DE2812407A1

DE2812407A1 - Schaltungsanordnung zum steuern einer fernsehaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE2812407A1
Application number: DE19782812407
Authority: DE
Inventors: Sidney Leo Bendell
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1978-09-28
Also published as: NL7803011A; US4379310A; FR2385278A1; PL110935B1; PL205448A1; JPS53116032A; AU3414578A

Description

1240?

ECA 7Ί 769Ks/Iw

Brit. Serial No: 11902/77 ' ®f· Dieter ν. Bezold *

Dipl.-Ing. Peter Schute Filed: March 21,1977 DIpI.-Ing. Wolfgang Heuele?

Q Mönchen SS. Postfach 88QS3D

EGA Corporation
New York, N₀Yo, Y₀St₀Vo A.

Schaltungsanordnung zum Steuern einer Fernsehaufnahmeröhre

Die Erfindung "betrifft Fernseh~Aufnahmeeinrichtungen, in denen ein Videosignal von einer oder mehreren Bildaufnahmeröhren abgeleitet wird, und bezieht sich insbesondere auf Schaltungsanordnungen zum Unterdrücken des Einflusses sogenannter "Spitzlichter", worunter man hellste Stellen in der aufgenommenen Szene versteht»

Heuzeitliche Fernsehkameras enthalten eine oder mehrere Bildaufnahmeröhrenj um aus der aufgenommenen Szene ein Videosignal abzuleiten_o Bildaufnahmeröhren enthalten ge·= wohnlich ein System zum Erzeugen eines Elektronenstrahls für die Abtastung einer lichtelektrisch leitfähigen Ziel= elektrode (Photokathode oder "Target"), auf die das von der Szene kommende Licht abgebildet wirdo Eings um die Auf= nahmeröhre sind Strahlablenkspulen angeordnet, die durch horizontal= und vertikalfrequente Signale angesteuert werden und dadurch den Elektronenstrahl veranlassen, einen Easter auf der photoleitenden Zielelektrode abzutasten, um ein für die Szene charakteristisches Videosignal zu ent=· wickeln, wenn der Elektronenstrahl die photoleitende Zielelektrode aus dem Kathodenpotential nachlädt»

,09839/094

Venn, eine BildaufnahmerÖhre, die in der vorstehend beschriebenen Weise eine photoleitende Zielelektrode enthält, auf der das Licht einer Szene abgebildet wird., mit höher als die normale Helligkeit liegenden Spitzlichtern aus der Szene belichtet wird, dann kann die Modulation der Zielelektrodenspannung so weit gehen, daß die vollständige Viederaufladung durch den normalen stationären Strahlstrom, (der dazu verwendet wird, durch Nachladen der Zielelektrode das Ausgangs-Videosignal von der Bildaufnahmeröhre abzuleiten) nicht mehr erfolgen kann. Wo die Spitzlichtbelichtung verhältnismäßig intensiv ist, z.B. infolge einer Punktlichtquelle in der Szene, sind viele Durchläufe oder Abtastungen des Strahls an der Zielelektrode notwendig, um die Zielelektrode vollständig wiederaufzuladen. Wenn sich das betrachtete Spitzlicht bewegt, entsteht ein sogenannter "Kometenschweifeffekt", bei dem das Spitzlicht einen Lichtschwanz hinter sich herzieht. In einem Farbkamerasystem, sind solche Kometenschweife besonders unangenehm, da sie hier in ungewollten hellen !Farben aufflammen, die weder zum Spitzlicht noch zum Szenenhintergrund passen. Ein Versuch, den Kometenschweifeffekt zu eliminieren, hat zur Entwicklung und zum Gebrauch einer sogenannten Anti-Kometenschweif-Bildaufnahmeröhre (AES-Bildaufnahmeröhre) geführt. In einer AKS-Bildaufnahmeröhre enthält das zur Bildung des Elektronenstrahls verwendete Strahlsystem eine Spezialelektrode in Form eines Segmentkonus, der zwischen der Kathode und den Linsenelektroden des Strahlsystems angeordnet ist. Während der Horizontalrücklaufperioäe werden die Elektroden des Strahlsystems durch Impulsgeneratorschaltungen derart pulsgesteuert, daß sich die Fokussierung des Strahls durch die Linsenelektroden in einer Weise ändert, um den Strahlstrom

809839/0945

während {jedes Horizontalrücklaufintervals zur Wiederaufladung der Zi el elektrode "beträchtlich zu erhöhen, so daß übermäßig entladene Zielelektrodenbereiche, die zu Kometen·= schweifen führen, vermieden werden«

Obwohl AKS-Bildaufnahmeröhren der vorstehend beschriebenen Form den Kometenschweifeffekt von Spitzlichtern wirksam verringern können, haben sie jedoch einen ernsthaften Nachteil, der in ihrer verkürzten Lebensdauer liegt_o Der Grund hierfür ist hauptsächlich der Effekt des erhöhten Strahlstroms während der Bücklaufperiode, der die Lebensdauer der Kathode merklich vermindert und die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Zielelektrode beeinträchtigte Eine AKS-»Bildaufnahmer öhre kann auch in einer ÜFicht^Antikome«=· tensehweif-Betriebsart betrieben werden₉ welche die Lebensdauer der Röhre verlängerte Bei der vorliegenden Erfindung werden beide Betriebsarten einer AKS-Bildaufnahmeröhre ge= nutzt und somit die Nachteile vermieden, indem eine Bild= unterdrückungsschaltung vorgesehen xfird, die "auf Verlangen", d.h. nur beim Vorhandensein von Spitzlichtern, automatisch den normalen AKS-Pulsbetrieb der Bi eidaufnahm er öhre bewirkte Hiermit wird die Lebensdauer der AKS-Bildaufnahmeröhre wesentlich verlängert, während andererseits ihre Fähigkeit, der Kometenschweifbildung entgegenzuwirken, vorteilhaft ausgenutzt wirdo

Gegenstand der Erfindung ist eine Strahlsteuerschaltung zum Unterdrücken von Spitzlichteffekten in einem Videοausgangs= signal für eine Szene, die von einer AKS-Bildaufnahmeröhre aufgenommen wird_o Die Bildaufnahmeröhre enthält eine Katho= de und Strahlsteuerelemente zum Steuern eines Elektronen= Strahls, der eine Zielelektrode in vertikaler und horizon= taler Sichtung abtastet« Die Abtastung der Zielelektrode führt, durch ¥ieder aufladung der Ziel elektrode, zu einem elektrischen Ausgangssignal in Form eines Videosignals, das

für die von der Bildaufnahmeröhre gesehene Szene charakteristisch ist. Die Schaltung enthält einen mit der Bildaufnahmeröhre gekoppelten Detektor, der das elektrische Ausgangssignal mit einem ersten Bezugssignal vergleicht und ausgangsseitig ein Steuersignal liefert, wenn Spitzlichter vorhanden sind, die eine vorbestimmte Stärke übersteigen. Eine erste Steuereinrichtung spricht auf das Steuersignal vom Ausgang des Detektors und auf ein Zeitbezugs signal an, um ein zeitgesteuertes Signal zu erzeugen. Eine zweite Steuereinrichtung, die in einem ersten und in einem zweiten Zustand arbeiten kann und auf das zeitgesteuerte Signal anspricht, ist mit mindestens einem der Strahlsteuerelemente gekoppelt, um beim Fehlen von Spitzlichtern im ersten Zustand den Pulsbetrieb des Strahlsteuerelements abzuschalten und im zweiten Zustand den Pulsbetrieb des Strahlsteuerelements einzuschalten.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt teilweise in Blockform und teilweise im Detail eine erfindungsgemäße Anordnung;

Figuren 2a bis 2c zeigen Vellenformen zur Veranschaulichung des Betriebs der Anordnung nach Figur 1.

In der Figur 1 ist schematisch eine Bildaufnahmeröhre 12 dargestellt, die einen Heizfaden F zur Beheizung einer Glühkathode K für die Erzeugung eines Elektronenstrahls 13 enthält. Steuerelektroden G., G^ und G^ bilden die notwendige Elektronenoptik, um den Elektronenstrahl 13 zu formen und auf die Zielelektrode T zu richten. Die Horizontal- und Vertikal-Ablenkspulen und auch die Betriebsspannungsquellen

ÖQ9839/0945

12407

für die genannten Elemente der Bildaufnahmeröhren 12 sind₃ weil für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich, in der Zeichnung fortgelassene Die Zielelektrode T₉ die aus einer transparenten leitenden Platte mit einer photo= elektrisch leitenden Beschichtung besteht₉ bildet Myriaden von Kondensatoren9 auf denen das Licht aus der Szene abge= bildet wird» Die photoelektrisch leitende Schicht wird durch ein Potential Y beaufschlagt₉ das ihr über einen Widerstand 10 angelegt wird«, Wenn der Elektronenstrahl durch die Wir= kung der Horizontal- und Vertikalablenkfelder über die Ziel= elektrode tastet, lädt er die Kondensatoren, die durch die photoleitende Schicht gebildet sind und durch das einfallen= de Licht entladen wurden^ wieder auf, wodurch der Strom im Widerstand 10 moduliert wirdο Der Verbindungspunkt zwischen der Zielelektrode T und dem Widerstand 10 ist ein Anschluß zur Entnahme des Ausgangssignals der Bildaufnahmeröhre und ist mit der Eingangsklemme eines Videoverstärkers 14 gekoppelt«, Die Ausgangsklemme 15 des Videoverstärkers 14 lie= fert ein Videoausgangssignal V_Q, das:innerhalb des Kamerasystems und anschließend in Studioanlagen für die Aussendung an den Fernsehteilnehmer weiterverarbeitet wirdo

Gemäß der Figur 1 befindet sich die Bildaufnahmeröhre 12 in einer bekannten Anordnung für AKS=Betrieb (Anti-Korne= tenschweif»Betrieb)p worin Impulsgenerator schaltungen 42 unter dem Einfluß eines Horizontalsteuerimpulses 44 (Horizontalrücklaufimpuls) Impulse erzeugen« Die Ausgangs= impulse der Schaltung 42 ₉ die mit G^=Impuls_s G,.-Impuls ■und K-Impuls bezeichnet sind, werden jeweils über einen Wi= derstand 40 bzw« 36 bzw« 32 und jeweils einen Verstärker 38 bzw«, 34 "bzw, 30 auf zugeordnete Elektroden der Bildauf= nahmer öhr en 12 gekoppelte

809839/0945

-sr-t

Die Ausgangsklemme 15 des "Verstärkers 14 ist außerdem, mit einem Eingang eines Schwellendetektors 18 gekoppelt. Der andere Eingang des Detektors 18 ist mit einer Quelle eines Bezugspotentials verbunden, die aus einem an eine Potentialquelle Y geschalteten "verstellbaren Widerstand 16 "besteht. Der Ausgang des Detektors 18 ist mit dem Eingang eines nachtriggerbaren monostabilen Multivibrators 20 gekoppelt, dessen Signalausgänge für das "Hoch"-Ausgangssignal und das "lTieärig"-Ausgangssignal zu jeweils einem Eingang eines gesonderten zweier Verknüpfungsglieder 22 und 24 führen. Der jeweils andere Eingang der Verknüpfungsglieder 22 und 24 ist mit einem Zeitbezugssignal 46 gekoppelt, das während des Vertikal austastintervall der Zielelektrodenabtastung erscheint. Die Ausgänge der Glieder 22 und 24 sind mit dem Setzeingang S bzw. dem Eücksetzeingang E eines Setz/Eücksetz-Flipflops 26 gekoppelt. Der Q-Ausgang ("Hoch"-Ausgang) des llipflpps 26 ist seinerseits mit dem Eingang (Basis) eines Steuertransistors 28 gekoppelt. Der Emitter des transistors 28 ist an einen Punkt mit Bezugspotential (Masse) angeschlossen, und sein Kollektor ist mit dem Verstärker 3^- gekoppelt, und zwar am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 36 und dem Eingang des Verstärkers

Venn im Betrieb infolge eines Spitzlichts ein Spitzlichtsignal im Videοausgangssignal Vq und am Eingang des Vergleicher/Verstärkers (Detektor) 18 erscheint, das den durch die Einstellung des Potentiometers 16 vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, dann liefert der Vergleicher/Verstärker 18 ein Ausgangssignal zum Eingang des nachtriggerbaren monostabilen Multivibrators 20, der daraufhin die Zustände seines normalerweise niedrigen und seines normalerweise hohen Ausgangssignals ändert. Die Eückkippzeit des in integrierter Schaltung ausgebildeten Multivibrators 20 ist

- 7 809839/0945

281

verstellbar, typ iseherweise mit Hilfe eines äußeren Widerstandes und Kondensators, und kann so eingestellt werden, daß sie einige Sekunden oder irgendeine gewünschte Zeitspanne nach dem Auftreten des Spitzlichts andauert= Die niedrigen und hohen Pegel vom Multivibrator 20 werden über die Verknüpfungsglieder 22 und 24 auf den Setzeingang und den Rücksetz eingang des Flipflops 26 gekoppelt ₃ so daß die Änderung des Ausgangszustandes des Multivibrators 20 den ^"»Ausgang des Flipflöps niedrig und den Q~Ausgang hoch werden läßt₉ wodurch der Steuertransistor 28 abgeschaltet wird« Hiermit werden die G^Impulse für die Elektrode G. zum AKS-Betrieb wirksam. In dieser Betriebsart erfolgt die AKS=-Impulsbeaufschlagung der Strahlsteuerelemente während des Rücklaufintervalls der Horizontalablenkperiode der Bild·= röhre 12_O Um zu verhindern, daß während der Horizontalabtastzeit Schaltstöße auftreten, wird während des Vertikal« austastintervalls ein Zeitbezugssignal 46 abgeleitet, das die Verknüpfungsglieder 22 und 24 nur während des Vertikalrücklaufintervalls der Zielelektrodenabtastung aktiviert₅ so daß der Ausgangszustand des Multivibrators 20_s der den Zustand des Flipflops 26 steuert, nur während des Vertikal= austastintervall zum Flipflop 26 übertragen werden kann_o

Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen typische Wellenformen (nicht maßstäblich) für den Betrieb der Schaltung nach Figur 1, für die Dauer ^-t^ einer Horizontalperiode (1H) sowohl in der AKS-Betriebsart als auch in der Hicht=AKS-=Betriebsart. Die Figur 2a zeigt eine normale Kathodenvorspannung Vo₁ die durch die Impulsschaltung 42 während der Horizon= talrücklaufperiode t_/j»t₂ auf einen Wert V_x, angehoben wirdo In ähnlicher Weise zeigt die Figur 2b die normale Vorspan= nung V^ für die Elektrode G-? und den Impuls-Vorspannungs= wert Vj_1- während des Intervalls t^-tgo Die Figur 2c zeigt die normale Vorspannung Vg für die Elektrode G,,, die beim Fehlen eines Spitzlichts wegen der Wirkung des Flipflops

SQi839/094S

und des Steuertransistors 28 nicht impulsgesteuert wird, wie es der gestrichelte Teil der Wellenform 2c im Intervall t.-tp zeigt. Das Auftreten eines Spitzlichts führt, wie oben beschrieben, zur Abschaltung des Transistors 28 und erlaubt die Wiederaufnahme der Impulsbeaufschlagung der G^-Elektrode, so daß die G_x,-Vorspannung auf einen Wert V^ gepulst wird.

Nachstehend sind typische Werte für die Spannungen V_x, bis Vg im ITormalbetrieb angegeben:

V_x,' - -40V

V₂ - -45V

V₃ - +280V

V₄ - -32V

V₅ - -25V bis -125V

V₆ - -50V bis -150V

Der von -50V bis -I5OV gehende Bereich der Werte für Vg hängt sehr von der gewünschten Strahlstromeinstellung für den Betrieb der Bildaufnahmeröhre ab. Wie in Figur 1 gezeigt und wie oben beschrieben, führt die Maßnahme, die G^-Impulse außer bei Bedarf im Falle vorhandener Spitzlichter fortzulassen, zu einer Verminderung des resultierenden Strahlstroms um einen Faktor von mindestens 10, womit die Antikometenschweif-Löschwirkung effektiv ausgeschaltet wird. Der resultierende niedrigere Strahlstrom ist so vermindert, daß sein Einfluß auf die Lebensdauer der Bildröhre vernachlässigbar ist. Obwohl die "Pulsierung bei Bedarf" im vorliegenden Fall in Verbindung mit der Elektrode G_x, veranschaulicht wurde, kann die Erfindung genausogut auch durch Steuerung der Impulsbeaufschlagung an den anderen Elektroden erfolgen, z.B. an der speziellen Löschelektrode G^. Die Amplitude des G^-Impulses an der Elektrode G^ beträgt jedoch ungefähr 500V, während die Impulsamplitude an der

- 9 809839/0945

Elektrode G^ ungefähr 25V beträgt„ Da nur eine Elektrode gemäß der Erfindung gesteuert zu werden braucht, bedeutet die Auswahl der Elektrode G. für die gesteuerte Impulsbeauf= schlagung eine Verminderung der Wahrscheinlichkeit von Signalstörungen „ insbesondere im Videoausgangssignal»

Vorstehend wurde als Ausführungsbeispiel der lall beschrieben, daß der Betrieb mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre erfolgt, wie es in einem monochromatischen Kamerasystem der Fall ist„ Die Erfindung kann jedoch leicht und mit Vor= teil auch bei einem Farbkamerasystem angewendet werden, und zwar in der folgenden Weises

In einer Farbfernsehkamera wird das von einer Szene korn= mende Licht optisch in einen oder mehrere Farbauszüge zerlegt, die auf gesonderten Bildaufnahmeröhren abgebildet werden«, Da das auf jede der Farbbildröhren fallende Licht von derselben Lichtquelle kommt, erscheint ein in der Szene vorhandenes Spitzlicht in allen (drei) Aufnahmeröhren jeweils an der gleichen relativen Stelle„ Daher kann ein Steu= ersignalj das ein Spitzlicht anzeigt und von irgendeiner der Bildaufnahmeröhren abgeleitet ist, dazu verwendet wer= den, die Impulsbeaufschlagung der Stromsteuerelemente gleichseitig in allen Bildaufnahmeröhren einzuschalten, z.B. indem der ^-Ausgang des Flipflops 26 über zusätzliche Steuertransistoren (wie den Transistor 28) mit den Impulssteuer schaltungen jeder der anderen Bildaufnahmeröhren gekoppelt wird ο

10

9S39/094S

Leerseire

Claims

Patentansprüche

Strahlsteuerschaltung zum Unterdrücken von Spitzlichteffekten in einem Videoausgangssignal einer Szene, die von einer Antikometenschweif»Bildaufnahmeröhre aufgenommen wird, wobei die Bildaufnahmeröhre eine Kathode und Strahlsteuerelemente enthält, um einen eine Zielelektrode in vertikaler und horizontaler Richtung abtastenden Elektronenstrahl zu steuern, und wobei die Abtastung durch Nachladung der Zielelektrode ein elektrisches Ausgangssignal in Form eines Videosignals erzeugt, das für die von der Bildaufnahmeröhre aufgenommene Szene charakteristisch ist, und wobei die Kathode und die Strahlsteuerelemente während des Rücklauf Intervalls der Horizontalablenkperiode impulsbeaufschlagt werden, um die nachladung der Zielelektrode zu steigern, gekennzeichnet durchs

eine Quelle für ein erstes Bezugssignal (16);

einen mit der Bildaufnahmeröhre (12) und dem ersten Bezugssignal gekoppelten Detektor (18), der das elektrische Ausgangssignal mit dem Bezugssignal vergleicht und an seinem Ausgang beim Vorhandensein von Spitzliehtern ein Steuersignal erzeugt;

eine Quelle für ein Zeitbezugs signal (4-6);

eine erste Steuereinrichtung (26), die auf das vom Ausgang des Detektors gelieferte Steuersignal und auf das Zeitbezugssignal anspricht, um ein zeitgesteuertes Signal zu liefern;

eine zweite Steuereinrichtung (28^dIe abhängig von dem zeitgesteuerten Signal einen ersten oder einen zweiten Zustand einnimmt und mit mindestens einem der Strahlsteuerelemente (G,-) gekoppelt ist, um in ihrem ersten Zustand beim Fehlen von Spitzlichtern die Impulsbeaufschlagung dieses Strahlsteuerelements abzuschalten und

- 11 -

Ö09839/09A8

um in ihrem zweiten Zustand die Impuls!)eaufschlagring dieses Strahlsteuerelements einzuschalten.
2. Strahlsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitbezugssignal (46) gleichzeitig mit dem Vertikalrücklaufintervall der Vertikalablenkperiode auftritt und daß die erste Steuereinrichtung folgendes enthält:

einen mit dem Detektor (18) gekoppelten nachtriggerbaren monostabilen Multivibrator (20), der einen niedrigen und einen hohen Ausgangssignalwert hat, die sich auf das vom Ausgang des !Detektors gelieferte Steuersignal hin ändern;

eine mit dem Multivibrator und dem Zeitbezugssignal gekoppelte Verknüpfungsschaltung (22, 24, 26), die das zeitgesteuerte Signal in lorm eines ersten und exnes zweiten Signalpegels liefert, die dem niedrigen und hohen Ausgangssignalwert des Multivibrators entsprechen und die auf die zweite Steuereinrichtung (28) gekoppelt werden, um den ersten und zweiten Zustand dieser Einrichtung nur während des Vertikalrücklauf Intervalls des Vertikalablenkzyklus zu ändern.

809839/094 S