im Anfangsbereich, also bei einem kleinen Wert der Steuergröße für die Lichtquelle und einem kleinen gemessenen Signalstrom, zu erwarten ist. In einem solchen Fall kann die Lichtintensität trotz Erhöhung der Steuergröße beachtlich schwanken und zu Fehlern führen. Sofern dies der Fall ist, wird gemäß Schritt 7 der Begrenzungszähler auf 0 gesetzt, was ebenfalls der Fall ist, wenn die Lichtintensität vorher nicht erhöht wurde. Wie bereits beschrieben, werden mittels des Be­ grenzungszählers jeweils zwei Ist-Signale miteinander vergli­ chen und überprüft, ob eine Erhöhung bei gegebener Intensi­ tätserhöhung stattfand. Dabei erfolgt der Vergleich immer in Abhängigkeit von der gegebenen Erhöhungsstufe. Sind zwei Ist-Si­ gnale gleich, kann dies einmal für eine gegebene Begrenzung sprechen, wenn die Intensität bereits hinreichend hoch ist. Im anderen Fall, bei niedriger Lichtintensität oder einer feh­ lenden vorherigen Intensitätserhöhung, kann keine Begrenzung gegeben sein, da die Intensität noch so niedrig ist, daß die vorgegebene G1-Spannung das Signal nicht abschneidet.

Für den Fall, daß die Bedingungen des Schrittes 6 nicht er­ füllt sind, also das Bildsignal nicht angestiegen ist, die Intensität auch nicht im Anfangsbereich ist, ist ein solcher Fall gegeben, bei dem möglicherweise eine Begrenzung gegeben sein kann. In diesem Fall wird gemäß Schritt 8 der Begren­ zungszähler um einen geeigneten Wert vergrößert, wobei dies innerhalb des Programmablaufs automatisch mittels eines ent­ sprechenden Zählerinkrements erfolgt. In jedem Fall wird ge­ mäß Schritt 9 überprüft, ob der Begrenzungszähler größer als ein vorgegebener Wert ist. Ist dies nicht der Fall, das heißt, wird noch keine Begrenzung ermittelt, wird im Schritt 10 überprüft, ob die Lichtintensität, also letztlich die Steuergröße für die Lichtquelle, kleiner als ein oberer Grenzwert ist. Ist dies ebenfalls nicht der Fall, das heißt, ist die Steuergröße beziehungsweise Intensität gleich oder größer als der obere Grenzwert, bedeutet dies, daß die Licht­ quelle zu schwach ist (Schritt 11), eine Fehlermeldung ist auszugeben und der Abgleich im Schritt 12 abzubrechen. Sind im anderen Fall die Lichtintensität beziehungsweise die Steuer­ größe kleiner als der obere Grenzwert, so wird im Schritt 13 die Lichtintensität beziehungsweise die Steuergröße für die Lichtquelle um die aktuelle Stufe erhöht, höchstens bis zum Maximalwert. Folgt man diesem Pfad, so setzt sich das Verfahren so fort, wie in Fig. 3 gezeigt. Nach Erhöhung der Lichtquellenintensität wird im Schritt 14 überprüft, ob der Stabilitätszähler größer als ein vorgegebener Wert ist. Der Stabilitätszähler überprüft, ob eine hinreichende Stabilität des gemessenen Ist-Signals beziehungsweise des Verhältnisses Ist-Signal zu Soll-Signal trotz einer Änderung der Intensität gegeben ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn trotz Intensitätserhöhung bzw. -erniedrigung um entspre­ chend kleine Intensitätsstufen das Ist-Signal beziehungsweise das Verhältnis um einen bestimmten Wert pendelt. Ist der Sta­ bilitätszähler, der gleichermaßen programmseitig entsprechend inkrementiert wird, größer, so wird im Schritt 15 überprüft, ob eine Zwischenvariable für die Lichtquellensteuerung gleich 0 ist. Diese Zwischenvariable stellt jeweils den Intensitäts­ wert beziehungsweise die Steuergröße des vorherigen Schrittes dar. Mit der Abfrage wird erreicht, daß jeweils die Intensi­ tät gespeichert und für den nachfolgenden Abgleich verwendet wird, die bei einem Pendeln um den vorgebenen Wert diejenige ist, bei der das Ist-Signal beziehungsweise das Verhältnis größer als der vorgegebene Wert ist, da stets sichergestellt sein soll, daß auch die abgeglichene Intensität immer ein größeres Signal als das Soll-Signal liefert. Erfüllt die Zwi­ schenvariable die Bedingung gemäß Schritt 15, so ist diese Variable gemäß Schritt 16 zu laden. Sie wird anschließend für den G1-Spannungsabgleich verwendet. Ist die Bedingung gemäß Schritt 15 nicht erfüllt, so sind der aktuelle Intensitätswert beziehungsweise die aktuelle Steuerungsgröße gemäß Schritt 17 zu speichern, da allein diese die Bedingung erfüllt. Im Schritt 18 wird dann der Intensitätsabgleich abgebrochen, da die entsprechend abgeglichene Lichtintensität bestimmt wurde.

Wie im Schritt 9 in Fig. 1 angegeben, wird dort überprüft, ob der Begrenzungszähler größer als ein vorgegebener Wert ist. Ist dies der Fall, so ist eine Signalbegrenzung durch zu niedrige G1-Spannung gegeben. Im Schritt 19 wird deshalb überprüft, ob die G1-Spannung kleiner als ein oberer Grenz­ wert ist, das heißt, ob sie überhaupt noch erhöht werden kann. Ist dies der Fall, wird gemäß Schritt 20 die G1-Span­ nung um eine Spannungsstufe erhöht, die Routine kehrt wieder zum Anfang zurück. Ist dies nicht der Fall, so bedeutet dies gemäß Schritt 21, daß die Videoröhre den gewünschten Strahl­ strom nicht liefern kann, eine Fehlermeldung ist auszugeben und der Intensitätsabgleich gemäß Schritt 22 abzubrechen.

Wie bereits bezüglich Schritt 4 beschrieben, wird dort über­ prüft, ob das Ist-Signal kleiner als das Soll-Signal ist. Ist dies nicht der Fall, so setzt sich die Abgleichroutine wie in Fig. 2 angegeben fort. Gemäß Schritt 23 wird überprüft, ob Ist-Signal = Soll-Signal gilt. Ist dies der Fall, wird im Schritt 24 der Begrenzungszähler auf 0 gesetzt, der Stabili­ tätszähler wird inkrementiert und die Steuergröße für die Lichtquelle in der Zwischenvariable gespeichert. Im Schritt 25 wird überprüft, ob das Ist-Signal der vorherigen Messung gleich dem Ist-Signal der jetzigen Messung ist. Ist dies der Fall, wird die Lichtintensität beziehungsweise die Steuer­ größe gemäß Schritt 26 abgespeichert, das Abgleichverfahren ist gemäß Schritt 27 beendet. Andernfalls setzt sich die Rou­ tine wie gemäß Fig. 3 beschrieben fort.

Ergibt die Überprüfung gemäß Schritt 23, daß das Ist-Signal ungleich dem Soll-Signal ist, wird gemäß Schritt 28 über­ prüft, ob die Lichtintensität beziehungsweise die Steuergröße für die Lichtquelle größer als ein unterer Grenzwert ist. Ist dies nicht der Fall, bedeutet dies, daß ein Meßfehler vor­ liegt oder aber daß Fremdlicht die Messung beeinflußt. Gemäß Schritt 29 wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben und gemäß Schritt 30 erfolgt der Abbruch des Abgleichs.

Ist die Bedingung gemäß Schritt 28 aber erfüllt, wird im Schritt 31 überprüft, ob bei der vorherigen Messung das Soll- Signal größer als das Ist-Signal war und ob die Stufengröße für die Intensitätserhöhung den Minimalwert besitzt. Ist die Bedingung erfüllt, wird der Stabilitätszähler gemäß Schritt 32 inkrementiert und die Intensität beziehungsweise die Steu­ ergröße in der Zwischenvariable abgespeichert. Anschließend wird - wie auch bei Nichterfüllung der Bedingung gemäß Schritt 31 - die Lichtintensität um die aktuelle Intensitäts­ stufe verkleinert, jedoch nur bis zum Minimalwert. Dies wird im Schritt 34 überprüft. Ist die Stufe größer als der Mini­ malwert, so wird gemäß Schritt 35 die Stufe um einen Faktor verkleinert, jedoch wiederum nur bis zum Minimalwert. Gemäß Schritt 36 wird anschließend noch der Begrenzungszähler zu­ rückgesetzt, was ebenfalls der Fall ist, wenn die Bedingung gemäß Schritt 34 nicht erfüllt ist. Auch hier setzt sich der Abgleich wie in Fig. 3 dargestellt fort.

Das gezeigte Flußdiagramm gibt in anschaulicher Weise den Ab­ lauf des dynamischen Intensitätsabgleichs wieder. Es ist er­ sichtlich, daß der erfindungsgemäße Abgleich ein "automati­ sches" Herantasten an den bezüglich der Vorgaben optimierten Intensitätswert ermöglicht. Ein erstes Beispiel für den Ab­ lauf eines derartigen Abgleichs zeigt Fig. 4. Die oberste Kurve gibt die Lichtintensität beziehungsweise die Steuergröße für die Lichtquelle an. Die nächstfolgende Kurve zeigt das gemessene Ist-Signal (durchgezogene Linie) und das vorge­ gebene Soll-Signal (gestrichelte Linie). Darunter ist der Verlauf des Stabilitätszählers sowie der G1-Spannung darge­ stellt. Wie Fig. 4 zeigt, wird zunächst die Lichtintensität stufenweise erhöht, was in einer entsprechenden Erhöhung des Ist-Signals resultiert. Die Erhöhung resultiert im vierten Schritt jedoch zu einer solchen Ist-Signal-Erhöhung, daß hierbei das Soll-Signal überschritten wird. Ablaufgemäß wird anschließend die Lichtintensität um eine entsprechende Stufe zurückgenommen und anschließend um zwei kleinere Intensitäts­ stufen wieder erhöht, wobei die zweite Erhöhung wieder zu einem Überschreiten des Soll-Signals führt. Der erneuten Intensitätserhöhung folgt wiederum eine Intensitätserhöhung um eine entsprechend niedrigere Stufe, die jedoch ebenfalls zu einem Überschreiten des Soll-Signals führt. Nach erneuter Erniedrigung wird wieder stufenweise erhöht, wobei hier die minimale Intensitätserhöhungsstufe bereits erreicht ist. Ersichtlich übersteigt bei der dritten Erhöhungsstufe das Ist-Signal wieder das Soll-Signal. Anschließend wird mit je­ dem Erhöhungs- und Absenkungszyklus um die Minimalstufe ein Pendeln um das Soll-Signal festgestellt. Der Verlauf des Stabilitätszählers zeigt, daß bereits beim ersten Überschrei­ ten des Soll-Signals bei minimaler Intensitätserhöhungsstufe der Stabilitätszähler um 1 erhöht wird. Dies erfolgt mit jedem Pendelzyklus, bis der Stabilitätszähler genügend hoch ist. Der hier gegebene Intensitätswert ist dann derjenige, der als Abgleichswert übernommen wird. Wie Fig. 4 zeigt, bleibt die G1-Spannung während der gesamten Zeit gleich, das heißt, eine Begrenzung tritt nicht auf.

Einen Begrenzungsfall zeigt demgegenüber Fig. 5. Gezeigt ist hier der Verlauf der Lichtintensität, des Ist- und des Soll-Signals sowie entsprechenden G1-Spannungsbegren­ zungswerte, der Stabilitätszähler, der Begrenzungszähler so­ wie die G1-Spannung selbst. Auch hier wird die Intensität stufenweise erhöht. Die G1-Spannung ist zunächst auf dem Wert Ug11, wobei der zugehörige Signalbegrenzungswert bezüglich der Ist-Signal- und Soll-Signal-Kurven eingezeichnet ist. Er­ sichtlich wird ab der zweiten Erhöhung trotz gegebener Intensitätserhöhung das Signal abgeschnit­ ten. Dieses Abschneiden, also das Nichtansteigen des Ist-Signals trotz gegebener In­ tensitätserhöhung führt mit der dritten Intensitätserhöhung zur Erhöhung des Begrenzungszählers, gleichwie auch für die vierte Intensitätserhöhung. Der Begrenzungszähler erreicht dann die Obergrenze, was dazu führt, daß die G1-Spannung auf Ug12 erhöht wird. Hierbei verschiebt sich dann der jeweilige Spannungsbegrenzungswert, wie ebenfalls bezüglich der Ist-Si­ gnal-Kurve eingezeichnet. Infolge der Spannungserhöhung ist es nun möglich, die Pixel vollständig auszulesen, wobei in diesem Fall ermittelt wird, daß das Ist-Signal deutlich ober­ halb des Soll-Signals liegt. Dies führt nun dazu, daß stufen­ weise mit entsprechend jeweils verringerten Intensitätsstufen die Lichtintensität zurückgenommen wird, und zwar solange, bis erstmals das Ist-Signal das Soll-Signal unterschreitet. Bei der nachfolgenden Intensitätserhöhung wird gemäß dem Bei­ spiel der Sollwert wieder überschritten, das heißt, es ist der Bereich erreicht, in dem ein Pendeln um das Soll-Signal ein­ setzt. Auch hier wird dann der Stabilitätszähler entsprechend solange erhöht, bis er den gesetzten oberen Wert einnimmt, wonach die entsprechende Lichtintensität als Abgleichswert übernommen wird.

Die Fig. 6 und 7 zeigen schließlich ein Flußdiagramm für den G1-Spannungsabgleich. Dieser wird gemäß Schritt 37 gestartet, wonach im Schritt 38 die maximale G1-Spannung eingestellt wird, die beim Intensitätsabgleich verwendet wurde. Gleich­ zeitig wird die Stufenweite für die G1-Spannung auf einen Startwert gesetzt. Der Stabilitätszähler sowie sonstige Va­ riablen werden initialisiert. Im Schritt 39 wird das Ist-Si­ gnal solange gemessen, bis ein stabiler Wert gegeben ist, wo­ bei im Schritt 40 geprüft wird, ob das Ist-Signal größer als das Soll-Signal ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 41 kontrolliert, ob die G1-Spannung größer als ein unterer Grenzwert ist. Ist dies nicht der Fall, so liegt ein Meßfeh­ ler vor, was gemäß Schritt 42 zu einer Fehlermeldung und im Schritt 43 zu einem Abbruch des Abgleichs führt. Ist die Be­ dingung gemäß Schritt 41 erfüllt, wird gemäß Schritt 44 die G1-Spannung um eine Stufe erniedrigt, höchstens aber nur bis zu einer unteren Grenzwertstufe. Ferner wird abgespei­ chert, daß die G1-Spannung abgesenkt wurde. Das Verfahren setzt sich in diesem Fall wie in Fig. 7 gezeigt fort, wobei im Schritt 45 überprüft wird, ob der Stabilitätszähler größer als ein vorgegebener Wert ist und der Betrag "Soll-Signal - Ist-Signal" kleiner als eine geforderte Genauigkeit ist. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren wieder zum Anfang gemäß Fig. 6 zurück. Andernfalls wird die G1-Spannung bezie­ hungsweise die entsprechende Steuergröße im Schritt 46 ge­ speichert, gemäß Schritt 47 ist der Abgleich beendet.

Ergibt die Überprüfung im Schritt 40, daß das Ist-Signal nicht größer als das Soll-Signal ist, wird im Schritt 48 überprüft, ob beide Signale gleich sind. Ist dies der Fall, wird der Stabilitätszähler im Schritt 49 erhöht, gleichzeitig wird abgespeichert, daß die G1-Spannung nicht abgesenkt wurde, das Verfahren setzt sich gemäß Fig. 7 fort. Andernfalls erfolgt im Schritt 50, eine Überprüfung, ob die G1-Spannung kleiner als ein oberer Grenzwert ist. Ist dies nicht der Fall, wird die G1-Spannung, sofern dies nicht bereits der Fall ist, auf den oberen Grenzwert gemäß Schritt 51 gesetzt, wonach im Schritt 52 eine Fehlermeldung ausgegeben wird, daß die Röhre den gewünschten Strahlstrom nicht liefern kann. Anschließend erfolgt gemäß Schritt 53 der Abbruch.

Ist die Bedingung gemäß Schritt 50 erfüllt, wird die G1-Spannung um einen Betrag er­ höht, der etwas größer als die aktuelle Schrittweite ist, je­ doch nur bis zu einem oberen Grenzwert (Schritt 54). An­ schließend wird im Schritt 55 überprüft, ob die G1-Spannung vorher abgesenkt wurde. Ist dies der Fall, wird im Schritt 56 der Stabilitätszähler erhöht und abgespeichert, daß die G1- Spannung nicht abgesenkt wurde. In beiden Fällen erfolgt dann eine proportionale Reduktion der Stufenweite im Schritt 57, jedoch nur bis zu einem Minimalwert. Das Verfahren setzt sich dann wieder gemäß Fig. 7 fort.

Fig. 8 zeigt schließlich ein Beispiel für den Ablauf des Spannungsabgleichs. Dargestellt ist hier die stets gleich­ bleibende Lichtintensität, der Verlauf der G1-Spannung, dar­ unter der des Ist-Signals sowie des Soll-Werts, anschließend noch der des Stabilitätszählers sowie die Änderung der Schrittweite. Die G1-Spannung wird zunächst in zwei Stufen ernie­ drigt, wobei mit der zweiten Erniedrigung das Ist-Signal das Soll-Signal unterschreitet. Anschließend wird die G1-Spannung um eine größere Stufe als die vorherige Absenkungsstufe erhöht, wonach das Ist-Signal das Soll-Signal wiederum überschreitet. Die nachfolgende Erniedrigung führt wiederum zu einem Unterschreiten, wonach erneut um eine größere Stufe erhöht wird. In jedem Fall wird der Stabilitätszähler erhöht. Nach der zweiten Erhöhung wird die G1-Spannung um insgesamt drei be­ reits relativ kleine Intensitätsstufen erniedrigt, wobei die dritte Erniedrigung wieder zu einem Unterschreiten führt. Durch die entsprechend größere Erhöhungsstufe übersteigt das Ist-Signal wiederum das Soll-Signal, wonach wiederum um zwei bereits die minimale Schrittweite darstellende Stufen ernied­ rigt wird. Anschließend erfolgt jeweils ein Erhöhungs- und ein Erniedrigungszyklus, wobei der Stabilitätszähler jeweils mit jedem Unterschreiten erhöht wird, solange, bis er die Ober­ grenze erreicht. In diesem Fall wird dann der entsprechende G1-Spannungswert als Abgleichswert übernommen. Wie Fig. 8 deutlich zeigt, wird auch hier eine dynamische Anpassung der Abgleichschritte vorgenommen. Die Erhöhung der G1-Spannung um eine gegenüber der erniedrigenden Spannungsstufe größere Stufe bewirkt, daß sichergestellt ist, daß bei der nächsten Messung die Kapazitäten der Pixel vollständig entladen werden und hieraus keine Fehler resultieren.

Claims (18)

1. Verfahren zur Ermittlung einer für den nachfolgenden Be­ trieb einer Videoröhre erforderlichen G1-Spannung, bei dem einem lichtempfindlichen Element der Videoröhre Licht zuge­ führt und basierend auf dem am lichtempfindlichen Element er­ haltenen Bildsignal die G1-Spannung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst bei einer nicht abgeglichenen und gegebenenfalls zu ändernden G1-Spannung ein Abgleich der Intensität des zugeführten Lichts zur Ermittlung einer Lichtintensität erfolgt, bei der ein innerhalb einer vorbestimmten Bestrahlungsdauer zu erzie­ lendes, vorbestimmtes Verhältnis des am lichtempfindlichen Element gegebenen Ist-Signals zu einem vorbestimmten Soll- Signal gegeben ist, wonach unter Beibehaltung der ermittelten Lichtintensität ein Abgleich der G1-Spannung zur Ermittlung der jenigen G1-Spannung erfolgt, bei der das vorbestimmte Verhältnis des Ist-Signals zum Soll-Signal gegeben ist, wobei beide Abgleichvorgänge im wesentlichen automatisch gesteuert erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Einstellen der G1-Spannung und damit des von der Röhrenka­ thode emittierten Strahlstroms auf einen beliebigen Wert,
• b) Belichten des lichtempfindlichen Elements der Videoröhre mit Licht einer ersten Intensität,
• c) Auslesen des Ist-Signals am lichtempfindlichen Element,
• d) Vergleichen des Ist-Signals mit einem vorbestimmten Soll- Signal,
• e) Erhöhen der Intensität des dem lichtempfindlichen Element zugeführten Lichts um eine Intensitätsstufe, wenn kein vorbe­ stimmtes Verhältnis Ist-Signal zu Soll-Signal, insbesondere wenn Ist-Signal < Soll-Signal gegeben ist unter Beibehaltung der G1-Spannung,
• f) Wiederholen der Schritte c) bis e) solange, bis entweder
  • 1. das vorbestimmte Verhältnis Ist-Signal zu Soll-Signal, insbesondere mit Ist-Signal ≧ Soll-Signal, gegeben oder über­ schritten ist, wobei die gegebene Lichtintensität ein Maß für die beizubehaltende Lichtintensität und die gegebene G1-Span­ nung ein Maß für die G1-Abgleichsspannung ist, oder bis
  • 2. ohne Erfüllung der Bedingung gemäß f1) die kontinuierlich ermittelte Änderung des Ist-Signals oder des Verhältnisses Ist-Signal. Soll-Signal während wenigstens zweier aufeinan­ derfolgender Intensitätserhöhungen unzureichend ist, an­ schließend
  • 3. Erhöhen der G1-Spannung um eine Spannungsstufe, und
  • 4. Wiederholen der Schritte c) bis k2), sofern die Bedingung gemäß f1) trotz Spannungserhöhung nicht erfüllt ist, solange, bis die Bedingung gemäß f1) erfüllt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Überschreiten des vorbestimmten Verhältnisses die Lichtinten­ sität um eine oder mehrere, gegebenenfalls gegenüber den er­ höhenden Intensitätsstufen veränderte Intensitätsstufen abge­ senkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem infolge der Intensitätsabsenkung gegebenen Unterschreiten des vorbestimmten Verhältnisses die Lichtintensität um eine oder mehrere, gegebenenfalls gegenüber der jeweils absenkenden In­ tensitätsstufe kleinere Intensitätsstufen erhöht und an­ schließend um eine oder mehrere, gegebenenfalls gegenüber der jeweils erhöhenden Intensitätsstufe gleiche oder veränderte Intensitätsstufen abgesenkt wird, wobei die signalstromver­ gleichsabhängige Intensitätserhöhung und -absenkung solange erfolgt, bis eine minimale Intensitätsstufe erreicht ist und sich das kontiniuerlich ermittelte Vergleichsergebnis Ist- Signal zu Soll-Signal bei wenigstens einem Erhöhungs- und Ab­ senkungszyklus von "<" auf "<" oder umgekehrt ändert oder den vorbestimmten Wert einnimmt, oder wenn trotz Intensitätsände­ rung das Vergleichsergebnis während einer vorbestimmten Zeit unverändert bleibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede In­ tensitätsstufe gespeichert wird und als abgeglichene Licht­ intensität stets eine Intensität gewählt wird, bei der Ist- Signal Soll-Signal ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ab­ gleich und Einstellung der Lichtintensität die G1-Spannung um wenigstens eine Spannungsstufe abgesenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die G1- Spannung im Fall einer vorherigen Erhöhung derselben um we­ nigstens eine gegenüber der erhöhten Spannungsstufe kleinere Spannungsstufe abgesenkt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem infolge der Spannungsabsenkung gegebenen Unterschreiten des vorbestimmten Verhältnisses die G1-Spannung um eine oder mehrere, vorzugsweise gleiche oder etwas größere Spannungs­ stufen als die letzte absenkende Spannungsstufe erhöht und an­ schließend um eine oder mehrere gegenüber der jeweils erhö­ henden Spannungsstufe kleinere Spannungsstufen erniedrigt wird, wobei die signalstromvergleichsabhängige Spannungserhö­ hung und -absenkung solange erfolgt, bis eine minimale Span­ nungsstufe erreicht ist und sich das kontiniuerlich ermit­ telte Vergleichsergebnis Ist-Signal zu Soll-Signal bei wenig­ stens einem Erhöhungs- und Absenkungszyklus von "<" auf "<" oder umgekehrt ändert oder den vorbestimmten Wert einnimmt, oder wenn trotz Spannungssänderung das Vergleichsergebnis während einer vorbestimmten Zeit unverändert bleibt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erhö­ hende Spannungsstufe jeweils größer oder gleich ist als die zeitlich frühere erniedrigende Spannungsstufe.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kon­ tinuierliche Vergleich zweier aufeinanderfolgender Ist-Si­ gnale zur Ermittlung einer etwaigen unzureichenden Änderung des Ist-Signals unter Berücksichtigung der Größe der vorange­ henden Intensitätserhöhung erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede G1- Spannung gespeichert wird und als abgeglichene G1-Spannung stets eine Spannung gewählt wird, bei der Ist-Signal = Soll- Signal ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die G1- Spannung, insbesondere gemäß Schritt a), auf den höchsten im Rahmen eines vorherigen Betriebs der Videoröhre verwendeten Spannungswert eingestellt wird.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Vorlichtquelle verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er­ zeugung des Ist-Signals zunächst die Vorlichtquelle bei ge­ sperrtem Strahlstrom eingeschaltet wird, und der Strahlstrom zum Auslesen des Ist-Signals erst nach Ablauf einer vorbe­ stimmten Zeit freigegeben wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Er­ füllung des jeweils geforderten Verhältnisses Ist-Signal zu Soll-Signal, insbesondere bei Ist-Signal = Soll-Signal der ermittelte Betriebsparameter der Vorlichtquelle zur Erzeugung der abgeglichenen Lichtintensität und der G1-Abgleichsspan­ nungswert gespeichert werden.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Er­ reichen einer maximalen G1-Spannung oder einer maximalen Lichtintensität ohne Erfüllung des geforderten Verhältnisses Ist-Signal zu Soll-Signal der Abgleich unter Ausgabe einer Fehlermeldung automatisch abgebrochen wird.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mes­ sung des Ist-Signals nur innerhalb eines begrenzten Meßfeldes des lichtempfindlichen Elements erfolgt.

18. Einrichtung zur Bildaufnahme und -ausgabe, mit einer Vi­ deoröhre und einer deren Betrieb steuernden Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Verarbeitungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 17 ausgebildet ist.