DE2452892A1

DE2452892A1 - Schaltungsanordnung fuer einen fernsehempfaenger

Info

Publication number: DE2452892A1
Application number: DE19742452892
Authority: DE
Inventors: Yuzo Fuse
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1975-05-22
Also published as: FR2251143B1; IT1025634B; US3949166A; NL7414446A; GB1478159A; JPS5739108B2; DE2452892C2; JPS5080032A; AU7524274A; CA1031067A; FR2251143A1

Description

It 3061

SOlT CORPORATION, Tokyo, Japan

Schaltungsanordnung für einen Fernsehempfänger

Die Erfindung betrifft allgemein Fernsehempfänger und bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung in Anordnungen, xirelche dazu dienen, wiedergegebene Bilder mit verbesserter Schärfe bei Fernsehempfängern zu. erreichen.

Wenn ein Bild auf einem Phosphorschirm einer Kathodenstrahlröhre eines Fernsehempfängers wiedergegeben wird, wird.deshalb , weil ein Strahlstrom in der Kathodenstrahlröhre in einem Teil eines Bildes mit hoher Helligkeit zunimmt, die Größe eines Flecks des Elektronenstrahls auf dem Phosphorschirm groß, und somit wird die Schärfe des wiedergegebenen Bildes unvermeidbar vermindert. .

Wenn beispielsweise ein Video-Signal zwischen einem Schwarzpegel und einem Weißpegel verändert wird, die verhältnismäßig scharf ansteigende und abfallende Flanken haben, wird die Größe eines Elektronenstrahls auf dem Phosphorschirm, welche einem Punkt entspricht, in welchem das Video-Signal auf den Weißpegel ansteigt, und einem Punkt, in welchem das Signal von dem Weißpegel abgefallen ist, verhältnismäßig breit, und zwar ähnlich einem Elektronenstrahl, der einem mittleren Weißpegel entspricht. Somit wird ein entsprechender Helligkeitsabschnitt auf dem Phosphorschirm zu einer kragenähnlichen oder bogenähnlichen Form in der horizontalen Richtung, und somit wird sein Randabschnitt Undefiniert oder unscharf»wodurch die Bildschärfe leidet. Wenn beispielsweise ein rechteckiger heller Abschnitt vorgegebener

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Größe auf einem Phosphorschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt werden soll, und zwar im wesentlichen in der Mitte, wobei die Darstellung durch ein sogenanntes Fenstersignal erfolgt, wie es oben bereits erwähnt wurde, so wird der Fleck des Elektronenstrahls auf dem Phosphorschirm in seinem horizontalen Bandbereich groß, und der Heck wird auch in seinem vertikalen Randbereich groß. Somit wird der tatsächliche Helligkeitsbereich sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung vergrößert, mit dem Ergebnis, daß die Kontur unscharf wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fernsehsignal-Empfangssystem zu schaffen, welches Bilder mit verbesserter Schärfe erzeugt.

Gemäß der Erfindung wird eine Anordnung zur Verwendung in Fernsehempfängern geschaffen, xfelche dazu dient, die Schärfe der Bilder auf einem Schirm einer Kathodenstrahlröhre zu verbessern, wobei ein Elektronenstrahl-Steuersignal, welches auf die Veränderungen im Pegel eines Video-Signals anspricht, erzeugt wird, und einer Strahlfokussierungs-Elektrode der Kathodenstrahlröhre in der Weise zugeführt wird, daß die Form eines Strahlflecks auf dem Schirm in Reaktion auf die Veränderungen im Pegel des Videosignals gesteuert wird, durch welches der Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre in seiner Dichte moduliert wird, so daß dadurch das Bild auf dem Schirm davor bewahrt wird, in seinen Konturen unscharf zu werden.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß ein verbessertes Fernsehsignal-Empfangssystem geschaffen wird, in welchem ein Elektronenstrahl, der nach entsprechender Erzeugung auf einem Phosphorschirm in einer Kathodenstrahlröhre landet, in der Form seines Landungsflecks auf dem Phosphorschiem in Reaktion auf die Veränderungen im Pegel

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des wiederzugebenden Videosignals verändert wird.

Ein weiterer Vorteil gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein verbesserter Fernsehempfänger geschaffen wird, der eine Strahlsteuereinrichtung aufweist, die dazu dient, die Form des Landungsflecks eines Elektronenstrahls auf einem Phosphorschirm in einer Kathodenstrahlröhre in Reaktion auf die Veränderungen in dem Pegel der Videosignale zu verändern, welche der Kathodenstrahlröhre zugeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1A und IB schematische Darstellungen, welche zur Erläuterung der Erfindung dienen,

Fig. 2 ein Schaltschema, welches ein Ausführungsbeispiel eines 'erfindungsgemäßen Fernsehsignal-Empfangssystems darstellt,

Fig. 3A und ^B jeweils ein Wellenformdiagrainm, welches zur Erläuterung des in der Fig. 2 dargestellten Systems dient,

Fig. 4- ein Schaltschema, welches ein Ausführungsbeispiel für Einrichtungen zeigt, die zur Steuerung der Form eines Strahlflecks auf einem Phosphorschirm gemäß der Erfindung dienen, und

Fig. 5 bis 11 schematische Darstellungen, welche zur Erläuterung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems dienen.

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Gemäß der Erfindung wird die Form des Strahlfecks auf dem Phosphorschirm einer Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der Veränderung im Pegel des Videosignals verändert, welches der Kathodenstrahlröhre zugeführt wird, um dadurch ein Bild sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung mit ausreichender Schärfe darzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben·.

Gemäß Fig. 1A und 1B wird nach der Erfindung ein Elektronenstrahlfleck auf dem Phosphorschirm einer Kathodenstrahlröhre in Längsrichtung lang oder in Richtung einer Senkrechten zu der horizontalen Abtastrichtung an solchen Stellen langgestreckt gestaltet, wo der Pegel des Videosignals angehoben und abgefallen ist, und er wird in Seitenrichtung lang oder in der horizontalen Abtastrichtung langgestreckt an solchen Stellen, wo das Videosignal im Pegel konstant gehalten wird, nachdem es angehoben wurde.

In der Fig. 2 ist ein Schaltschema dargestellt, welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Farbfernsehempfängers darstellt. Nach diesem System wird ein empfangenes Farbfernsehsignal über einen Tuner bzw. Kanalwähler 11 und einen Video-Zwischenfrequenzverstärker 12 einem Videodetektor 13 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Videoverstärkerschaltung 17 zugeführt wird, die aus einem Verstärker 14, einer Verzögerungsleitung 15 und einem Verstärker 16 besteht. Der Videoverstärker 17 erzeugt ein Helligkeitssignal bzxv. Luminanz Signal Y_Q. Das Helligkeitssignal T₀ xtfird einer Steuersignal-Erzeugungsschaltung 18 zugeführt, welche ein Steuersignal für die Steuerung des Bildseitenverhältnisses eines Strahlflecks auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre erzeugt. Die Steuersignal-Erzeugungsschaltung 18 ist beispielsweise aus zwei Verzögerungsleitungen 19 und 20 gebildet, welche dieselbe Verzögerungszeit T, aufweisen,

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-R-

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weiterhin aus einer Minimalwertabtastschaltung 21 und einer arrithme tischen Schaltung 22. Die liinimalwertabtast schaltung 21 ist derart ausgebildet, daß eine Spannungsquellenklemme

23 von +V über die Kollektor-Emitter-Strecken der Transicc

stören 24,25 und 26 und über Widerstände 25, 28 und 29 geerdet ist und mit den Emittern der Transistoren 24,25 und 26 über einen Widerstand JO bzw. Dioden 31 ·> 32 und 33 verbunden ist.

Mt anderen'Worten, das ursprüngliche Helligkeitssignal Y_Q wird in der Verzögerungsleitung 19 um die Zeit X verzögert, urn ein Signal Y,- su bilden, und das Signal Jy, wird weiter in der Verzögerungsleitung 20 um eine Zeit verzögert, um ein Signal Y₂ ^zu bilden. Diese Signale Y_Q, Y^ und Y₂ werden den Basen der Transistoren 24,25 und 26 jeweils zugeführt. Die Verzögerungszeit T wird derart gewählt, daß sie im wesentlichen gleich der Hälfte von beispielsweise der Anstiegszeit ist, innerhalb welcher das Helligkeitssignal Yq von seinem Schwarzpegel auf seinen Weißpegel verändert wird, oder der Abfallzeit, innerhalb welcher das Helligkeitssignal Y_Q von seinem Weißpegel auf seinen Schwarzpegel verändert wird, wie es in der Fig. 3A dargestellt ist. In der Praxis ist es ausreichend, die Verzögerungszeit X etwa gleich 0,1 /u see. zu wählen. Somit werden an den Emittern der Transistoren 24, 25 und 26 ,jeweils die Signale Y₀, Y^ und Yp erzeugt. Folglich wird an dem Verbindungspunkt 34 zwischen dem Widerstand 30 und der gemeinsamen Klemme der Dioden 31 tds 33 ein Signal Y^ erhalten, welches den Minimalwerten der Augenblickswerte der Signale Yq, Y,, und Y₂ entspricht, wie es in der Fig. J>B dargestellt ist. Dieses Signal Y^ und das einmal verzögerte Helligkeitssignal Y* werden der arithmetischen Schaltung zugeführt, um beispielsweise ein Spannungssignal EgC=Y^-I

zu erzeugen, welches in Reaktion auf die Veränderung im Pegel des Helligkeitssignals Y^ verändert wird, wie es in der Fig. 3B dargestellt ist, und welches dazu verendet wird, das Bildseitenverhältnis des Strahlflecks zu steuern.

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Ein zusammengesetztes Farbfernsehsignal, welches vom Verstärker 14 der Videoverstärkerschaltung 17 abgeleitet wird, wird einem Bandpaßverstärker 35 zugeführt, um ein Chrominazsignal bzw. IFarbdifferenzsignal zu erzeugen, welches dann einem Chrominanz-Demodulator 36 zugeführt wird, um die Farbdifferenzsignale E-Y und B-Y zu erzeugen. Die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y welche von dem Chrominanz-Denrodulator 36 erhalten werden, werden einer Matrixschaltung 37 zugeführt, welcher ebenfalls das einmal verzögerte Helleigkeitssignal Jy, zugeführt wird, welches von der Verzögerungsleitung 19 erhalten wird. Somit erzeugt die Matrixschaltung 37 Farbsignale R (rot), G (grün) und B(blau).

Diese Farbsignale v/erden über Verstärker 38R, 38G- und 38B den Kathoden einer Farbkathodenstrahlröhre 39 zugeführt, um Elektronenstrahlen in der Dichte zu modulieren, die jeweils auf roten, grünen und blauen Phosphor auftreffen. Dabei wird die Signalspannung E₀, welche von der arithmetischen Schaltung 22 erhalten wird, dazu verwendet, die Bildseitenverhältnisse der jeweiligen Elektronenstrahlen auf dem Phosphorschirm der Farbkathodenstrahlröhre 39 zu steuern.

Zur Veränderung des Bildseitenverhältnisses des Strahlflecks ist es ausreichend, daß beispielsweise die Fokussierungsbedingungen in der horizontalen und der vertikalen Richtung verändert werden. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine Fokussierungselektrode 40 in der Kathodenstrahlröhre 39' d.h. eine vierte Gitterelektrode, wenn die Kathodenstrahlröhre eine Elektronenkanone vom Unipotentialtyp verwendet, oder eine dritte Gitterelektrode, wenn die Kathodenstrahlröhre eine Elektronenkanone vom Bipotentialtyp verwendet, in vier Plattenelektroden oder ein Paar von gegenüberstehenden Plattenelektroden 4OA und 4OB in der vertikalen Richtung und ein weiteres Paar von gegenüberstehenden Plattenelektroden 4OC und 4OD in der horizontalen Richtung unterteilt, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist. Die Signalspannung E wird einem Differen-

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tialverstärker 41 zugeführt, um die Signalspannungen E und E von entgegengesetzten Polaritäten zu erzeugen. Die Signal-

spannung E wird den Plattenelektroden 4OA und 4OB zusätzlich zu einer vorgegebenen Fokussierungsspannung zugeführt, während die Signalspannung E den Elektroden 4OC und 4OD zusätzlich zu der vorgegebenen Fokussierungsspannung zugeführt wird, um den Zweck zu erreichen.

Wie aus den Fig. 3A und JB ersichtlich ist, wird deshalb, weil die Signalspannung E beim Anstiegsteil des Helligkeitssignals Y* positiv ist, wodurch der Elektronenstrahl in der Dichte moduliert wird, und für den folgenden kurzzeitigen Abschnitt, und weiterhin positiv ist in dem abfallenden Teil des Helligkeitssignals Y^i und für den Abschnitt unmittelbar davor, das Potential der Fokussierungselektroden 4OA und 4OB in der vertikalen Richtung höher als dasjenige der Fokussierungselektroden 400 und 4OD in der horizontalen Richtung, was zu dem Ergebnis führt, daß elektrische Felder innerhalb der Plattenelektroden verzerrt werden, wie es durch Pfeile in der Fig.5 dargestellt ist, um einen Astigmatismus zu erzeugen. Somit kommt es dazu, daß die entsprechenden Elektronenstrahlen bei

einem Phosphorschirm 42 in der horizontalen Richtung gemäß Fig. 7 in einem Zustand sind, so daß sie gerade fokussiert sind, jedoch .beim Phosphorschirm 42 in der vertikalen Richtung gemäß Fig. 8 unterfokussiert sind. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Strahlflecken zu in Längsrichtung verlängerten Formen Oder langgestreckten Formen in der Richtung senkrecht zu der horizontalen Abtastrichtung werden, wie es in der Fig. 1B dargestellt ist.

Da die Signalspannung E in einem Abschnitt konstanten Pegels des Helligkeitssignals X^ negativ ist, und zwar zwischen der Zeit etwas später als das Helligkeitssignal Y^, angestiegen ist, bis zu der Zeit etwas bevor das Helligkeitssignal Y,, abge- ■

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fallen ist, wird das Potential der Fokussierungselektroden 4-0 C und 4-OD in der horizontalen Richtung höher als dasjenige der Fokussierungselektroden 4-OA und 4-OB in der vertikalen Richtung. Somit v/erden elektrische Felder durch Pfeile in der Fig. 6 verzerrt und folglich kommt es dazu, daß die Elektronenstrahlen in der vertikalen Richtung gerade fokussiert sind, jedoch in der horizontalen Richtung unterfokussiert sind, und zwar im Gegensatz zu der obigen Bedingung, ■was zu dem Ergebnis führt, daß die Strahlflecken gemäß Fig. 1B in der horizontalen Abtastrichtung zu in der Seitenrichtung verlängerter Form oder langgestreckter Form werden.

Wenn ein rechteckiger heller Abschnitt auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre durch das s.g. Fenstersignal erzeugt xiird, wie es in der Fig. 9 durch eine gestrichelte Linie 1 dargestellt ist, werden die Formen der Strahlflecken an den Rändern des rechteckigen Abschnittes sowohl in der horizontalen als auch in der vertialen Richtung so verändert, wie es in der Fig. 10 dargestellt ist. Somit wird vermieden, daß die Helligkeitsabschnitte in der horizontalen Richtung ausgedehnt werden, wie es in der Fig. 9 oder in der Fig. 11 durch eine durchgezogene Linie 3 dargestellt ist, und somit wird die Schärfe in der horizontalen Richtung verbessert. Außerdem wird in der vertikalen Richtung die Breite der Helligkeitslinie schmal, was der Tatsache entspricht, daß der Durchmesser des Strahlflecks auf dem Phosphorschirm klein wird, um die Schärfe in der vertikalen Richtung zu verbessern.

Somit wird die Kontur sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung klarer.

Somit kann nach der Erfindung gemäß der obigen Beschreibung ein solches Bild erzeugt werden, welches sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung eine verbesserte Schärfe aufweist bzw. eine klare Kontur hat.

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Es dürfte offensichtlich, sein, daß verschiedene Schaltungen in Betracht zu ziehen sind, welche ein Signal erzeugen können, das zur Steuerung des Bildseitenverhältnisses des Strahlflecks verwendet wird, und zwar zusätzLich zu der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform.

Weiterhin kann als praktische Einrichtung zur Veränderung des Bildseitenverhältnisses des Strahlflecks eine in verschiedener V/eise abwandelbare Einrichtung verwendet werden, beispielsweise eine Elektrode, die eine Fokussierungslinse bilden kann, welche irgendeinem Teil der Elektronenkanone augeordnet ist, oder eine Magnetfeldgenerator, der außerhalb der Kathodenstrahlröhre angeordnet ist.

Es ist natürlich möglich, daß die Erfindung auch bei Schwarz-Weiß-Fernsehempfängern angewandt wird.

Es dürfte offensichtlich sein, daß sich dem Fachmann vielfältige Abwandlungen und weitere Ausführungsformen anbieten, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

- ίο -

Patentans. ρ r ii c h e

Anordnung zur Verwendung in Fernsehempfängern, die eine Kathodenstrahlröhre verwenden, welche eine Phosphorschirm hat, welche weiterhin eine Strahlerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Elektronenstrahlen in Richtung auf den Phosphorschirm und eine Fokussierungseinrichtung zur Fokussierung der Elektronenstrahlen auf den Schirm aufweist, da- ' durch gekennzeichnet , daß eine Detektoreinrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, ein Videosignal zu ermitteln, daß weiterhin eine Signalversorgungseinrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, das Videosignal der Strahlerzeugungseinrichtung in der Kathodenstrahlröhre zuzuführen, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, ein Steuersignal zu erzeugen, vfelches auf Veränderungen in dem Pegel des Videosignals anspricht, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, das Steuersignal der Fokussierungseinrichtung in der Kathodenstrahlröhre zuzuführen, -so daß dadurch die Form des Strahlflecks' auf dem Phosphorschirm in Reaktion auf die Veränderungen in dem Pegel des Videosignals gesteuert wird.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungseinrichtung eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die jeweils mit einem Steuersignal versorgt werden, welches dazu dient, um ein Verhältnis zwischen den Größen des Strahlflecks in der Zeilenabtastrichtung und in der Richtung senkrecht zu der Zeilenabtastrichtung in Reaktion auf das Steuersignal zu verändern.

Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungseinrichtung aus zwei Paaren von Plattenelektroden gebildet ist, die um einen Weg des Elektronenstrahls herum angeordnet sind, und daß jedes der zwei Paare von

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Plattenelektrode!), einander gegenüber derart angeordnet ist, daß die Elektronenstrahlen dazwischen hindurchgehen können.

4-. Anordnung nach Anspruch 3? dadurch g ekennzeichnet, daß die Steuersignalversorgungseinrichtung die zwei Paare von Plattenelektroden jeweils mit dem Steuersignal "bei verschiedenen Polaritäten versorgt.

5· Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalversorgungseinrichtung einen Differentialverstärker aufweist, wobei ein Eingang an die Steuersignal— erZeugungseinrichtung angeschlossen ist und einige Eingänge an die zwei Paare von Plattenelektroden jeweils angeschlossen sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung eine erste Verzögerungseinrichtung aufweist, welche dazu dient, das Videosignal zu verzögern, weiterhin eine zweite Verzögerungseinrichtung aufweist, welche dazu dient, das einmal verzögerte Videosignal von der ersten Verzögerungseinrichtung weiter zu verzögern, daß weiterhin eine Vereinigungsschaltung vorgesehen ist, welche dazu dient, das nicht verzögerte Videosignal, das einmal verzögerte Videosignal und das zweimal verzögerte Videosignal miteinander zuvereinigen, und daß eine Mischereinrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, das einmal verzögerte Videosignal mit einem Ausgangssignal der Vereinigungsschaltung zu mischen.

7· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalversorgungseinrichtung das einmal verzögerte Videosignal der Strahlerzeugungseinrichtung zuführt.

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S. Anordnung nach Anspruch. 7·, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigungsschaltung eine Einrichtung aufweist, welche dazu dient, ein Signal zu erzeugen, welches einen Wert hat, der dem Minimum von einem unter den folgenden Signalen in jedem Augenblick entspricht, nämlich von dem nichtverzögerten, dem einmal verzögerten und dem zweimal verzögerten Videosignal.

9· Anordnung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Iiischereinrichtung eine arithmetische Schaltung aufweist, welche dazu dient, das einmal verzögerte Videosignal mit dem Ausgangssignal der Vereinigungsschaltung zu mischen, und zwar mit einer vorgegebenen Pegeldifferenz dazwischen und mit vorgegebenen Polaritäten der geweiligen Signale.

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