DE2703552A1 - Schaltung zur nichtlinearen verarbeitung des bezugsweiss in farbbildern - Google Patents

Description

IfIIILINSS · MONCHKN M Dr. RUSCHKE & PARTNER ΖΖ£ PATENTANWÄLTE

τ·Μμ:Μ/Ϊ555 BERLIN - MÖNCHEN ^Τ*^Μβ*^ί!2ί.Α2Α

(L_A^-»,,al , Λ *

M 3777

Matsushita Electric Industrial Company, Ltd., Kadoina, Osaka,

Japan

Schaltun£, zur nichtlinearen Verarbeitung des in Farbbildern

709850/06S6

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbessern der Bildgüte, mit der sich eine ausgezeichnete Farbwiedergabe und ein subjektiv angenehmeres Weiß in den Bildern von Farbfernsehempfängern erreichen lassen·

Bei modernen Farbfernseh (FF3)-Empfängern erscheinen im stark farbgesättigten l'eil eines Bildes - bspw. einem gesättigten Rot oder gesättigten Blau - unangenehme Störkomponenten· Zusätzlich leiden die gesättigten Farbteile an einem verringerten Kontrast und an Leuchtdichtefehlern. Die verringerte Schäx'fe gibt dem Betrachter den Uberstrahlungaefiekt ("blooming'¹)» d.h. einen Schäif emaii^el in den extrem hellen Bildteilen. Die Leuchtdichtefehler werden vom Betrachter als extreme Farbübersteigerung wahrgenommen.

Wie in der LS-PS 3.B35.243» die auf einen der Erfinder in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht, stammen diese Störungen im wesentlichen aus der höheren korrelierten Farbtemperatur dea Bezugsweiß bei modernen 1;FS-Empfängern. Es ist geklärt worden, daß diese Störungen sich gering halten lassen, indem man die Farbdemodulatoren optimiert oder die korrelierte Farbtemperatur dea Bezu^sweiß verhältnismäßig niedrig hält - bspw. auf der GIE-Illuminante C (6774 K) oder D 65 (65oo k). In den Vereinigten Staaten von Amerika hat eine zunehmende Zahl von FS-(Jerätenerstellern die niedrigere korrelierte Iarbtemperatur aus den genannten C! runden übernommen. Obgleich die niedrigere Farbtemperatur

70*850/0616

eine ausgezeichnet Wiedergabe chromatischer Farben (Fleischton, Kot, Blau usw·) ergibt, werden achromatische Farben wie Weiß wenig attraktiv oder selbst unangenehm gegenüber der höheren Farbtemperatur, und zwar aus Gründen der menschlichen Bevorzugungshaltung· Unter den bestehenden technologisc hen Umständen müssen die PS-Gerätekonstrukteure sich für eine der beiden Möglichkeiten entscheiden, entweder lebendige chromatische Farben oder klare und angenehme achromatische Farben zu erhalten· Bisher sind keine Mittel angegeben worden, die es möglich machen, sowohl lebhafte als auch klare chromatische und achromatische Farben gleichzeitig zu erzeugen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum "Verbessern der Bildgüte anzugeben, rait der sich lebhafte chromatische und klare achromatische Farben gleichzeitig darstellen lassen·

Um dieses Ziel zu erreichen, weist eine Anordnung zur Verbesserung der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung ein erstes Element, das die Nichtlinearität des Grünsystems gleich der oder größer als die Nichtlinearität des Hotsysteras macht, und ein zweites Element auf, das die Nichtlineari tat up.b Blausystems größer als die Nichtlinearität des Grünsysteuis macht, um je nacn Zunahme der Leuchtdichteniveaus des wiedergegebenen Bildes eine höhere korrelierte Farbtemperatur darzustellen. Inabesondere weist die Anordnung zur Verbesserung der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung eine erste, eine zweite und eine dritte

70Ö860/0CI6

Widerstandsanordnung auf, die eine Widergabe-Primärroteignal, ein Wiedergabe-Primärgrünsignal bzw. ein Wiedergabe—Primärblau« signal aufnehmen und an eine erste Kathode, eine zweite Kathode bzw. eine dritte Kathode einer Farbbildröhre angeschlossen eint» um die Rot-Mchtlinearität n_R, die Grün-Nichtlinearität n_Q bsv« die Blau-Nichtlinearität n_£ einzustellen, wobei die Wideretande· werte der ersten, zweiten bzw. dritten Widerstandsanordnung BO gewählt sind, daß mindestens im Bereich eines hohen Leuchtdichteniveaus die Beziehung n_£ > n^ * n_R erfüllt ist·

Diese und andere Besonderheiten der Erfindung ergeben eich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen

Fig. "i ein Blockdiagramm eines herkömmlichen I¹Fu-Empfängers; Fig. 2 das ochaltbilb der Matrixschaltung 7 der fcig. 1; Mg. Z das Schaltbild eines Beispiels für die Anordnung zur Verbesserung der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 ein Schaltbild für wesentliche Teile der .Kig. 3 zur -Erläuterung des iunktionsprinzips der in iig. 3 gezeigten Anordnung; Fig. 5 ein CI.b-Farbwertdiagramm, das den mit der Ausführungsform der Fig. 3 erreichten Effekt zeigt;

Fiji, 6 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels der Anordnung zur Verbesserung der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 7(a) und 7(b) Kennlinien der in der Ausführungsform der Fig· 6 eingesetzten Schwellwertelemente;

Fig. 8 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für eine Anordnung zum Verbessern der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung;

, , 701850/0616

Fig» 9 ein CIΕ-Farbwertdiagramm, das den mit der Ausführungsform der Fig. 8 erreichten Effekt zeigt;

Fig. 1o ein Schaltbild einer weiteren Beispiels der Anordnung zum Verbessern der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung und Fig, 11 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen dem ütrahlstrom der Farbbildröhre und dem in der Ausführungsform der Tig· 1o erhaltenen Leuchtdichtesignalspannung ist·

Die Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen FFS-Jjimpfängers zur Aufnahme von NTSC-Fernsehsignalen, Ein Videodetektor 1 richtet das Verbund-Videosignal aus dem Lwischenfrequenzsignal gleich. Das Leuchtdichtesignal wiixl vom /erbundvideosigxiai abgetrennt und mit eine;u Videoverstärker 2 verstärkt, der das Leuchtdichtesignal Y auf eine Katrixschaltung 7 gibt. Lias .uodulierte Farbwert signal wird vorn Verbundvideosignal ebenfall a abgetrennt, mit den bandfiltergekoppclten Verstärker 3 verstärkt und auf die oynchrondetektoren 4, 5 und 6 gegeben. Die ovnchrondetektoren 4, 5, C deinodulieren das .iiodulierte Farbwertsignal und erzeugen dadurch das K-Y-, u-Y- und das B-Y-Farbdifferenzeignal. uie.se R-Ϊ-, C-Y- und B-Y-Farbdifferenzsignale werden in der watrixschaltung 7 Tiit dem Leuchtdichtesi^nal Y aus dem Videoverstärker 2 verknüpft. Die hatrixschaltung 7 erzeugt unter Verwendung der iarbdifferenzsignale K-Y-, u-Y- und ü-Y sowie des Leuchtdiciitesignal s Y die Primärfarbsi£iiale Λ, U unrl B. JJietie Primärfarbsignale rt, J und L werden sodana auf die Kathoden 1o, 11 bzw. 12 der Farbbildröhre 3 gegeben, die drei ,!.lektronfenstrahlen I3, 14, Ib erzeugt, die die Kot-, wriin- und Llau-Leucti^stolt&treii'ei'

7098BD/0656

BAD

erregen, die daraufhin rotes, grünes und blaues Licht abgeben, und auf diese Weise nach den Gesetzen der additiven Farbmischung im Gesichtssinn des Betrachters den Farbeindruck hervorrufen.

Die Güte der Farbwiedergabe wird von vielen Faktoren beeinflußt. Die wichtigsten Faktoren sind die Demodulationskennlinien der Synchrondetektoren 4, 5, 6, die Farbwerte des roten, grünen und blauen Leuchtstoffs (drei Primärfarben) und das Bezugsweiß der Farbbildröhre 8. Nach der NTSC-Norm sind die Farbwerte der drei Primärfarben und das Bezugsweiß wie folgt definiert:

trimärrot χ - o,b7, y = o,33

Primärgrün χ = ο,21, y = ο,71

Priiuärblau χ = ο, 14, y = o,o8

bezugsweiß χ = ο,51, y = ο,3, 1b (Illuminante C)

wobei die .X- und i-;verte die koordinacen iiu (x,y)-Farbwertdiau 1931 Gl-. Rind.

Diese Werte sind für eine exakte colorimetrische Wiedergabe er~ forderlicti, da die gesendeten i* röC-Jigriale auf diese Farbwerte optimiert sind. Zusätzlich zu diesen Werten missen die dynchrondei.ioduLq.toi-en 4, b, b iür eine exakte coloriraetrische 'rfieder^abe folgende Deraodulationsach.sen und Verstärkungsfaktoren aufweisen:

7098R0/0S56

- V- Ή	271
Tabelle 1
Achse	Verstärkungsfaktor
9o°	1*U
236°	ο,71
0°	2,o4

R-Y G-Y B-Y

In den letzten Jahren hat man den Leuchtwirkungegrad der Leuchtstoffe erheblich verbessert, was zu einer Änderung der Farbwerte geführt hat. Zusätzlich zu einer Farbwertänderung der Leuchtstoffe weisen die modernen Empfänger ein Bezugsweiß einer höheren Färbtemperatür auf - bspw. 93oo K + 27 MPCD. Die oben genannten Anforderung an die colorimetrisehe Widergabe sind daher für moderne Empfänger nicht geeignet. Um die colorimetrischen Fehler zu reduzieren, die von den Änderungen der Leuchtstoffe und des Bezugsweiß verursacht werden, sind die Kennwerte der bynchrondemodulatoren wie folgt geändert worden:

Tabelle 2 Achse Verstärkunfesfakbox·

R-Y loo° 2,5

G-Y 236° o,75

B-Y 0° 2,65

Wie ersichtlich, hat sich die Demodulationsverstärkung für das R-Y-Signal gegenüber dern der Tabelle 1 erheblich erhöht. Obgleich diese Zunahme der Demodulationsverstärkung für eine naturgetreue

7098S0/06I6

Al

Farbwiedergabe erforderlich ist, macht sie den Empfänger jedoch auch für Störspannungen, i'arbv er kupplungen ("crosscolor disturbances") und Leuchtdichtefehler im modulierten Farbwertsignal empfindlich.

Es gibt zwei Methoden, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Nach einem dieser Verfahren konstruiert man optimale Synchrondemodulatoren, indem man nichtlinaare Kennlinien vorsieht; die andere Methode ist, die Färbtemperatur des Bezugsweiß abzusenken. In den V.St.A. oder in Europa ist der Trend, das letztere Verfahren zu benutzen. Die erforderlichen Eigenschaften von Synchronderaodulatoren für,FFs-hmpfanger mit modernen Leuchtstoffen und ein Bezugsweiß der Illuiuinante C (6774 1>) sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt.

Tabelle 3

.achse V erstärkungsf aktor

K-Y d9° i,35

G-i 244° o,78

B-Y 2° 2,43

Wie ersichtlich, ist niex- der Demodula'oiorisgewinn gegenüber den Werten der Tabelle 2 ex'heblich niedriger.

Wie oben erläutert, ist es für die Farbwiedergabe zwar erwünscht, die Farbtemperatur des Bezugsweiß zu senken, hierbei tritt jedoch ein weiteres Problem auf. Achromatische Farben wie bspw. Grau

709850/0856

Al

oder Weiß werden dann nämlich unattraktiv oder gar unangenehm, weil achromatische Farben hierbei im Vergleich zu einer höheren Farbtemperatur des Bezugsweiß rötlicher wiedergegeben werden. Unter den bestehenden technologischen Umständen muß der Fo-Empfängerkonstrukteur sich für einen der beiden Wege entscheiden: entweder will er eine lebhafte Wiedergabe chromatischer Farben oder klare und angenehme achromatische Farben. Bisher sind keine Mittel bekannt gewesen, um gleichzeitig eine Wiedergabe lebhafter chromatischer und klarer achromatischer Farben zu erreichen.

Es hat sich vor kurzem herausgestellt, daß das Vorzugsweiß leuchtdichteabhängig ist. D.h., der Eindruck des Betrachters von eineni subjektiv angenehmen Weiß hängt stark vom Leuchtdichteniveau des wiedergegebenen Bildes ab. Je höher die Leuchtdichte des wiedergegebenen Bildes, desto höher wird auch die Färbtemperatur des bevorzugten Bezugsweiß.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem oben erläuterten Effekt der Leuchtdichteabhängigkeit des Vorzugsweiß und bietet Mittel, um eine verträglichkeit zwischen einer getreuen chromatischen Wiedergabe und einer klaren Weißwiedergabe zu erreichen.

Die Fig. 2 zeigt ein bekanntes Schaltbild der fcatrixschaltung 7 in Fig. 1. Ein Transistor 24 verstärkt die Differenz zwischen dem negativ gehenden Leuchtdichtesignal -Y, das dem Emitter des i'ransistors 24 über eien Anschluß 21, einen Emitterfolger 22 und einen Widerstand 26 zugeführt wird, und einem Farbdifferenzsignal

7098S0/QSI6

/t*

R-Y, das an die Basis des '.Transistors 24 über den Anschluß 23 gelangt. Das Primärrotsignal R steht also am Kollektor 27 des Transistors 24. Dieses Primärrotsignal R wird auf die Kathode der Farbbildröhre 8 gegeben. Der Verstärkungsfaktor dee Transistors 24 wird vom Verhältnis des Lastwiderstandes 25 zum Emitter— widerstand 26 bestimmt. Das gleiche Punktionsprinzip gilt für den !Transistor 29, der das Primärgrünsignal G erzeugt, und den Transistor 34 für das Primärblausignal ß. Den gewünschten Farbwert des Bezugsweiß stellt man ein, indem die Verstärlcungsfaktoren der 'Transistoren 24 und 34 entsprechend festlegt. Die Farbbildröhre 8 hat eine als "Gamma" bezeichnete Nichtlinearität, die sich in zwei Teile zerlegen läßt. Bei dem einen Teil handelt es sich um eine Strahlniodulationsriichtlinearität, die man aus dem Zusammenhang zwischen dem Strahl strom und einer an die Kathode des Elektrodensystem gelegte Signal spannung definieren kann. Der Strahl strom aus dem Elektrodensystem nimmt also mit der an die Kathode des KLektrodcnsysteais gelegten S teuer spannung nichtlinear zu (die Zunahme des Strahlsbroins erfolgt nicht linear mit der an die !Kathode gelegten Signal spannung). Die andere Nichtlinearität ist die des Leuchtstoffs und läßt sich als der Zusammenhang zwischen dem erzeugten Licht und dem Strahl strom definieren. D.h., das vom Leuchtstoff unter Erregung duxch denStrahl abgegebene Licht nimmt nichtlinear mit dem Strahl strom zu. Diese hichtlinearitäten sind eingehend untersucht worden und es hat sich ergeben, daß ein Rotleuchtstoff mit Seitenerdenverbindungen fast linear arbeitet und Grün- unct Blauleuchtstoffe mit Sulfidverbindungen insbesondere bei hohen Strahldichten sublinear arbeiten·

709850/oese

Infolge dieser Nichtlinearitäten nimmt das von dem Priuiärrot-, Priraärgrün- und dem Primär blau signal R, Ci bzw. B erzeugte Licht mit dem Pegel des Primärrot-, Primärgrün- bzw. Irimärblausignals R, G bzw. B nichtlinear zu. Da jede Michtlinearität zwischen der Zunahme des Primärfarbsignals und der Zunahme der entsprechenden Lichtstärke sich aus den oben erläuterten unterschiedlichen Nichtlinearitaten zusammensetzt, lassen sich die Ausdrücke "Rot-Nichtlinearität", "Grün-Mchtlinearität" und "Blau-Nichtlinearität" einführen. Man hat bisher angenommen, daß das Ausmaß dieser Rot-, Grün- und Blau-Wichtlinearitäten gegenüber den drei Primärfarbsignalen R, G, B einander so weit wie möglich entsprechen sollte. In vorliegendem Anmeldungstext soll zum Zweck einer einfacheren Darstellung angenommen werden, daß die Leuchtstoffe linear arbeiten.

Die Hich tiinearitat des ütrahlmodulation läßt sich ausdrucken zu

I = Jl v ^r

in der I der Strahl strom, V*, die an die Kathode gelegte Steuerspannung, *L eine Proportionalitätskonstante und f ein Nichtlineari tätskoeff izient sind. Obgleich νί und JT in der Praxis von vielen Faktoren beeinflußt werden, kann man hier zur Erläuterung für das Rot-, Grün- und Blau-Elektrodensystem jeweils gleiche Werte für und annehmen. Wenn die i/idersLände 25, 3o und 35 gleich sind, hat die Bildröhre 3 für die Farben Kot, Grün und Blau die gleiche Nichtlinearität. In diesem FaIl erreicht man ein

709850/0656

vollständiges Weißgleichgewicht von den Dunkelteilen bis zu den Lichtern des Bildes.

Fig. 3 ist ein Beispiel der Anordnung sum Verbessern der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung· Dabei sind gleiche Komponenten wie in der Fig. 2 mit den gleichen Bezugeceichen versehen« In der Fig. 3 sind dem Aufbau der Fig. 2 die Widerstände 4o, 41 und 42 hinzugefügt worden. Die Wirkung dieser Widerstände soll unten unter Bezug auf die Fig. 4 beschrieben werden.

Die Fig. 4 ist ein Schaltbild mit den Hauptbestandteilen der Fig. 3 und zeigt das Arbeitsprinzip der Fig. 3. Die Ausgangsleuchtstärke 55 ist proportional dem Strahl strom 54 der Bildröhre 52, Der Strahl strom 54 läßt sich, wie oben bereits aufgeführt, mit folgender Beziehung darstellen:

I - J. V/ ₍₂₎

Vj^, die an die Kathode 53 gelegte Steuerspannung, läßt sich wie folgt darstellen

V_K - V - IR (3)

V in der Fig» 4 ist eine Sperrspannung, bei der der Strahlstrom

Null wird. Faßt man die Gleichungen (2) und (3) zusammen, erhält man:

I - ot (V - IR)*" (4)

Die Nichtlinearität der Bildröhre, üamrna, ist definiert zu

70I850/0CI6

d(log I)/d(log V)· Nach einigen Umrechnungen erhält jan für

die Nichtlinearität des Systems der Fig 4:

1 ,
^lT" +o(R

I₁I_-1

f T +ji.R

(5)

Die Gl. (5) zeigt, daß die Systemnichtlinearität η by R * 0 gleich ist, d.h. gleich der Strahlmodulationsnichtlinearität des Elektrodensystems selbst, und daß η abnimmt, wenn K zunimmt. M.a.W.: die Systemnichtlinearität läßt sich mit einem Widerstand 51, der im folgenden als Kathodenwiderstand bezeichnet wird, einstellen. Je größer dieser Kathodenwiderstand, desto geringer die Systemnichtlinearität·

In der Fig. 3 sind die Kathodenwiderstände 4o, 41, 42 zwischen die Katrixschaltung 7 und die Bildröhre eingeschaltet. Insbesondere werden das Rot-, das Grün- und das Blau*Primäiüignal K, ti bzw. B, die die Matrixschaltung 7 aus dem Leuchtdicntesignal I und den Farbdifferenzsignalen R-Y, G-Y und B-Y erzeugt, auf die Rot-, die Grün- bzw. die Blaukathode 1o, 11, 12 über die Kathodenwiderstände 4o, 41 bzw. 42 gegeben. Me Kathodenwiderstände 4o, 41» 42 spielen eine wichtige Kolle in der Ausführuugsform der I'ig. 3. Die Werte der Kathodenwiderstände 4o, 41 und 42 werden so eingestellt, daß sie folgende Beziehung erfüllent Widerstand 4o > Widerstand 41 > Widerstand 42 (6)

In diesem Fall wird der Zusammenhang zwischen den üysteumichtline-

709850/0116

At

aritäten n^, n_fi und n_fi für Rot, Grün bzw. Blau aus

n_B > n_G > n_R (7)

,Die Beziehung (7) zeigt, daß das auf einem Bildschirm erseugte , Bezugsweiß von einem rötlichen bzw· warmen Weiß in den Dunkel— teilen eines Bildes auf ein bläuliches bzw· kühles Weiß in den ziemlich hellen Bildteilen übergeht. Eine geeignete Konstruktion

ι hinsichtlich der Nichtiinearitäten n_R, n^ und n_ß macht e« möglich, die Ortskurve der Farbwertverschiebung des Bezugswtiß im färb» wertdiagrarara der Ortskurve des schwarzen Körpers folgen au lae·» sen. Pig. 5 zeigt die Ortskurven der Bezugsweißwerte für Bohrer· Kombinationen der Systemnichtlinearitäten.

I Nach dem Wesen der menschlichen Farbempfindung wird eine farbe, \ deren Farbwert in der Nähe der Ortskurve des schwarzen Körpers liegt, als achromatisch empfunden. Die in der Fig. 5 dargestell— ten Änderungen der Bezugsweiß-Parbwerte erzeugen also den Eindruck, daß die Farbtemperatur achromatischer Farben mit zunehmen·· dem Leuchtdichteniveau des wiedergegebenen Bildes höher wird· Das Leuchtdichteniveau der wesentlichen chromatischen Farben - wie bspw. Fleischton, uot oder Blau - ist im Vergleich zu dem der wichtigen achromatischen Farben (Weiß) wie der von Schnee, weißen Hemden, weißen Zeichen und dergl. ziemlich niedrig. Die wichtigen chromatischen Farben lassen sich also mit der ziemlich niedrigen Farbtemperatur des Bezugsweiß wiedergeben, während die wichtigen achromatischen Farben mit der verhältnismäßig hohen Farbtemperatur des Bezugsweiß wiedergegeben werden. Auf die··

701850/OMS

- K-

Weise erhält man eine Kompatibilität einer lebhaften chromatischen Widergabe und einer klaren achromatischen Wiedergabe.

Die Aueführungeform der Fig. 3 ist nachteilig dahingehend, daß die Farbtemperatur des Bezugsweiß in den sehr dunklen Bildteilen - vergl. Fig. 5 - extrem niedrig wird.

Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Anordnung zum Verbessern der Bildgüte nach der vorliegenden Erfindung, die den genannten Nachteil der Schaltung der Fig. 3 vermeidet. Die Fig. zeigt die V-I-KennJ inien der Schwellwertelerneute 62 und 66 der Fig. 6, wobei die Fig. /a die Kennlinie des Scnwcllwerteleinents 66 wiedergibt. Ist die über dem Schwellwei -!element 66 liegende Spannung V geringer als V, , ist das Schwellwertelement 66 gesperrt. Wird die Spannung V größer als V,, schaltet das Schwellwertelement 66 durch« Das Schwellwertelement 62, dessen Kennlinie die Fig. 7b zeigt, ist demgegenüber durchgeschaltet, wenn die über dem Element 62 liegende Spannung geringer als V₂ ist. Im Bereich V größer V₂ ist das Schwellwertelement 62 gesperrt. Mn Schwellwertelement, wie es das Element 62 darstellt, bezeichnet man als "Lambda-Diode".

Die Schwellwertelemente 62, 66 sind mit den Kathodenwiderständen 61 und 65 verschaltet, wie es die Fig. 6 zeigt. Die Widerstände 6o, 63 und 64 stellen zusätzliche Kathodenwiderstände dar, um die Syeteanichtllnearitäten der drei Farben einzustellen. Insbesondere gehen das Primärrot-, das Primärgrün- und das Primärblau-

70I860/0SI6

signal, die die Matrixschaltung aus dem Leuchtdichtesignal und den drei Farbdifferenz signal en erzeugt, auf die Rot-, die Grün·· bzw. die Blaukathode 1o, 11, 12, und zwar (a) durch eine Reihenschaltung des Widerstands 6o und der Parallelschaltung des

Schwellwertelements 62 mit dem Kathodenwiderstand 61, (b) den Widerstand 63 und (c) die Reihenschaltung aue dem Widerstand

ι und der Parallelschaltung des Wideretande 65 mit dem Schwellwert 66. Die Werte der Widerstände 6o, 63, 64 und 65 sind eo gewählt, daß folgende Beziehung erfüllt wird:

Widerstand 6o = Widerstand 63 = Widerstand 64 + Widerstand 65

(8)

Sind die Rot«, Grün- und Blaustrahl ströme jeweils gering, sind die Spannungen über den Widerständen 61 und 65 kleiner als V_? bzw. V,. Las Schwellwertelement 62 ist durchgeschaltet, das Schwellwertelement 66 gesperrt. Die Kathodenwiderstände für Rot, Urün und Blau sind einander gleich, da es sich hier um den Widerstand 6o einerseits, den Widerstand 63 andererseits und schließlich um die Summe der Widerstände 64, 65 handelt. Die Systemnichtlinearitäten der jeweiligen drei Farben sind miteinander also gleich. In diesem Fall verursacht eine Verschiebung des Leuchtdichteniveaus keine Verschiebung der Farbwerte· Liegt das :Leuchtdichteniveau eines Bildes jedoch über einem vorbestimmten Wert, steigen die durch die drei Elektrodenaysteme fließenden Ströme stark an und die Spannungen über den Widerständen 61 und 62 werden größer als V₉ bzw. V₁. In diesem Fall sperrt das Schwell4

7098S0/0CS6

wertelement 62 und schaltet das Schwellwertelement 66 durch. In diesem Fall wird die Beziehung zwischen den drei Kathodenwiderständen und den drei Systemnichtlinearitäten wie folgt:

Rotkathodenwiderstand > Grünkathodenwiderstand > Blaukathoden-

widerstand

n_R < n_G < n_B

Bei verhältnismäßig hoher Leuchtdichte, d.h. mehr als dem vorbestimmten Wert, verschiebt sich der Farbwert des Bezugsweiß im . wesentlichen auf der Ortskurve des schwarzen Körpers, wie unter Bezug auf die Fig. 3 erläutert. Auf diese Weise läßt sich eine unerwünschte Farbwertverschiebung zu sehr tiefen iarbtemperaturen hin, die in der Ausführungsforü; nach I¹'ig. 3 auftreten kann, vermeiden.

; Die Fig. 8 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Beispiels für die ' Anordnung zu.a Verbessern der Lildgüte nach der vorliegenden Erfindung. In der Fig.8 werden das Primärrot-·, das Primärgrün- und das Primärblau signal, die die riatrixschaltung aus dein Leuchtdichtesignal und den drei Farbdifferenzsignal en erzeugt, auf die Rot-, Lirün- und Blaukathoden 1o, 11 bzw. 12 über (a) einen «Widerstand 7o, (b) einen Widerstand 71 bzw. (c) die Parallelschaltung eines Widerstands (2 mit einem Schwellwertelement 73 gegeben. Die Fig.9 ist ein CIE-Farbwer tdiagramai und zeigt die κ ix kurig der Maßnahmen nach Fi^. 8. -Die Widerstände 7o, 7' und 72 in der Fig.d werden als untereinander gleicn angenommen. Im Leuencdicntebereich

7098S0/0696

von Dunkel bis zum vorbestimmten Schwellwert, bei dem das Se wertelement 73 durchschaltet, läßt sich keine Verschiebung des Farbwertes des Bezugsweiß erkennen, daß die drei Kathodenwiderstände den gleichen Wert haben. Im Bereich höherer Leuchtdichten als dem vorbestimmten Schwellwert schaltet das Schwellwertelement 73 durcn und wird der Kathodenwiderstand für das Blau-filektrodensystern klein, so daß sich im Vergleich mit dem Kot- und dem Grün- ■ system für die blaue Farbe eine hohe Nichtlinearität ergibt. Die Ortskurve der Farbwertverschiebung des Bezugsweiß ist in der Fig,91 gepunktet gezeigt. Wie in Fig.9 ersichtlich, folgt die gepunktete Linie im wesentlichen der Ortskurve für den schwarzen Körper, ^: Diese 'L'atcache zeigt, daß eine nichtlinaare Verarbeitung fttr nur das blaue ^lektrouensystem iu dinn des Ziels der vorliegenden Lifiridung zufriedenstellende .Mgebnisse ergibt.

Die Fit,. Ό zeigt ein schaltbild eines weiteren Beispiels der j Anordnung ssum Verbesseru der Bild^üte nach der vox'lie^enden Erfind ung. In der i'ig. 1o werden das Priuiärrot-, das Prinärgrün- und das Primärblausignal, die die ι atrixschaltung aus dem Leucht- , diciitesignal und den drei Farbdiff er enz signal en erzeugt, über !

i (a) einen Kathodenwiderstand 3o, (b) die Parallelschaltung eines Kathode nwiderstands 8 ι und der Reihenschaltung eines Schwel-i-wert- | elements 83 mit einem Widerstand 85 und (c) die Parallelschaltung einet; Kathodenwiderstands 82 und der rteihenschaltung eines ochwellwerteleinen ts 84 mit einem Widerstand auf die Rot- bzw. llrün- bzw. Blaukathode 1o, 11, 12 gegeben, wobei angenommen sei, daß die Kathodenwiderstände 8o, 81, 82 den gleichen Wert haben.

70S850/0H6

. Die Schwellwertelemente 83, 84, die in diesem Fall als Zenerdioden dargestellt sind, weisen Spannungen auf· Diesen beiden

I Schwellspannungen lassen eich theoretisch als gleich annehmen·

In der Praxis sollten diese Spannungen entsprechend dem für jedes Elektrodensystem sur Urzeugung der gewünschten Farbwerte des

¹ Bezugswell bei eines verhältnismäßig dunkeln Leuchtdichteniveau erforderlichen Strahlström eingestellt werden. Bei einem verhält-

; nismäßig dunklen Leuchtdichteniveau sind die Schwellwertelemente 33, 84 gesperrt» so daß keine Bezugsweißverschiebung eintritt· Übersteigt das Leuchtdichteniveau den vorbestimmten Schwellwert, schalten die Schwellwertelemente durch, so daß die Kathodenwiderstände für das Grün- und das El au-Elektrodensystem infolge der Parallelschaltung der Widerstände 85 und 36 kleiner werden· Die

Werte der Widerstände 85» 86 sind so gewählt, daß folgende Forderung erfüllt ist:

Blau-Kathodenwiderstand < Grün-Kathodenwiderstand < Rot-Kathoden- ^:

! widerstand, ^:

i '

ι Bei der Schaltungsanordnung der Fig. 1o läßt sich das Ziel der ' ι i

I vorliegenden Erfindung erreichen· Die Zenerdiode 33, 84 der Fig.

1o sind mit einer herkömmlichen Diode 66, 73, wie sie in den Fig. 6 und 8 eingesetzt sind, ausgetauscht werden und umgekehrt, ' wenn man auch die Polung der Diode entsprechend umkehrt· An diesem Punkt dürfte eine weitere Erläuterung überflüssig sein.

Die Fig. 11 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Strahlstrom eines Farbbildröhre und der Leuchtdichtespannung· Bis zu einem mit 'A"

709850/0616

bezeichneten Punkt sind die Systeinnichtlinearitäten für die drei Farben einander gleich, wie dargestellt, llber den Punkt A hinaus nimmt der Blau-Strahl strom am schnellsten zu, wie mit der Kurve 92 gezeigt, Der Kot-Strahl strom steigt am langsamsten, wie die Kurve 9o zeigt. Der ürün-Strahlstrom nimmt mit mittlerer Geschwindigkeit zu, wie es die Kurve 91 zeigt.

Die Ausführungsform der Fig. 1o hat den Vorteil gegenüber den Ausführungsformen der Fig. 6 und 8, daß sich ein genaues Verfolgen der Ortskurve für den schwarzen Körper bei geringem Aufwand erzielen läßt.

Faß I man die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen, wie sie in den I ig= 3, 6, 3 und 1o dargestellt sind, lassen (i) der Kathodenwiderstand 4o, (ü) die ^erienschaltung des Widerstands do Mil der Parallelschaltung des Schweliwertelements 62 mit dem Widerstand 61, (iii) der Widerstand Vo und (iv) der Widerstand Bo sich als eine erste Widerstandsanordnung bezeichnen, die betrieblich zwischen die Kathode 1o füi das notsignal und die I-iatriKschaltung gelegt ist, um das wiedergegebene Primärrotsignal auf die Llektrode Io zu geben. Entsprechend lassen (i) der Widerstand 41, (ü) der Widerstand 63, (iii) der Widerstand 71 und ( iv) die Parallelschaltung dop Widerstands 81 mit der nfeihenöcnaltung aus dein Schwellwertelement 83 und dem Widerstand 8ij sich als zweite Widerstandsanordnung bezeicnnen, die betrieblich zwischen die i.athode 11 für· das urühsignal und die Katrixschaltung gelegt ist und das wiedergegebene Prirnärgrünsignal auf die Kathode 11

709850/06S6

! 25

, gibt. Schließlich lassen (i) der Widerstand 42, (ii) die ueinerischaltung des Widerstands 64 mit der Parallelschaltung dua dem Widerstand 65 mit den Schweliwertelement b6, (iii) die laralleischaltung des Widerstands 72 mit de,π ochwell wer Lei einen t 1Z> und (iv) die Parallel schaltung des Widerstands Ü2 und der üeiiienschaltung aus dem Schwellwertelement 84 und dein Jeiiders tandJo sicn als dritte 'Jiderstandsanordnung bezeichnen, die beLricbiica zwischen der Kathode 12 für das Blausignal und der i-.atrixschal oun₆ liegt und das wiedergegebene Primärblausignal auf die Kathode legt.

Die vorliegende hrfindung ist nicht auf spezielle .Beispiele für die erste, zweite und dritte V/iders tandemanordnung bescnräiiku. ^s isi, nacii dex¹ vorliegenden -Wrfindun_ö ledi^licn erforderlich, daß die Wide t-s tandüwexte der drei '//iderstutidsanordnungen so _t.f.-waiil υ werden, daß eie die oben genannten üeziehurigen zwiscnen der not-, der üxiin- und der iilauliueaiioät η , η, und η , d.a. η > ι> > η erfüllea. Auf diese '//eise laut fücn ein uezu^sweiü einex" uönf.'X'ea korrelierten barbteinperatux· entsprechend ein ex· i-unan.uv. den Lt-ucribdichteniveaus des wiedei'^egebenen jiLdee erreicueu. .^ic iUCAvaal c'it'j- l/Ldei'stand sv/ex- tt füx· dit ersie, f.weite und dricte .Vidf:L v. vuiia.··^ it>t dei,.naon ei.jfaCii.

tVic ziivoi- ausfuarlich beocm leben, bewix ki ^i e ν urricnüUn_L der vorliegenden _rfindun_t, eine gute « exörä^l icnk'cit einer y.us~ gezeichneten ./i edeiv;abe der chroma tischen farben und einer subje.'i. i ν Jf _t enen. ;en ,·. χ ο er.· a br. c.-r aC£iro..i j.tiiiChen ι arbtn,

709850/0686 BAD ORlOINAL

Die ziemlich niedrige farbtemperatur des Bezugsweiß wie D 65 oder der Illuminanle C ist für die verhältnismäßig dunklen Bildteile erwünscht, wie bereits erwähnt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung auf die verhäl tnisrnäßig niedrige Färbtempera tür des uezugsweiß der ziemlich dunklen Bildteile begrenzt, sondern läßt sich auch ggffe auf andere Färbtemperatüren des Besugsweiß anwenden. In diesem Fall verbessert sich die Erscheinung weißer Bildgegenstände mit verhältnismäßig hoher Leuchtdichte.

Obgleich für die Leuchtstoffe in der obigen Beschreibung Linearität angenommen wurde, tritt bei den in der Praxis eingesetzten Leuchtstoffen docli eine fiien tlinearität auf. Die Kathodenwiderstände sind dabei so einzustellen, daß sie die LeuchtstoffVNichtlineariüät kompensieren, wenn unterhalb des vorbestimmten Leuchtdichteniveaus ein genauerer nachlauf erwünscht ist.

Die oben ausführlich er]äuLei ten Zusammenhänge gelten für einen Empfänger für IV: .Λ- FJ¹ j-Signale.

Aue. der vorliegenden .Beschreibung ergibt sich jedoch, daß die nnordnurifc, der voi i ic-,-,t.-iidt.n JJrfinduxi^ sich auch auf andere Fk'i>-i-!ormeii wie- t.-;pw. d;,s VaL- oder das Ji(J..i.-Sys tem einsetzen läßt.

C i.'iinzpl:iei ί-en der vor^ohenJeii Eesciireibung sind hierbei nur al i\ f.-rläuternü aufzufassen, sollen aber die Erfindung in J-11 it ,ι b.,iian_t nicho f-in schränken.

709850/0656

Leerseite

Claims (9)

Paten tan spräche

1. Anordnung zum Verbessern der Lildgüte bei einem larbie.mseh~ cmpiänger, gekennzeichnet durch eine erste, eine zweite und eine dritte Widerstandsanordnung, die das wiedergegebene Priaiärrot-, da& wideifeegebene iriiuäx't-itin- bzw* das wiedergegebene Px'iiuä sigricxl aufnehmen und an die erste, die zweite büw. die dritte Kathode einer Farbbildröhre gelegt sind, um die itot-iMicn t,ät η . die Ciiin-iiichtlinearilät n,, und die Blau-Wichtiinearität η τ. einzustellen, wobei die Werte der Widerstände in der ersten, zweiten und dritten Widerstandsanordnung so gewählt sind, daß die Beziehung n_B > n_r, > n_M erfüllt ist.

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte V/i der Standsanordnung aus einem ersten, einem zweiten bzw· einem dritten Widerstand bestehen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, duß der Wert des ersten Widerstands nicht kleiner als der Wert des zweiten Widerstands und der Wert des dritten Widerstands kleiner als

der Wert des zweiten Widerstands sind.

4· Anordnung nacn Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eiste od«r die dritte Widerstandsanordnung zwei Widerstandswerte abhängig von den; iJiveau des Leuchtdichtesignals aufweist derart, daß, wenn das Niveau des Leuchtdichtesignals geringer als ein vorbestiramter Schwellwert ist, die Widerstandsanordnung einen der beiden Widerstandswerte abnimmt, während, wenn das Niveau des Leuchtdichtesignals höher als der vorbestimmte Schwellwert ist, die Widerstandsanordnung den anderen der beiden './iderstandswerte annimmt, um die Beziehung n^ > n^ .> n^ bei einen Leuchtdicnteniveau zu erfüllen, das höher als der Schwellwert des Leuchtdienüesignals liegt.

5. anordnung nach Ansprucn 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Widerstandsanordnung eine Parallelschaltung eines Widerstands mit einem Schwellwertelement ist, das aich abhängig von der darüber abfallenden Spannung im Durchschalt— oder im dperrzustand befindet derart, daß, wenn die Spannung geringer als eine dem Schwellwert des Leuchtdichtesignals entsprechende Spannung ist, das Schwellwertelement durchgeschaltet ist, während es gesperrt ist, wenn die Spannung höher ?>] r die Schwellwertspannung ist, daß die zweite Widerstandsanordnung ein Widerstand ist und die dritte 7/iderstandsanordriung die Parallelschaltung eines Widerstand« mit einem Schwellwertelement darstellt, das durchgeschaltet oder gesperrt ist derart, daß, wenn die spannung niedriger als die Scnwellspannung isu, das Schwellwertelement sperrt,

während es durchgeschaltet ist, wenn die üpaniiun^ üöher als die Schwellspannung ist.

6· Anordnung nach Anspruch b_t dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite und die dritte Widerstandsanordnung einen in Reihe mit der Parallelschaltung gelegten zusätzlichen V/ideistand enthält.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch feekennzeichnet, daß die erste Widerstandsanordnung einen Widerstand, die zweite Widerstandsanordnung einen Widerstand und die dritte Widerstandsanordnung die Parallelschaltung eines Widerstands mit einem Scnwellwertelement aufweist, das abhängig von der über inm abfallenden Spannung durchgeschaltet oder gesperrt ist derart, wenn die Spannung niedriger als eine dem Schwellwert des Leuchtdichtesignals entsprechende Spannung ist, das Schwellwertelement sperrt, während, wenn die Spannung höher als die Schwellspannung ist, das Schwellwertelement sich im uurchschaltzustand befindet.

8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch /^kennzeichnet, daß die dritte Widerstandsanordnung einen in Reihe mit der Parallelschaltung gelegten weiteren Widerstand enthält.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Widerstandsanordnung einen Widerstand, und die zweite und die dritte Widerstandsanordnung jeweils eine Parallelschaltung eines Widerstands mit einem Schwellwertelement aufweisen, das

70*860/0616

abhängig von der über diesem abfallenden Spannung sich im Sperr-· oder im Durchschaltzustand befindet derart, daß, wenn die Spannung niedriger als eine dem Schwellwert der des Leuchtdichtesignals entsprechende Schwel!spannung ist, das Schwellwertelement sperrt, während es durchgeschaltet ist, wenn die Spannung höher als die Schwellspannung ist.

1o. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die dritte Widerstandsanordnung jeweils einen weiteren, mit dem Widerstand parallel und mit dem Schwellwertelement in Reihe geschalteten Widerstand aufweist·

7098S0/0II6