DE19926487A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Konvergenzkorrektur in einem Fernsehgerät - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Konvergenzkorrektur in einem FernsehgerätInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konvergenzkorrektur in einem Fernsehgerät und ein Fernsehgerät, insbesondere ein Projektionsfernsehgerät mit jeweils einer monochromatischen Bildröhre für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau, deren Bilder auf einem Bildschirm projizierbar sind. Jeder Bildröhre ist eine Korrektureinrichtung zugeordnet, die eine Konvergenzschaltung umfaßt. DOLLAR A Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, am nicht sichtbaren Bildschirmrand Konvergenzkorrekturwerte durch Messung zu bestimmen und dann durch Interpolation dieser Werte Konvergenzkorrekturwerte für den gesamten Bildschirm zu berechnen. DOLLAR A Aus diesem Grund ist das erfindungsgemäße Fernsehgerät derart ausgebildet, daß am Rand des Bildschirms, in dessen nicht sichtbaren Bereich eine Anzahl von Sensoren angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen
Konvergenzkorrektur in einem Fernsehgerät sowie ein
Fernsehgerät mit einer Konvergenzkorrektureinrichtung.
Konvergenzkorrektureinrichtungen dienen zur Korrektur
von Parametern in der Rasterablenkung, z. B. der Korrektur
von Nord/Süd- und Ost/West-Verzeichnungen, von
Kissenverzeichnungen, von Nichtlinearitäten in der Ablenkung
und sonstiger Geometriefehler in horizontaler oder
vertikaler Richtung. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist die
Konvergenzkorrektur bei einem Fernsehprojektionsgerät, bei
dem die Bilder von drei monochromatischen Bildröhren auf
eine Bildfläche projiziert werden. Unter Fernsehgerät wird
dabei jedes Gerät mit elektronischer, rasterweiser
Bildwiedergabe verstanden. Das Gerät kann von einem
Fernsehrundfunksignal oder auch als reiner Monitor von einem
RGB-Signal, einem FBAS-Signal oder getrennt mit einem
Leuchtdichtesignal und einem Farbträger von einer beliebigen
Videosignalquelle gespeist sein.
Die Korrektur der Ablenkparameter wird anhand von
Korrekturwerten vorgenommen, die in einer
Konvergenzschaltung abgespeichert sind. Die abgespeicherten
Korrekturwerte werden in einem Digital/Analog-Wandler in ein
analoges Steuersignal umgewandelt und einer aus
Vorverstärker und Endverstärker bestehenden Treiberschaltung
zugeführt. Diese Treiberschaltung gibt einen dem
Korrekturwert entsprechenden Strom an eine Korrekturspule
ab.
Die Einzelheiten einer derartigen Konvergenzkorrektur
schaltung sind z. B. in den Anmeldungen DE 198 01 968, DE 198
01 966 und DE 42 14 317 veröffentlicht. Die Konvergenzschal
tung selbst ist nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindungen.
Die Konvergenzkorrekturwerte hängen u. a. auch von dem
Erdmagnetfeld ab, das am Aufstellort des Fernsehgerätes
herrscht. Das hat zur Folge, daß die Konvergenzkorrektur
nach einem Transport des Gerätes - z. B. von dem Hersteller
zum Kunden - nachkorrigiert werden muß, um eine optimale
Einstellung zu erzielen. Ganz entsprechendes gilt natürlich
auch, wenn sich durch reparaturbedingten Austausch von
Teilen oder durch äußere Einflüsse der mechanische Aufbau
des Gerätes verändert.
Bei bekannten Geräten wird zur Konvergenzkorrektur in
einer besonderen Betriebsart auf dem Bildschirm ein Raster
in den drei Grundfarben rot, grün und blau dargestellt. Nun
kann man z. B. mittels der Fernbedienung die drei Grundfarben
des Rasters zur Deckung bringen, indem er die
Konvergenzwerte sukzessive für jeden Kreuzungspunkt des
Rasters korrigiert. Die Konvergenzwerte werden in einem
dafür vorgesehenen Speicher in dem Gerät automatisch
abgespeichert. Bei beispielsweise elf horizontalen und
fünfzehn vertikalen Rasterlinien sind somit für 165
Kreuzungspunkte für drei Grundfarben jeweils ein hori
zontaler und ein vertikaler Konvergenzwert abzuspeichern,
insgesamt also 990 Werte. Dies ist langwierig und mühsam,
zumal die optimale Einstellung häufig nicht in einem
einzigen Durchgang gefunden wird. Ausserdem ist dieser
Abgleich nur von geschulten Personen zu bewältigen.
Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, Konvergenz
korrekturwerte erheblich leichter zu ermitteln und
abzuspeichern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1
gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß
der Benutzer auf einfache Weise, z. B. auf Knopfdruck, eine
automatische Konvergenzkorrektur auslösen kann. Das
Verfahren zeichnet sich auch dadurch aus, daß es sich auf
eine geringe Anzahl von optischen Sensoren stützt, die
außerhalb des sichtbaren Bereichs des Bildschirms angeordnet
sind und daher den Bildeindruck auf dem Schirm nicht
beeinträchtigen. Dennoch ist es möglich, die Konvergenz auf
dem gesamten Bildschirm zu korrigieren.
Erfindungsgemäß wird dieses Ergebnis durch
Interpolation derjenigen Korrekturwerte erreicht, die
mittels der nicht sichtbaren, am Bildschirmrand
angeordneten, optischen Sensoren bestimmt werden. Die Art
und Weise, wie die Position eines Markers in Bezug auf einen
Sensor festgestellt wird, ist z. B. in der DE 197 00 204
offenbart. Dieses Verfahren ist nicht Gegenstand der
vorliegenden Erfindungen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die
gemessenen Korrekturwerte in horizontaler Richtung
interpoliert. Die ermittelten Interpolationsfunktionen
erlauben die Berechnung von weiteren Konvergenzkorrektur
werten, die vorzugsweise auf vertikalen Linien des
Konvergenzrasters liegen. Die auf diese Weise bestimmten
Konvergenzwerte bilden ihrerseits wieder Stützpunkte zur
Berechnung von Interpolationsfunktionen, die sich in
vertikaler Richtung des Bildschirms erstrecken. Die
Berechnung von Zwischenwerten mittels dieser letztgenannten
Interpolationsfunktionen gestattet es, für jeden
Kreuzungspunkt des Konvergenzrasters Konvergenzkorrektur
werte anzugeben.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, als
Interpolationsfunktion Polynome zu verwenden, deren Grad
durch die Anzahl der jeweils zur Verfügung stehenden
Stützpunkte begrenzt ist. Besonders geeignet sind hierfür
Geraden oder Parabeln. Der Vorteil dieser Funktionen ist,
daß bereits bei geringem Rechenaufwand eine gute
Konvergenzkorrektur erreicht wird.
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungs
gemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, daß im
sichtbaren Bereich des Bildschirms ein ortsfester Marker
angezeigt wird und daß bewegbare Marker in den anderen
Grundfarben mit dem ortsfesten Marker zur Deckung gebracht
werden. Dies gestattet es, die Genauigkeit der Konvergenz
korrektur zu erhöhen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur
Darstellung des ortsfesten Markers diejenige Lichtquelle
gewählt wird, die aufgrund ihrer Anordnung in Bezug auf den
Bildschirm eine Abbildung mit den geringsten Abbildungs
fehlern ermöglicht. In der Regel ist das die Farbe Grün.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein
Fernsehgerät zu schaffen, das alle Voraussetzungen aufweist,
um das eingangs beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur
Konvergenzkorrektur ausführen zu können.
Diese Aufgabe wird durch ein Fernsehgerät nach Anspruch
9 gelöst. Ein Vorzug des erfindungsgemäßen Fernsehgerätes
ist es, daß die zur Durchführung einer weitgehend automati
sierten Konvergenzkorrektur unverzichtbaren optischen
Sensoren am Rand des Bildschirms angeordnet sind, wo sie für
den Betrachter nicht mehr sichtbar sind.
Das Fernsehgerät ist zweckmäßigerweise auch mit einem
Videogenerator ausgerüstet, der es gestattet, Marker in
allen Grundfarben darzustellen und diese auf dem Bildschirm
beliebig zu positionieren.
Vorteilhafterweise ist das Fernsehgerät auch mit einer
Steuereinrichtung versehen, die es ermöglicht, die
Konvergenzspulen jeder Bildröhre mit einem Strom derart zu
beaufschlagen, daß die Ist-Position eines Markers solange
verschoben wird, bis diese mit einer Soll-Position über
einstimmt, die durch die Lage eines Sensors vorgegeben ist.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Fernsehgerätes ist ungefähr im Zentrum des Bildschirms ein
optischer Sensor angeordnet, der es gestattet Konvergenz
korrekturwerte auch im Innenbereich des Bildschirms zu
ermitteln.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielhaft
dargestellt, wobei einander entsprechende Elemente mit
denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Bildschirm eines erfindungs
gemäßen Farbfernsehgerätes ohne Konvergenzkorrektur,
Fig. 2 schematisch eine Konvergenzkorrektureinrichtung,
Fig. 3 der Bildschirm des Fernsehgerätes aus Fig. 1 in einem
vergrößerten Maßstab mit eingeblendetem Konvergenzraster,
Fig. 4 der Bildschirm aus Fig. 3, wobei angedeutet ist, an
welchen Positionen Konvergenzwerte gemessen und berechnet
werden,
Fig. 5 der Bildschirm aus Fig. 3, nachdem die Berechnung der
Konvergenzkorrekturwerte abgeschlossen ist,
Fig. 6 einen Bildschirm eines Projektionsfernsehgerätes mit
vier Sensoren,
Fig. 7 einen Bildschirm eines Projektionsfernsehgerätes mit
sechs Sensoren und
Fig. 8 den Bildschirm eines Projektionsfernsehgerätes aus
Fig. 7 in einer abgewandelten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht von vorn den
Bildschirm 1 eines erfindungsgemäßen Fernsehgerätes auf den
die Bilder von drei monochromatischen Bildröhren 2, 3, 4
projiziert sind. Wie in der Figur schematisch dargestellt
ist, sind die Bildröhren 2 . . 4 geometrisch unterschiedlich
angeordnet. Daher treten auf dem Bildschirm Abbildungsfehler
auf, die für die einzelnen Bildröhren unterschiedlich sind.
Diese Bildfehler werden mit zusätzlichen Korrekturspulen
korrigiert, welche vor den eigentlichen Ablenkspulen auf dem
Spulenhals der Bildröhren montiert sind. Die Korrektur
erfolgt für jede einzelne Bildröhre 2 . . 4 sowohl in
horizontaler als auch in vertikaler Richtung, d. h.
insgesamt sind sechs Korrekturspulen mit den zugehörigen
Treiberschaltungen in dem Fernsehgerät vorhanden, die durch
jeweils eine Konvergenzschaltung angesteuert sind. Eine
Korrekturspule mit der zugehörigen Beschaltung wird als
Konvergenzkanal bezeichnet, so daß das Fernsehgerät
insgesamt sechs Konvergenzkanäle aufweist.
In Fig. 2 ist schematisch das Blockschaltbild eines als
Ganzes mit 5 bezeichneten Konvergenzkanals dargestellt, wie
er im Stand der Technik bekannt ist. Eine Konvergenzschal
tung 6, die als integrierter Schaltkreis ausgebildet ist,
ist mit einem Ausgang 7 an eine Treiberschaltung 8 ange
schlossen, die einen Vorverstärker 9 sowie einen End
verstärker 11 umfaßt. Der Ausgang 12 des Endverstärkers 11
ist an eine Korrekturspule 13 angeschlossen, die den
Elektronenstrahl in der zugeordneten Bildröhre beeinflußt.
Die Korrekturspule 13 ist mit einem Meßwiderstand 14 in
Serie geschaltet. Jeweils eine Konvergenzschaltung 6 mit der
zugehörigen Korrekturspule 13 und Treiberschaltung 8 als
Konvergenzkanal bezeichnet.
Die Konvergenzkorrektur wird anhand von abgespeicherten
digitalen Konvergenzkorrekturwerten vorgenommen. Die
Konvergenzkorrekturwerte sind in einem mit M bezeichneten
Speicher 15 in der Konvergenzschaltung 6 abgespeichert und
werden in einem Digital/Analog-Wandler 16 in eine
entsprechende analoge Spannung umgewandelt. Die Spannung
wird durch einen in der Konvergenzschaltung 6 integrierten
Verstärker 17 verstärkt und am Ausgang 7 an die
Treiberschaltung 8 abgegeben, die den gewünschten
Korrekturstrom in der Korrekturspule 13 erzeugt.
Die Art und Weise wie die Konvergenzkorrekturwerte
verarbeitet werden, um die gewünschte Korrektur des Rasters
auf dem Bildschirm zu erreichen, ist nicht Gegenstand der
vorliegenden Erfindung. Diesbezügliche Verfahren und
Einrichtungen sind z. B. aus den deutschen Patentanmeldungen
DE 197 35 681 und DE 197 04 775 bekannt.
In Fig. 3 ist der Bildschirm aus Fig. 1 in einem
vergrößertem Maßstab dargestellt. Der sichtbare Bereich des
Bildschirms ist von einem Rand 18 umschlossen, der mit einer
breiten durchgezogenen Linie dargestellt ist. Außerhalb des
Randes 18 sind acht mit römischen Ziffern I bis VIII
bezeichnete optische Sensoren angeordnet. Weiterhin ist ein
auf dem Bildschirm 1 eingeblendetes Konvergenzraster 19
gezeigt, das durch dreizehn horizontale und fünfzehn
vertikale Linien 21 bzw. 22 gebildet ist. Für eine
einfachere Beschreibung im folgenden sind in Fig. 3
außerhalb des Bildschirms 1 Achsen H und V mit horizontalen
und vertikalen Koordinaten dargestellt. Das Konvergenzraster
19 erstreckt sich über den Rand 18 hinaus, so daß die
optischen Sensoren I bis VIII im Bereich des Rasters 19
liegen. Die Sensoren sind an eine in der Zeichnung nicht
dargestellte Auswerteschaltung angeschlossen, die ein
entsprechendes Signal abgibt, wenn auf einen der Sensoren
Licht fällt. Dieses Licht wird insbesondere durch sogenannte
Marker erzeugt, die auf dem Bildschirm auch im nicht
sichtbaren Bereich darstellbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert
folgendermaßen:
Basierend auf herstellerseitig im Speicher M (Fig. 2) abgespeicherten Konvergenzkorrekturwerten wird ein grüner Marker auf dem Bildschirm in der Nähe des Sensors I eingeblendet. Der Marker kann z. B. eine rechteckige Form haben. Der Marker wird nun zunächst in horizontaler Richtung verschoben. Die Verschiebung erfolgt durch Veränderung des Stromes in der Konvergenzspule 13 des zugeordneten Konvergenzkanals so lange, bis die horizontale Position des Markers mit der horizontalen Position des Sensors I übereinstimmt. Der Konvergenzkorrekturwert, der dem Konvergenzstrom in der ermittelten Position des Markers entspricht, wird als neuer Korrekturwert für die horizontale Konvergenz der Farbe grün abgespeichert. Dieser Wert wird im folgenden auch kurz als horizontaler Korrekturwert für Grün (EHG1) bezeichnet. Die Größe des Markers ist so gewählt, daß auch bei großen Konvergenzfehlern der Sensor I immer noch getroffen wird. Dieser Vorgang wird in entsprechender Weise für die vertikale Richtung wiederholt, um die vertikale Position des Markers mit der vertikalen Position des Sensors I in Übereinstimmung zu bringen. Der so gefundene Korrekturwert wird als Korrekturwert für die vertikale Konvergenz der Farbe grün abgespeichert (vertikaler Korrekturwert für Grün, EVG1). Nacheinander werden auf diese Weise für alle Sensoren I bis VIII Korrekturwerte für die horizontale und vertikale Konvergenz für die Farbe Grün ermittelt und abgespeichert. Danach werden in entsprechender Weise die Konvergenzkorrekturwerte für die beiden anderen Grundfarben Rot und Blau ermittelt.
Basierend auf herstellerseitig im Speicher M (Fig. 2) abgespeicherten Konvergenzkorrekturwerten wird ein grüner Marker auf dem Bildschirm in der Nähe des Sensors I eingeblendet. Der Marker kann z. B. eine rechteckige Form haben. Der Marker wird nun zunächst in horizontaler Richtung verschoben. Die Verschiebung erfolgt durch Veränderung des Stromes in der Konvergenzspule 13 des zugeordneten Konvergenzkanals so lange, bis die horizontale Position des Markers mit der horizontalen Position des Sensors I übereinstimmt. Der Konvergenzkorrekturwert, der dem Konvergenzstrom in der ermittelten Position des Markers entspricht, wird als neuer Korrekturwert für die horizontale Konvergenz der Farbe grün abgespeichert. Dieser Wert wird im folgenden auch kurz als horizontaler Korrekturwert für Grün (EHG1) bezeichnet. Die Größe des Markers ist so gewählt, daß auch bei großen Konvergenzfehlern der Sensor I immer noch getroffen wird. Dieser Vorgang wird in entsprechender Weise für die vertikale Richtung wiederholt, um die vertikale Position des Markers mit der vertikalen Position des Sensors I in Übereinstimmung zu bringen. Der so gefundene Korrekturwert wird als Korrekturwert für die vertikale Konvergenz der Farbe grün abgespeichert (vertikaler Korrekturwert für Grün, EVG1). Nacheinander werden auf diese Weise für alle Sensoren I bis VIII Korrekturwerte für die horizontale und vertikale Konvergenz für die Farbe Grün ermittelt und abgespeichert. Danach werden in entsprechender Weise die Konvergenzkorrekturwerte für die beiden anderen Grundfarben Rot und Blau ermittelt.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß die
beschriebene Reihenfolge, in der die Korrekturwerte
ermittelt werden, unerheblich ist. D. h. das Ergebnis für die
Korrekturwerte ist unabhängig davon, ob zunächst horizontale
oder vertikale Korrekturwerte bestimmt werden und unabhängig
von der Reihenfolge, in der die Sensoren angesprochen
werden, sowie von der Reihenfolge, in welcher Farbe die
Marker eingeblendet werden.
In dieser Phase des Verfahrens liegen nun für alle drei
Grundfarben horizontale und vertikale Korrekturwerte im
nicht sichtbaren Randbereich des Bildschirms vor.
Grundsätzlich ist es wünschenswert, wenn auch im Inneren des
Bildschirms, z. B. im Zentrum, entsprechende Korrekturwerte
ermittelt werden. Das könnte z. B. durch einen weiteren
Sensor im Zentrum des Schirms ermöglicht werden. Allerdings
könnte sich dieser Sensor störend für den Betrachter
auswirken. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird deshalb ein anderer Weg eingeschlagen.
Anstatt im Zentrum einen Sensor anzuordnen, wird das Zentrum
mit einem kreuzförmigen Cursor 23 markiert.
Selbstverständlich sind auch andere Formen eines Cursors für
diesen Zweck geeignet. Vorteilhafterweise erfolgt die
genannte Markierung der Mitte durch einen grünen Cursor,
denn die Bildröhre für die Farbe Grün zeichnet sich in
diesem Zusammenhang gegenüber den anderen Bildröhren für die
Farben Rot und Blau durch eine in Bezug auf den Bildschirm 1
symmetrischere Anordnung aus, wie es aus Fig. 1 ersichtlich
ist. Aus diesem Grund weist bei noch unkorrigierter
Konvergenz das grüne Konvergenzraster in der Regel die
geringsten Verzerrungen auf, so daß sich die Mitte des
Bildschirms 1 am genauesten anhand des grünen Konvergenz
raster bestimmen läßt.
Konkret wird das Zentrum des Bildschirms 1 aus den
horizontalen Korrekturwerten an den Positionen der Sensoren
II und VII, sowie den vertikalen Korrekturwerten an den
Positionen der Sensoren IV und V durch arithmetische
Mittelwertbildung bestimmt. Die ermittelten vertikalen
Korrekturwerte für Grün für die Sensoren IV und V werden
kurz mit EGV4 und EGV5 bezeichnet. Für den vertikalen
Korrekturwert EGVC im Zentrum ergibt sich somit:
EGVC = (EGV4 + EGV5)/2 (1)
In entsprechender Weise werden die ermittelten horizontalen
Korrekturwerte für Grün für die Sensoren II und VII kurz mit
EGH2 und EGH7 bezeichnet. Für den horizontalen Korrekturwert
EGHC im Zentrum ergibt sich somit:
EGHC = (EGH2 + EGH7)/2 (2)
In dem Zentrum wird ein Cursorkreuz 23 eingeblendet,
wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Nun wird ein roter Cursor
im Zentrum eingeblendet und von dem Benutzer durch manuelle
Steuerbefehle, die z. B. mittels einer Fernbedienung
eingegeben werden, mit dem grünen Cursor 23 zur Deckung
gebracht. Die so ermittelten horizontalen und vertikalen
Konvergenzkorrekturwerte werden ebenfalls in dem Speicher M
abgespeichert abgespeichert. In ganz entsprechender Weise
wird mit einem blauen Cursor verfahren.
Grundsätzlich spielt auch bei der Markierung der Mitte
und der nachfolgenden Bestimmung der Korrekturwerte die
Reihenfolge der Farben keine Rolle, obwohl sich die Farbe
Grün gegenüber den anderen beiden Farben auszeichnet, wie es
weiter oben beschrieben worden ist.
Im Ergebnis liegen jetzt an neun Stellen des
Bildschirms insgesamt 48 horizontale und vertikale
Konvergenzkorrekturwerte für alle drei Grundfarben vor
(48 = 8 × 2 × 3), die als Stützpunkte für die Berechnung von
Korrekturwerten auf dem gesamten Bildschirm 1 dienen. In
einem nächsten Schritt werden zu diesem Zweck Zwischenwerte
der horizontalen Korrekturwerte für Grün berechnet. Dazu
werden die gemessenen horizontalen Korrekturwerte entlang
einer ersten, zweiten und dritten Interpolationsstrecke 26,
27, 28 in horizontaler Richtung interpoliert. Mathematisch
läßt sich das so beschreiben:
δh (x) = a2x2+a1x+a0, (3)
wobei δh(x) der horizontale Korrekturwert an der
horizontalen Koordinate x ist. Die Gleichung 3 gilt jeweils
für die Interpolationsstrecken 26, 27, 28, wobei durch die
Anordnung der Sensoren I bis VIII bzw. des Sensorkreuzes 23
die vertikalen Koordinaten jeweils konstant sind. Die Werte
der horizontalen Koordinaten betragen -6, 0 bzw. +6 wie aus
Fig. 3 ersichtlich ist. Die Lösung für die Koeffizienten
ergibt sich aus
wobei die unbekannten Koeffizienten a0, a1, a2 die
Komponenten eines Vektors A sowie die horizontalen
Korrekturwerte δh(-6), δh(0) und δh(6) die Komponenten eines
Vektors C bilden. In Matrixschreibweise läßt sich die
Gleichung (4) verkürzt darstellen als
C = M × A (4')
Die Auflösung der Gleichung (4') nach A ergibt:
A = M-1 × C (5)
Im Ergebnis erhält man auf diese Weise die
Koeffizienten einer Parabel, welche die gemessenen
horizontalen Korrekturwerte auf der Interpolationsstrecke 26
miteinander verbindet. Eine entsprechende Rechnung wird auch
für die Interpolationsstrecken 27 und 28 ausgeführt. Dann
werden Zwischenwerte berechnet, welche die Korrekturwerte
auf den Schnittpunkten der Interpolationsparabeln mit den
vertikalen Linien 21 des Konvergenzrasters 19 angeben. Es
werden also drei Sätze von Korrekturwerten mit den
Koordinaten (-7, -5.75), (-6, -5.75), . . (7, -5.75); (-7,0),
(-6,0), . . (7,0) und (-7, 5.75), (-6, 5.75), . . (7, 5.75)
berechnet. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 4 der Bildschirm 1
aus Fig. 3 ohne Konvergenzraster 19 dargestellt, wohingegen
die Positionen, an denen Konvergenzwerte berechnet oder
gemessen werden, mit Kreuzen 29 eingezeichnet sind.
Die mit den Kreuzen 29 markierten Korrekturwerte bilden
in vertikaler Richtung wiederum drei Stützpunkte, wie durch
einen Blick auf Fig. 4 zu erkennen ist, so daß mit derselben
Methode Interpolationsparabeln in vertikaler Richtung
berechenbar sind, die in Fig. 5 mit dicken gestrichelten
Linien 31 angedeutet sind. Entlang der Linien 31 werden dann
Korrekturwerte für die Schnittpunkte mit den horizontalen
Linien 22 für das Konvergenzraster 19 berechnet. Die Stellen
auf dem Bildschirm 1, an denen die Korrekturwerte berechnet
werden, sind in Fig. 5 mit Kreuzen 32 angedeutet. Jetzt
stehen auf dem gesamten Bildschirm 1 berechnete horizontale
Korrekturwerte für Grün zur Verfügung. In ganz
entsprechender Weise können für dieselben Stellen auch auf
dem Schirm vertikale Korrekturwerte berechnet werden, wobei
dann die Ausgangsgleichung lautet:
δv (x) = a2x2+a1x+a0 (3'),
wobei δv(x) der horizontale Korrekturwert an der
horizontalen Koordinate x ist. Dieses Vorgehen wird
anschließend für die beiden anderen Grundfarben wiederholt,
so daß dann für alle drei Grundfarben an jedem
Kreuzungspunkt des Konvergenzrasters horizontale und
vertikale Korrekturwerte vorliegen. Die horizontalen und die
vertikalen Konvergenzkorrekturwerte δh bzw. δv werden
jeweils in Form einer Matrix abgespeichert:
wobei der Kürze halber Δ stellvertretend entweder für δh
oder für δv steht.
Die beschriebene Reihenfolge der Berechnung ist nur als
Beispiel zu verstehen und kann in weitem Umfang variiert
werden, ohne am Endergebnis etwas zu ändern und ohne vom
Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Dieser Grundgedanke
der Erfindung besteht darin, am nicht sichtbaren
Bildschirmrand Konvergenzkorrekturwerte durch Messung zu
bestimmen und dann durch Interpolation dieser Werte
Konvergenzkorrekturwerte für den gesamten Bildschirm zu
berechnen.
Es ist auch denkbar, andere Funktionen als Parabeln zur
Interpolation zu verwenden, insbesondere Polynome n-ten
Grades, so daß die Gleichungen (3) und (3') die allgemeine
Form
δhi = In(xi) mit 0 < = i < = n bzw. (6)
δvi = In(xi) mit 0 < = i < = n, (6')
annehmen. Die Lösung für die Polynome In lassen sich nach
bekannten Lösungsschemata nach Lagrange oder Newton
bestimmen. Aus den Gleichungen (6) und (6') ergibt sich
unmittelbar, daß für Interpolationspolynome mit einem
höheren Grad als 2 mehr Sensoren notwendig sind als in Fig.
3 dargestellt sind. Das bedeutet einen größeren Aufwand und
höhere Kosten bei der Herstellung des Fernsehgerätes.
Gleichzeitig erhöht sich auch der Rechenaufwand bei der
Durchführung des Verfahrens, so daß sich bei vorgegebener
Rechenleistung die zur Durchführung der Konvergenzkorrektur
benötigte Zeitdauer erhöht. Dennoch ist es möglich, daß bei
bestimmten Gerätetypen dieser zusätzliche Aufwand
gerechtfertigt ist.
Werden hingegen anstelle von Parabeln lineare
Funktionen zur Interpolation verwendet, gilt umgekehrt, daß
sowohl der apparative Aufwand als auch der Rechenaufwand
verringert wird. In Fig. 6 ist daher eine weitere
Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Der
wesentliche Unterschied dieser Ausführungsform gegenüber der
vorstehend beschriebenen ist, daß anstelle von acht
optischen Sensoren nur mehr vier im nicht sichtbaren Bereich
des Bildschirms angeordnet sind. Die Interpolations
funktionen sind daher Geraden. Wie vorstehend beschrieben,
werden entlang dieser Geraden Zwischenwerte der Konvergenz
korrekturwerte berechnet, die auf den vertikalen Linien 21
des Konvergenzrasters 19 liegen. Von den Zwischenwerten als
Stützpunkten ausgehend, werden in vertikaler Richtung
weitere Interpolationsgeraden berechnet, die sich quer über
den ganzen Bildschirm 1 erstrecken, so daß sich in Bezug auf
die Verteilung der Korrekturwerte im wesentlichen wieder
eine Situation ergibt, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.
Die beschriebene Berechnung wird sowohl für horizontale als
auch vertikale Korrekturwerte für jede Grundfarbe
durchgeführt. Die Reihenfolge der Berechnung ist auch bei
diesem Ausführungsbeispiel weitgehend beliebig, so daß die
beschriebene Reihenfolge nur als Beispiel zu verstehen ist.
In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der
Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform ist mit sechs
Sensoren ausgestattet, die zunächst die Berechnung zweier
Interpolationsparabeln gestatten. Die Zwischenwerte dieser
Parabeln liefern Stützpunkte für vertikale
Interpolationsgeraden, die sich über den gesamten Schirm
erstrecken. Aus Fig. 7 ist für den Fachmann ersichtlich, daß
auch zunächst drei vertikale Interpolationsgeraden berechnet
werden könnten, deren Zwischenwerte als Stützpunkte für
horizontale Interpolationsparabeln dienen.
Diese Überlegung führt zu einer in Fig. 8 dargestellten
Variante der Erfindung, die ebenfalls sechs optische
Sensoren aufweist. In diesem Fall werden zu Anfang drei
horizontale Interpolationsgeraden berechnet, deren
Zwischenwerte Stützpunkte für die Bestimmung von vertikalen
Interpolationsparabeln bilden.
Selbstverständlich ist es auch bei den beiden
letztgenannten Abwandlungen der Erfindung erforderlich, daß
sämtliche Korrekturwerte, d. h. horizontale und vertikale
Korrekturwerte für jede Grundfarbe berechnet werden, auch
wenn das der Kürze halber nicht ausdrücklich erwähnt wurde.
Es wird ebenfalls bemerkt, daß auch bei diesen Abwandlungen
die Reihenfolge der Berechnung weitgehend veränderbar ist,
ohne das Ergebnis zu beeinflussen.
Claims (11)
1. Verfahren zur Konvergenzkorrektur in einem
Projektionsfernsehgerät mit monochromatischen Lichtquellen,
die auf einen Schirm abgebildet werden, dem eine Anzahl (L)
von Sensoren (S1 . . SL) zugeordnet ist und auf welchem ein
Raster mit horizontalen und vertikalen Linien darstellbar
ist, die Kreuzungspunkte bilden, wobei das Verfahren die
folgenden Schritte aufweist:
- a) auf dem Schirm des Projektionsfernsehgeräts wird ein einfarbiger Marker in einer ersten Ausgangslage abgebildet, die einem ersten Sensor (Sk) zugeordnet ist;
- b) der Marker wird so lange verschoben, bis er mit dem Sensor (Sk) zur Deckung kommt;
- c) ein Korrekturwertepaar (Dhk, Dvk) wird abgespeichert, welches der in Schritt b) vorgenommenen Verschiebung entspricht;
- d) die Schritte a) bis c) werden für alle anderen Sensoren (S1 . . Sk-1, Sk+1 . . SL) wiederholt;
- e) zu einander entsprechenden Korrekturwerten (Dhi bzw.
Dvi) einer Auswahl von n Sensoren, die eine erste
Interpolationsstrecke definieren, wird eine Inter
polationsfunktion (f) ermittelt, welche die Bedingung
erfüllt:
Dhi = f (xi) mit 1 < = i < = n bzw.
Dvi = f (xi) mit 1 < = i < = n,
wobei xi eine erste Ortskoordinate der ausgewählten Sensoren bezeichnet, - f) der Schritt f) wird für eine oder mehrere Interpolationsstrecken wiederholt, die im wesentlichen parallel zu der ersten Interpolationsstrecke sind;
- g) entlang der Interpolationsstrecken werden Korrekturwerte (Dhi, Dvi mit i = 1 . . N) berechnet, die auf Schnittpunkten der Interpolationsstrecken mit Linien des Rasters liegen;
- h) entlang der Rasterlinien, die mindestens zwei Schnittpunkte miteinander verbinden, werden gemäß Schritt f) ebenfalls Interpolationsfunktionen berechnet;
- i) entlang derselben Rasterlinien aus Schritt i) werden mittels der Interpolationsfunktionen Korrekturwerte berechnet, die auf den Kreuzungspunkten des Rasters liegen und
- j) die Schritte a) bis j) werden für jede Grundfarbe wiederholt, in welcher der Marker auf dem Schirm darstellbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zusätzlich zu den Korrekturwerten (Dhi, Dvi), die mittels
der Sensoren (S1 . . SL) bestimmt werden, weitere
Korrekturwerte erzeugt werden, indem im sichtbaren Bereich
des Bildschirms ein verschieblicher Marker mit einem
ortsfesten Marker einer anderen Farbe zur Deckung gebracht
wird und die auf diese Weise erzeugten Korrekturwerte bei
der Berechnung der Polynome berücksichtigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der ortsfeste Marker grün ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der ortsfeste Marker ungefähr in der Mitte des Schirms
befindet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Interpolationsfunktion ein Polynom n-ten Grades (In)
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eines der Interpolationspolynome (In) eine
lineare Funktion ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eines der Interpolationspolynome (In) eine
Parabel ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich bei den ausgewählten n Sensoren, die eine
Interpolationsstrecke festlegen, eine erste Ortskoordinate
unterschiedlich ist, während eine zweite Ortskoordinate im
wesentlichen übereinstimmt.
9. Fernsehgerät mit monochromatischen Bildröhren (2, 3,
4), deren Bilder auf einen Bildschirm (1) projizierbar sind
und denen jeweils eine Konvergenzkorrektureinrichtung
zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
am Rand des Bildschirms, in dessen nicht sichtbaren Bereich
eine Anzahl von Sensoren angeordnet sind.
10. Fernsehgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ungefähr im Zentrum des Bildschirms (1) ein optischer
Sensor angeordnet ist.
11. Fernsehgerät, dadurch gekennzeichnet, daß es zur
Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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US09/588,304 US6671004B1 (en) | 1999-06-10 | 2000-06-06 | Method and apparatus for convergence correction in a television set |
CNB001180738A CN1178521C (zh) | 1999-06-10 | 2000-06-07 | 关于电视机中会聚校正的方法 |
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