DE2855139A1

DE2855139A1 - Farbkathodenstrahlroehre mit strahlmarkierung und dafuer geeignete steuerschaltung

Info

Publication number: DE2855139A1
Application number: DE19782855139
Authority: DE
Inventors: Takashi Hosono; Akio Ohkoshi; Akria Tooyama; Takashi Tooyama; Takahiro Yukawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1979-06-21
Also published as: GB2018018A; US4212030A; AU527106B2; CA1112757A; FR2412936B1; JPS5484968A; FR2412936A1; JPS6035786B2; DE2855139C2; GB2018018B; NL7812374A; AU4279778A

Description

Sony Corp. TER meer · möller · steinmeistek S78P192

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbkathodenstrahlröhre, wie im Oberbegriff von Patentanspruch 1 oder 6 angegeben und auf eine zugehörige Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Bei einer bekannten Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlsynchronisiereinrichtung tastet ein einziger Elektronenstrahl in Sequenz und wiederholt einen Target-Schirm ab, der Triaden von parallelen roten, grünen und blauen vertikalen Farbphosphorstreifen aufweist. Der abtastende Elektronenstrahl überquert die Farbphosphorstreifen horizontal der Reihe nach von einer Seite des Schirms zur andern. Auf der inneren Oberfläche des Schirms sind parallel und in bekannter räumlicher Relation zu den Farbphosphorstreifen Index-Phosphorstreifen angeordnet, die zur Abgabe eines Lichtsignals hinter dem Schirm angeregt werden, wenn sie von dem den Schirm horizontal überstreichenden Elektronenstrahl getroffen werden. Dieses Lichtsignal wird von einem Photodetektor aufgenommen, und dieser erzeugt ein Indexsignal, welches eine bekannte Relation zu der augenblicklichen Position des Elektronenstrahls auf dem Schirm hat.

Dieses Indexsignal wird in der Weise zur Modulationssteuerung des Elektronenstrahls herangezogen, daß der Elektronenstrahl beim Überqueren eines roten Phosphorstreifens mit dem Rot-Primärfarbsignal, beim Oberqueren eines grünen Phosphorstreifens mit dem Grün-Primärfarbsignal, und beim überqueren eines blauen Phosphorstreifens mit dem Blau-Primärfarbsignal dichtemoduliert wird.

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In den Fig. 1 bis 3 ist die Anordnung von Index-Phosphorstreifen 1a auf der Innenoberfläche des Schirms einer bekannten Farbkathodenstrahlröhre dargestellt. In Fig.1 ist eine Teilung P der Index-Phosphorstreifen 1a gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches der Steigung P_, jeder Farbtriade (oder Farbtripel) aus roten, grünen und blauen Farbphosphorstreifen R, G und B. Diese Positionsrelation zwischen den Index-Phosphorstreifen 1a und den betreffenden Triaden der roten, grünen und blauen Farbphosphorstreifen R, G, B ist festgelegt und leicht bestimmbar aus dem Indexsignal; man braucht deshalb keine Spezialschaltung zur Synchronisation der Farbmodulation

durch das Indexsignal.

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Wegen der festgelegten Positionsrelation zwischen den Index-Phosphorstreifen 1a und den Farbphosphorstreifen R, G und B führt jede Phasenverschiebung in dem erzeugten Indexsignal, beispielsweise aufgrund einer Farbmodulation des abtastenden Strahls, zu einer fehlerhaften Farbsynchronisation und somit zu einer ungenügend farbgetreuen Wiedergabequalität. Dies tritt besonders bei der Wiedergabe von hochgesättigten Farben auf, weil der Elektronenstrahlstrom für eine besonders hoch gesättigte zu einer deutlichen Phasenverschiebung des Indexsignals führt.

Aus den zuvor dargelegten Gründen ist eine Aufteilung

im Verhältnis 1:1 zwischen den Index-Phosphorstreifen 1a und den Farbphosphorstreifen-Triaden nicht erwünscht. Deshalb werden die Anordnungen gemäß Fig. 2 und benutzt. Die Teilung P₁ der Index-Phosphorstreifen 1a ist hier ein nicht-ganzzahliges Vielfaches der Teilung P_ der Triaden von Farbphosphorstreifen. So werden beispielsweise

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Teilungswerte P, von -ö, ■=■ oder generell ⁿ — (worin η gleich 0, 1, 2, ... ist) von der Teilung P der Triaden aus roten, grünen und blauen Farbphosphorstreifen R, G, B angewendet. Bei dieser Anordnung wird die Positionsrelation zwischen den Index-Phosphorstreifen 1a und den Triaden der Farbphosphorstreifen R, G und B sequentiell verändert, so daß eine Phasenverschiebung eines Indexsignals aufgrund eines reproduzierten Farbsignals in ungleichmäßiger Verteilung auftritt, wodurch eine bessere Farbwiedergabe erzielt wird.

Der Nachteil dieser zuletzt genannten Anordnung besteht jedoch darin, daß die Verschiebungen der Positionsrelation über den Schirm zwischen den Index-Phosphorstreifen 1a und den Triaden der Farbphosphorstreifen R, G und B einer besonderen Synchronisation bedürfen.

Eine Möglichkeit zur Farbsynchronisation besteht darin, zu bestimmen, wann der Elektronenstrahl mit der Abtastung der Farbphosphorstreifen beginnt, und danach laufend die Anzahl der abgetasteten bzw. überquerten Index-Phosphorstreifen zu zählen. Dieser Vorschlag läßt sich mit der in Fig. 4 der Zeichnung dargestellten Vorrichtung verwirklichen. Die über die Bildfläche des Schirms verteilten Index-Phosphorstreifen 1a haben eine nicht-ganzzahlige Abstandsrelation zu den Triaden der Farbphosphorstreifen R, G und B, wie zuvor beschrieben, und außerdem ist noch ein Satz von Synchronisier-Indexphosphorstreifen 1b im Strahleinlauf- oder Randbereich außerhalb der Bildfläche des Schirms vorhanden. Damit man zwischen dem Einlaufbereich und der Bildfläche unterscheiden und damit den Übergang von dem einen Bereich in den anderen erkennen kann, ist die Teilung

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der Synchronisier-Indexphosphorstreifen 1b im Einlaufbereich wesentlich größer, beispielsweise dreimal so groß wie die Teilung der Index-Phosphorstreifen 1a im Bildflächenbereich gewählt. Das Indexsignal, welches man erhält, wenn der Strahl die Synchronisier-Indexphosphorstreifen 1b im Einlaufbereich überstreicht, wird zur Erzielung der Farbsynchronisation herangezogen. Da jedoch mehrere solcher Phosphorstreifen 1b im Einlaufbereich notwendig und die Abstände zwischen ihnen groß sind, muß praktisch der Randbereich des Bildschirms auch groß sein, wenn man die zuvor beschriebene bekannte Methode anwendet. Wenn außerdem Störungen oder Rauschen in das Indexsignal aus dem Einlaufbereich eingemischt sind, dann kann die Störung manchmal in solchen Positionen auftreten, daß ein Indexsignal aus dem Bildflächenbereich simuliert wird. Wenn dieser Fall eintritt, ist die Farbsynchronisation gestört, es werden fehlerhafte Farben wiedergegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlindexeinrichtung anzugeben, welche von den beschriebenen Mängeln des Standes der Technik frei ist und eine korrekte sowie durch Störungen unbeeinflußte Farbsynchronisation ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung ist in Bezug auf die Kathodenstrahlröhre im Patentanspruch 1 bzw. 6, und in Bezug auf die Steuerschaltung im Patentanspruch 10 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den genannten Patentansprüchen nachgeordneten ünteran-Sprüchen gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre besteht darin, daß aufgrund der gleichen Indexstreifenteilung im Einlaufbereich und auf der Bildfläche die Gesamtdimensionen des Einlaufbereiches reduziert werden

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können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine fehlerhafte Triggerung der Synchronisation durch Störungen im Einlaufbereich möglich sind, weil des Indexsignal erfindungsgemäß einen Störeinflüsse unterdrückenden Verlauf hat.

Durch einen fehlenden Indexstreifen im Grenzbereich zwischen Einlaufbereich und Bildfläche wird eine sichere Farbsynchronisation erzielt, weil auf diese Weise verhindert wird, daß der Ausgangspunkt der Farbsteuersignale aufgrund von Störgeräuschen vorverlegt wird.

Eine erfindungsgemäße Möglichkeit zur Unterdrückung von Störeinflüssen ist die Anordnung eines überbreiten Index-Streifens im äußeren. Randbereich des Strahleinlaufs am Bildschirm.

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Dieser überbreite Indexstreifen hebt den allgemeinen Signalpegel in jedem Bereich so hoch an, daß eine Triggerung durch Störgeräusche mit Sicherheit verhindert wird.

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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieser überbreite Indexstreifen so breit, daß der dadurch erzeugte Indexsignalpegel dem durchschnittlichen Pegel der Indexsignale gleich ist, der sich ergibt, wenn der Elektronenstrahl die übrigen Indexstreifen mit normaler Breite überquert.

Durch das erfindungsgemäße Aussparen eines bestimmten Indexstreifens im Einlaufbereich wird von der Steuerschaltung eine Lücke im Indexsignal erzeugt durch Verwendung eines

triggerbaren monostabilen Multivibrators oder dergleichen, dessen Periode etwas größer als die Normalperiode des Indexsignals ist. Durch diesen trigger-

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baren Multivibrator wird ein Zähler in der Steuerschaltung nur dann rückgesetzt, wenn das Ende seiner Periode erreicht ist. Wird der triggerbare Multivibrator vor dem Ende seiner Periode erneut getriggert, so bleibt sein Ausgang unverändert. Wenn dann ein Indexsignal aus Zyklen besteht, welche alle den normalen Abstand haben, so wird der Multivibrator immer erneut getriggert, bevor seine Periode endet, so daß ein unverändertes Ausgangssignal vorliegt. Sobald jedoch die Signallücke auftritt, wird die astabile Standzeit des Multivibrators überschritten, so daß jetzt das Triggersignal abgegeben werden kann.

In der Steuerschaltung wird als Signalzähleinrichtung vorzugsweise eine phasenstarre Frequenzanalyseschaltung verwendet, deren Abgabefrequenz einem ganzzahligen Vielfachen, vorteilhafterweise dem doppelten Wert der Frequenz des Index-Signals entspricht.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, in der auch der Stand der Technik dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Teilschnitte durch bekannte Farbkathodenstrahlröhren mit Strahlindexeinrichtung, unter Darstellung der Anordnung von Index- und Farb

phosphorstreifen;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen Teil eines Schirms einschließlich eines Einlaufbereiches bei einer bekannten Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlindexeinrichtung;

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Fig. 5 und 6 je einen Fig.4 ähnlichen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlindexeinrichtung;

Fig. 7A bis 7C graphische Signaldarstellungen zur

Funktionsbeschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele von Fig. 5 und 6,

Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild eines eine erfindungsgemäße Farbkathodenstrahlröhre enthaltenden Fernsehempfängers;

Fig. 9 ein detailliertes Blockschaltbild eines Frequenzteilers aus dem Fernsehempfänger von Fig.8^ und

Fig. 10A bis 10U ein Impulsdiagramm zur Funktionserläuterung des Fernsehempfängers von Fig. 8.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlindexeinrichtung sind auf der Innenoberfläche eines mit 5 bezeichneten Schirms in Vertikalrichtung parallele Triaden von roten, grünen und blauen Farbphosphorstreifen R, G und B aufgetragen, die sich in der horizontalen Abtastrichtung wiederholt fortsetzen und eine Bildfläche 6 bilden, an die außen ein randseitiger Strahl-Einlaufbereich 9 angrenzt. Eine aus einem geeigneten Material, vorzugsweise jedoch aus Kohlenstoff oder dergleichen gebildete Schwarzschicht 7 ist zwischen den benachbarten Farbphosphorstreifen R, G, B und außerdem über den gesamten Einlaufbereich 9 auf die Innenoberfläche des Schirms 5 aufgebracht. Ferner ist die gesamte rückseitige Oberfläche des Schirms 5 einschließlich der Farbphosphorstreifen R, G, B und der Schwarzschicht 7 mit einer dünnen, beispielsweise aus Aluminium bestehenden rückseitigen Metallschicht 8 beschichtet, die einerseits für Elektronen weitgehend transparent ist, aber einen wirk-

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samen Lichtreflektor bildet. Im Betrieb dringt der Elektronenstrahl durch die rückseitige Metallschicht 8 hindurch, erregt die Farbphosphorstreifen zur Abgabe von Licht, welches dann zum größten Teil nach vorn in Richtung auf den Betrachter reflektiert wird und nicht in das Innere der Kathodenstrahlröhre fällt.

Im Bereich der Bildfläche 6 und des randseitigen Einlaufbereiches 9 sind Index-Phosphorstreifen 11 von hinten auf die rückseitige Metallschicht 8 aufgebracht, die in der Bildfläche 6 jeweils auf einem Zwischenraum zwischen benachbarten Farbphosphorstreifen liegen. Sowohl in Bereich der Bildfläche 6 als auch des randseitigen Strahleinlaufbereiches 9 beträgt die Teilung der Index-Phosphorstreifen 2

11 gleich -=■ der Teilung der Triaden von Farbphosphorstreifen

R, G, B. Anstelle dieses -=· -Teilungsverhältnisses von Fig.5 könnte ganz allgemein jede Teilungsrelation zwischen Index-Streifen und Farbphosphorstreifen angewendet werden, die

3n ⁺ 1
der Formel entspricht.

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Grundsätzlich dienen im Zusammenhang mit der Erfindung die Index-Phosphorstreifen 11 im Einlaufbereich 9 zur Vorbereitung der Röhre und ihrer Steuerschaltung auf die Abtastung der Bildfläche. Man beachte, daß in der mit 12 bezeichneten Stelle der Index-Streifen, welcher der Bildfläche 6 am nächsten liegt, fehlt. Dieser an der Stelle 12 fehlende Index-Phosphorstreifen wird in der Steuerschaltung erfaßt und ermöglicht eine Farbsynchronisation bei der Vorbereitung zur Abtastung der Bildfläche 6, die nachstehend beschrieben

30 wird.

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Die in Fig.8 nur schematisch dargestellte Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlindexeinrichtung enthält außer den in Fig.5 dargestellten Index-Phosphorstreifen 11 an der Innenober-

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fläche ihres Trichterabschnitts eine optische Linse 16, welche in Fig.8 durch eine unterbrochene Linie angedeutetes Licht 15 aufnimmt, welches von den in Fig.8 nicht dargestellten Index-Phosphorstreifen ausgesandt wird, wenn ein Elektronenstrahl 14 sie abtastet. Ein außerhalb des Trichterabschnitts der Röhre angebrachter Photodetektor 17 nimmt die von der Linse 16 gesammelten Lichtstrahlen 15 auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8 wird ein Horizontal-Zeilensynchronisiersignal P (Fig.10G) einem monostabilen Multivibrator 21 zugeführt, der seinerseits einen ins positive gehenden Impuls M₁ (Fig. 10P) mit konstanter Impulsbreite erzeugt und dem Setzeingang S einer Flip-Flop-Schaltung 22 zuführt, die dann durch die ins negative gehende Rückflanke des Impulses M₁ gesetzt wird und einen Setzausgang F₁ mit dem logischen Zustand "1" (Fig. 10Q) und einen Rücksetzausgang F₁ mit dem logischen Zustand "O" (Fig.10R) erzeugt. Durch den Setzausgang F₁ wird eine Referenz-Gatterschaltung ³¹ aktiviert bzw. durchgeschaltet, die mit einer in ihrem Wert zuvor durch einen variablen Widerstand 32 justierten Gleichspannung versorgt wird und diese Gleichspannung jetzt über einen Verstärker 33 an ein erstes Gitter 18 der Kathodenstrahlröhre 4 weitergibt, so daß dadurch der Elektronenstrahl 14 in Bezug auf einen konstanten Intensitätswert gesteuert wird, während er die Index-Phosphorstreifen 11 des Strahleinlaufbereiches 9 abtastet. Dieser konstante Elektronenstrahl 14 veranlaßt den Photodetektor 17 zur Erzeugung des Indexsignals S₁ (Fig. 10A).

Dieses Indexsignal S wird einem Bandpaßfilter 41 zugeführt, um ein im wesentlichen sinusförmiges Referenzsignal S (Fig. 10B) zu erzeugen, welches eine der Frequenz 35

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des Indexsignals S gleiche Grundfrequenz hat. Aufgrund des ihr zugeführten Referenzsignals S erzeugt eine Phasenregelkreisschaltung 43 synchron mit dem Referenzsignal S₁. ein Impulssignal S₁. (Fig. 10D) . Die Phasenregelkreisschaltung 43 enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator 44, dessen Oszillatorimpulse in einem Frequenzteiler 45 durch den Wert 2 frequenzgeteilt werden und dann einem Phasenschieber 46 zur Phasenjustierung zugeführt werden. Die phasenjustierten Impulse gehen in einen Phasenkomparator 47, wo ein Phasenvergleich mit dem vom Bandpaßfilter 41 zugeführten Signal S erfolgt. Die aufgrund dieses Vergleiches von dem Phasenkomparator 47 abgegebene Vergleichsfehlerspannung wird über ein Tiefpaßfilter 48 als Steuerspannung für den spannungsgesteuerten Oszillator 44 weitergegeben, der somit die Impulse S_T er-

L·

zeugt, die auf die doppelte Frequenz des Referenzsignals S_. phasenbezogen sind. Die Impulse S₁. gehen in eine Frequenzteilerschaltung 60, wo sie durch den Wert drei geteilt und phasenverschoben werden, um drei gegenseitig um 120° phasenverschobene Farbgatter-Impulsausgänge F_n, F_ und F_ zu erzeugen.

V3 JD

Ein monostabiler Multivibrator 54 wird durch die ins Positive gehende Rückflanke des Zeilensynchronisiersignals ρ (Fig. 10G) getriggert und erzeugt ein Signal M (Fig.10H) von einer festgelegten Dauer, die so lang gewählt ist, daß der Elektronenstrahl Zeit hat, einen Teil seines Abtastweges über Index-Phosphorstreifen 11 im Einlaufbereich 9 zurückzulegen. Mit der ins Negative gehenden Rückflanke des signals M„ wird eine Flip-Flop-Schaltung 55 in ihren gesetzten Zustand getriggert, so daß sie eine logische "1" an ihrem Setzausgang F- bereitstellt, welche einen Eingang eines UND-Gatters 53 aktiviert.

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Das Indexsignal S_T von dem Photodetektor 17 geht ferner zu einer Impulsgeneratorschaltung 5O₇ aus der Indeximpulse S_p (Fig. 10C) gewonnen und zum Eingang eines wieder-triggerbaren monostabilen Multivibrators 51 gehen.

Dieser wieder-triggerbare monostabile Multivibrator 51 hat eine Verzögerungsperiode "C , welche die Periode des Indeximpulses S etwas überschreitet. Wird der wiedertriggerbare Multivibrator 51 vor Beendigung seiner Verzögerungsperiode X wieder getriggert, bleibt sein Ausgang unverändert, bis ein Indeximpuls ausfällt. Dies ist in Fig. 10E dargestellt, wo das Signal S_R mit der ersten ins Positive gehenden Frontflanke des Indeximpulses S hochgeht und in diesem Zustand über eine ganze Anzahl von Indeximpulsen S bleibt, bis nach der ins Positive gehenden Frontflanke des Indeximpulses S , in Fig. 10C durch einen nach oben zeigenden Pfeil angedeutet. Der an der Stelle fehlende Index-Streifen 11 (Fig.5) ermöglicht die Beendigung der Verzögerungsperiode 2" und die Erzeugung des Negativ-Übergangs des Signals S_, in Fig. 10E durch einen nach unten zeigenden Pfeil angedeutet.

Das Signal S geht zu einem monostabilen Multivibrator 52, der dann einen Triggerimpuls S (Fig. 10F) bei der ins Positive gehenden Rückflanke des Signals S_ erzeugt, in Fig. 10E durch einen nach unten zeigenden Pfeil angedeutet. Der Impuls S_M hat eine zeitlich angepaßte geeignete Breite.

Der Triggerimpuls S_M geht zu dem einen Eingang eines UND-Gatters 53 und zum Rücksetzeingang R von Flip-Flop-Schaltungen 22 und 55, die durch die Rückflanke des Impulses S rückgesetzt werden. Das Gate-Triggersignal S _G (Fig. 10J) vom UND-Gatter 53 geht zu einem Eingang eines Frequenzteilers 60. Somit werden die Setzausgänge F₁ und F_ der 35

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Flip-Flop-Schaltungen 22 und 55 gleich ¹¹O"/ während das Rücksetz-Ausgangssignal F. (Fig. 10_Q) den logischen Zustand "1" annimmt. Wird Ausgang F₁ gleich ¹¹O", dann ist die Referenz-Gatterschaltung 31 gesperrt. Außerdem wird der Ausgang F₁ gleich "1" zu diesem Zeitpunkt und aktiviert damit je einen Eingang von UND-Gattern 71, 72, 73. Ferner verhindert der in einen Eingang von UND-Gatter 53 gehende "O"-Zustand vom Setzausgang F„ der Flip-Flop-Schaltung jede Möglichkeit, daß durch kurzzeitigen Verlust des Indexsignals S etwa störende Triggersignale S _ erzeugt werden könnten und dadurch die Farbsynchronisation stören.

Der Impuls S,.„ synchronisiert den Frequenzteiler 60, der,

Mti

wie zuvor angedeutet, das Zählsignal S von der Phasen-

Ij

regelkreisschaltung 43 im Verhältnis 1/3 in der Frequenz teilt und die roten, grünen und blauen Farbgatter-Impulse F₀, F^, und F_ erzeugt, die sich um 120° in ihrer Phasen unterscheiden, beginnend mit dem für die soeben innerhalb der Bildfläche 6 liegende erste Farbe erforderlichen Farbgatter-Impuls Cim vorliegenden Beispiel rot).

Ein Ausführungsbeispiel für den Frequenzteiler 60 in der Schaltung von Fig. 8 ist in Fig.9 dargestellt, wo der Frequenzteiler 60 als Ringzähler ausgebildet ist und aus drei Stufen von JK-Flip-Flop-Schaltungen 61, 62 und 63 besteht, wobei jeweils die Setz-Ausgänge Q und Rücksetz-Ausgänge Q jeder Flip-Flop-Schaltung mit den J- bzw. K-Eingängen der nachfolgenden Flip-Flop-Schaltung verbunden sind. Der Setzausgang Q und der Rücksetzausgang Q der JK-Flip-Flop-Schaltung 63 ist wiederum an den J- bzw. den K-Eingang der Flip-Flop-Schaltung 61 rückgekoppelt. Das Signal S_ mit doppelter Frequenz geht parallel an die Kippeingänge sämtlicher Flip-Flop-Schaltungen 61 bis 63. Bekanntlich

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nimmt eine JK-Flip-Flop-Schaltung beim Auftreten einer ins Negative gehenden Rückflanke eines Signals an ihrem Kippeingang den Setzzustand ein, wenn ein logischer Zustand "1" nur am J-Eingang vorhanden ist, dagegen einen Rücksetzzustand ein, wenn dieser logische Zustand "1" nur am K-Eingang herrscht, und die Schaltung wird überhaupt nicht beeinflußt, wenn sowohl am J- als auch am K-Eingang der logische Zustand "O" herrscht.

Der Gate-Triggerimpuls S geht in die Flip-Flop-Schaltungen 61 bis 63, um sie auf einen Wert vor-zusetzen, der den Beginn der Abtastung der Farb-Phosphorstreifen mit dem korrekten Farbsignal veranlaßt. Somit wird die Flip-Flop-Schaltung 61 durch den Gate-Triggerimpuls S,„ gesetzt, und die Flip-Flop-Schaltungen 62 und 63 durch diesen Impuls rückgesetzt, wie dies in den Fig. 10K, 1OM und 10_Q dargestellt ist. Die Q-Ausgänge F₀, F_ und F_n von den Flip-Flop-Schaltungen 61, 62 und 63, die zum Durchschalten der drei Farben rot, grün und blau benutzt werden, werden so vor-gesetzt, daß F_ = 1, aber F_ und F_= 0 werden. Der

K la Jd

Frequenzteiler 60 wird am Ende des Einlaufbereiches vorgesetzt, um zuerst die rote Farbe anzusteuern, bis der erste Rot-Farbphosphorstreifen R abgetastet ist.

Nachdem der Elektronenstrahl den ersten Rot-Farbphosphorstreifen in der Bildfläche 6 abgetastet hat, findet der Zählimpuls S_r an den Kippeingängen T der JK-Flip-Flop-

JU

Schaltungen den J-Eingang von Flip-Flop-Schaltung 62 und die K-Eingänge der Flip-Flop-Schaltungen 61 und 63 aktiviert. Folglich wird durch die ins Negative gehende Flanke des Signals S nach der Vor-Setzoperation die Flip-Flop-Schaltung 61 rückgesetzt und die Flip-Flop-Schaltung 62 gesetzt. In der Flip-Flop-Schaltung 63 ändert sich nichts,

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weil an ihren beiden Eingängen der logische Zustand "0" herrscht, während das Signal S_T anliegt. Folglich wird

Jj

der Q-Ausgang F₀ der Flip-Flop-Schaltung 61 gleich "0", der Q-Ausgang F„ der Flip-Flop-Schaltung 62 wird "1" und

Cj

der Q-Ausgang F der Flip-Flop-Schaltung 63 bleibt "0".

Bei der nächsten ins Negative gehenden Flanke des Signals S_T wird der Q-Ausgang F_, gleich "0" und der Q-Ausgang F

Jj (j Jj

wird "1". Zum Abschluß der Sequenz kehren mit der nächsten ins Negative gehenden Flanke des Signals S_T die Q-Ausgänge

Ij der Flip-Flop-Schaltungen 61, 62 und 63 in ihren vor-gesetzten Zustand zurück. Danach wird die oben beschriebene Sequenz über die Bildfläche 6 hinweg wiederholt.

Somit werden, während der Elektronenstrahl 14 die roten, grünen und blauen Farbphosphorstreifen R, G und B der Bildfläche 6 abtastet, die Q-Eingänge F-,, F„ und F_n der

K Ij la

JK-Flip-Flop-Schaltungen 61 bis 63 nacheinander in den logischen Zustand "1" versetzt.

Gemäß Fig. 8 gehen die Q-Ausgangsimpulssignale F_R, F_fi und F_a von dem Frequenzteiler 60 an die zweiten Eingänge der UND-Gatter 71, 72 und 73. Die Flip-Flop-Schaltungen 22 und 55 werden durch den Rückflankenimpuls S aus dem monostabilen Multivibrator 52 rückgesetzt, und der Rücksetzausgang F₁ (Fig. 10R) wird "1", um einen Eingang jedes UND-Gatters 71 bis 73 zu aktivieren. Die Gatterimpulse F_R, F und F werden somit als Farbgattersignale durch die UND-

Ij Jd

Gatter 71 bis 73 durchgelassen (Fig. 1OP, 10Q und 10R), während der Elektronenstrahl 14 die Bildfläche 6 abtastet.

Diese Farbgattersignale G_, G„ und G_ aktivieren, wenn ihr logischer Zustand "1" ist, in Sequenz die Gatterschaltungen 34, 35 und 36, so daß die roten, grünen und blauen Primär-Farbsignale E_R, E und E in Sequenz die Torschaltungen bis 36 passieren und über den Verstärker 33 zum ersten

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Gitter 18 der Farbkathodenstrahlröhre 4 gelangen, im Takt mit dem Elektronenstrahl, während dieser die entsprechenden Farbstreifen kreuzt.

Eine logische "0" am Setzausgang F„ der Flip-Flop-Schaltung sperrt das UND-Gatter 53 und verhindert die Erzeugung eines weiteren Gatter-Triggerimpulses S_M„ bis zum Beginn der nächsten Abtastung.

Es sei bemerkt, daß während jeder Abtastung der Bildfläche 6 der Elektronenstrahl 14 bei der Abtastung eines roten Phosphorstreifens R durch das rote Primär-Farbsignal E_n, bei der Abtastung eines grünen Phosphorstreifens G durch das grüne Primär-Farbsignal E_r, und bei der Abtastung eines blauen Phosphorstreifens B durch das blaue Primär-Farbsignal E_ dichtemoduliert wird, um die Farbsynchronisation

herzustellen.

Bei der Ausführung von Fig.5 kann sich ein Problem ergeben, wenn nämlich Störimpulse auftreten, während der Elektronenstrahl die Index-Streifen 11 im Einlaufbereich 9 abtastet, indem diese Störimpulse fälschlicherweise mitgezählt werden und dann die Erzeugung des Zählsignals S in der richtigen Phase verhindern. Dies führt zu einer falschen Farb- · synchronisation auf der Bildfläche 6. Dieses Problem tritt auch zumindest teilweise aufgrund der Form des in Fig.7A dargestellten Index-Signals S ein. Der Gleichspannungspegel des Ausgangs des Photodetektors 17 ist annähernd Null bevor der erste Index-Streifen im Einlaufbereich überquert oder erregt wird. Dies ist im linken Teil von Fig. 7A durch den Signalpegel mit dem Wert Null dargestellt. Nachdem der erste Index-Streifen überquert ist, was zu dem ersten positiven Ausschlag des Gleichspannungspegels im Index-

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Signal S führt, kehrt die Spannung nicht mehr auf Null zurück, sondern bleibt aufgrund der Rest-Phosphoreszenz des ersten Index-Streifens nach der Abtastung durch den weiterlaufenden Elektronenstrahl oberhalb des Nullwertes.

Nach dem zweiten positiven Anstieg bzw. Wechsel des Index-Signals S ist der Gleichspännungspegel etwas höher als nach dem ersten Anstieg, weil jetzt der erste und der zweite Index-Streifen zu der Rest-Phosphoreszenz beitragen. Diese Anhebung des Gleichspannungspegels dauert bis zum Erreichen eines stabilen Zustands an, wo die von den zusätzlich abgetasteten Index-Streifen beigetragene Rest-Phosphoreszenz ausgeglichen wird durch den Phosphoreszenz-Abfall der schon vorher abgetasteten Index-Streifen. Dieser stabile Gleichspannungspegel tritt in Fig. 7A nach dem vierten Wechsel des Index-Signals S ein. Das Ergebnis dieses Anfangsanstiegs des Gleichspannungspegels ist annähernd sinusförmig, wie in Fig. 7 durch die durchgehende Linie dargestellt, und einem durch eine unterbrochene Linie dargestellten Niederfrequenzsignal überlagert. Diese 0 Niederfrequenzkomponente könnte von der Phasenregelkreisschaltung als ein Phasenfehler mißdeutet werden und eine genaue Farbsynchronisation verhindern. Außerdem kann das Index-Signal bei einem Null- oder sehr niedrigen Gleichspannungspegel genügend Störungen enthalten, die zu einer fehlerhaften Triggerung führen können.

Eine Lösung für dieses Problem ist in Fig. 6 angegeben, wo ein breiter Phosphorstreifen 13 den äußersten Randbereich des Einlaufbereiches 9 überdeckt. Dieser breite Phosphor-0 streifen 13 erhöht den Gleichspannungspegel auf einen gewünschten Durchschnittswert und dient der Erzeugung eines relativ starken konstanten Signals in diesem Bereich, welches die Triggerung durch Störungen ausschließt. Weiter einwärts haben die Index-Streifen 11 wieder die übliche Breite und Teilung. Damit das von dem breiten Phosphor-

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streifen 13 abgenommene Durchschnittssignal ungefähr gleich dem Durchschnittspegel mehr in der Nähe der Bildfläche 6 gleichkommt, wird die angeregte Helligkeit des breiten Phosphorstreifens 13 abgesenkt, damit dessen Durchschnittspegel etwa gleich dem Durchschnittspegel der im weiter einwärts liegenden Bereich vorhandenen Index-Phosphorstreifen 11 wird.

Ist beispielsweise das Verhältnis zwischen Breite und Teilung der Index-Phosphorstreifen 11 gleich 1:4, dann wird die Helligkeit des breiten Phosphorstreifens 13 im erregten Zustand auf 1/4 der Helligkeit eines normalen Index-Phosphorstreifens 11 in dessen erregtem Zustand reduziert. Das Ergebnis zeigt Fig. 7C, wo der durchschnittliche bzw. durchgehende Pegel im längsseitigen Kurvenbereich der von dem breiten Phosphorstreifen gewonnene Pegel dargestellt ist, nachdem er den stabilen Zustand eingenommen hat, und der mit einer unterbrochenen Linie angedeutete Durchschnittspegel im rechten Kurventeil entspricht dem Durchschnittspegel des von den normalen Index-Phosphorstreifen 11 gewonnenen Signals.

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Das sich auf diese Weise beim Abtasten der Index-Streifen der in Fig.6 dargestellten Kathodenstrahlröhre ergebende Index-Signal S ist in Fig. 7B dargestellt. Was in Fig.6 nicht dargestellt ist: Dem der Erhöhung des Gleichspannungspegels dienenden ersten dargestellten Index-Streifen können noch mehrere Index-Phosphorstreifen 11 vorausgehen, um den Gleichspannungspegel in seinen stabilen Zustand gemäß Fig. 7B anzuheben. Sämtliche Fehler, die im Anfangsteil einer Abtastung aufgrund von Störungen oder dem Signal überlagerter Niederfrequenz auftreten könnten, werden mit Hilfe des Loches im Index-Signal S₁ unterdrückt, welches durch den fehlenden Index-Streifen an der Stelle 12 verursacht wird und das Rücksetzen des Frequenzteilers 60 kurz vor dem Eintritt des Elektronenstrahles in die Bildfläche 6 verursacht.

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Für den Fachmann ist es einleuchtend, daß sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung ähnliche Ergebnisse dadurch erzielen lassen, daß man einen zusätzlichen Index-Phosphorstreifen 11 (nicht dargestellt) anstelle des gemäß Beschreibung fortgelassenen Streifens verwendet, um den Zähler 51 ordnungsgemäß rückzusetzen in Vorbereitung für die Zählung der erforderlichen Anzahl von Index-Impulsen

Ferner wird es dem Fachmann einleuchten, daß bei der Abtastung durch einen Elektronenstrahl lichtemittierende Index-Phosphorstreifen auch durch andere Index-Streifen ersetzt werden können, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnten solche Index-Streifen ihre Leitfähigkeit, ihre Kapazität oder eine andere feststellbare elektrische Charakteristik verändern, wenn sie von dem Elektronenstrahl abgetastet bzw. erfaßt werden. All dies sind weitere Möglichkeiten als Ersatz für

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die in den dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebenen Index-Phosphorstreifen.

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Claims

PATENTANWÄLTE

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Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatairee agr§es pres I'OIUce europeen des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

Dipl.-Ing, F. E. Müller siekerwall 7, Triftstrasse A₁

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

S78P192 20. Dezember 1978

Mü/Gdt/hm/vL

SONY CORPORATION
7-35 Kitashinagawa 6-chome Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlmarkierung und dafür geeignete Steuerschaltung

Priorität: 20. Dezember 1977, Japan, Ser.Nr. 153297/77

PATENTANS PRÜCHE

Farbkathodenstrahlröhre mit Einrichtungen zur Erzeugung und Intensitätsänderung eines Elektronenstrahls,einem Schirm mit einer Bildfläche und einem an einen Bildflächenrand angrenzenden Strahl-Einlaufbereich, einem sich wiederholenden Muster von mehreren dicht nebeneinander in Gruppen auf der Bildfläche angeordneten und bei Erregung durch den Elektronenstrahl Licht einer unterschiedlichen Farbe abgebenden Phosphorelementen, einem ersten Satz von auf der Bildfläche

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ORIGINAL INSPECTED

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in Abständen und in der Richtung, in der die Phosphorstreifen Seite an Seite liegen, verteilten Indexstreifen, und mit einem zweiten Satz von Indexstreifen im Strahl-Einlaufbereich,
dadurch gekennzeichnet, daß

- der erste Satz und der zweite Satz von Indexstreifen (11) eine Teilung aufweisen, die in einer Relation zu der Teilung der Gruppen von Phosphorelementen

(R, G, B) steht;

- der die Strahl-Intensität ändernden Einrichtung (18) ein Signal zuführbar ist, welches Änderungen unterworfen ist, die in einer Beziehung zu gewünschten Änderungen im Ansprechverhalten der Farbphosphorelemente stehen;

- mittels einer Einrichtung (17) ein Indexsignal (S₁) erzeugbar ist, bei dem mindestens eine Zyklusperiode in Abhängigkeit von der Abtastung der zweiten Gruppe von Indexstreifen durch den Elektronenstrahl (14) langer ist als die anderen Perioden [T)', und

- die zeitliche Phasenlage der Strahlintensitätsänderung zu Beginn der Abtastung der Bildfläche (6) des Schirms (5) durch den Elektronenstrahl (14) in Abhängigkeit von der längeren Periode dieses einen Zyklus synchronisierbar ist.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Phosphorelemente (R, G, B) als parallele Streifen ausgebildet sind.
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilung des ersten und zweiten Satzes dieser Indexstreifen (11) dem fachen Betrag der Teilung der Gruppen von Phosphorstreifen (R, G, B) entspricht, wobei η ein ganzzahliger Wert

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einschließlich Null sein kann.
4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einmal vorgesehene längere Zyklus eines Indexsignals an der Grenze zwischen dem Einlaufbereich (9) und der Bildfläche (6) auftritt.
5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz von Indexstreifen (11) dort beginnt, wo die Abtastung durch den Elektronenstrahl (14) beginnt.
6. Farbkathodenstrahlröhre mit Strahlsynchronisiereinrichtung, mit einer einen Schirm enthaltenden Umhüllung, Einrichtungen zum Abtasten des Schirms mit einem Elektronenstrahl, einer mit sich wiederholenden Gruppen von parallelen, eine erste Teilung aufweisenden Farbphosphorstreifen besetzten Bildfläche auf dem Schirm, einem an einen Rand der Bildfläche angrenzenden Strahl-Einlaufbereich, einer parallel zu den Farbphosphorstreifen verlaufenden ersten Gruppe von Indexstreifen auf der Bildfläche, mit einer sich von der ersten Teilung unterscheidenden zweiten Teilung und mit einer in dem Strahl-Einlaufbereich angeordneten zweiten Gruppe von Indexstreifen,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe von Indexstreifen (11) im Strahl-Einlaufbereich (9) die zweite Teilung aufweist;

daß in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Gruppe von Indexstreifen (11) durch den Elektronenstrahl (14) ein Indexsignal (S ) erzeugbar ist; und

daß ein dem Grenzbereich (12) zwischen Bildfläche (6) und Einlaufbereich (9) benachbarter Indexstreifen aus der zweiten Gruppe ausgespart bzw. ausgeblendet ist.

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7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahl-Einlaufbereich

(9) mindestens ein breiter Indexstreifen (13) einige der zweiten Teilungen von der Bildfläche (6) entfernt angeordnet ist, der mindestens so breit wie die zweite Teilung ist.
8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 7, dadu rch gekennzeichnet, daß das aus einer Erregung durch den Elektronenstrahl (14) resultierende momentane Indexsignal (S ) für mindestens einen breiten Indexstreifen (13) kleiner ist als das Indexsignal, welches aus der Erregung irgendeines Indexstreifens (11) aus dem zweiten Satz resultiert.
9. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Erregung des breiten Indexstreifens (13) resultierende augenblickliche Indexsignal gleich ist dem aus der Erregung eines Indexstreifens (11) des zweiten Satzes resultierenden augenblicklichen Indexsignal, multipliziert mit der Breite eines Indexstreifens (11) des zweiten Satzes und geteilt durch die zweite Teilung.
10. Steuerschaltung für eine Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Erzeugung eines Indexsignals in Bezug auf die Position eines den Strahl-Einlaufbereich und die Bildfläche der Röhre abtastenden Elektronenstrahls, gekennzeichnet durch

- eine Einrichtung (43) zum Erzeugen eines Zählsignals (S_) mit einer in Beziehung zur Frequenz des Index-

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signals (S_x) stehenden Frequenz;

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- eine durch ein Synchronisiersignal (P_TT) aktivier-

bare Einrichtung (54) zur Erzeugung eines Triggersignals (M2) nach einer Charakteristik des Indexsignals;

- einen in Abhängigkeit von dem Zählsignal in Sequenz einer Anzahl von Farbsteuersignalen (F_n, F„, F_) zur

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sequentiellen Steuerung der Übertragung von Farbsignalen an die Kathodenstrahlröhre (4) erzeugenden Frequenzteiler (60), der an der Grenze zwischen dem Einlaufbereich (9) und der Bildfläche (6) zur Synchronisation der Farbsteuersignale durch das Triggersignal auf einen bestimmten Wert setzbar ist; und durch

- Einrichtungen zum Sperren von Triggersignalen, die aus Indexsignalen gewonnen werden, die aus einer Abtastung der Bildfläche (6) durch den Elektronenstrahl resultieren.
11. Steuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtungen für die Triggersignale ein Gatter, eine dieses Gatter in Abhängigkeit vom Synchronisiersignal aktivierende Einrichtung und eine in Abhängigkeit von der Erzeugung eines ersten Triggersignals das Gatter sperrende Einrichtung aufweisen, durch die nachfolgende Triggersignale gesperrt werden.
12. Steuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Zählsignals einen mit dem Indexsignal gespeisten Phasenregelkreis (43) aufweist.

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13. Steuerschaltung nach Anspruch 12, gekennzeichnet ,

dadurch daß die Frequenz des

Zählsignals (S_T) ein ganzzahliges und nicht durch drei teilbares Vielfaches der Frequenz des Indexsignals (S₁) ist.
14. Steuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Kennung

des Indexsignals darin besteht, daß der letzte Zyklus des Indexsignals im Einlaufbereich an der Grenze zur Bildfläche einen vom Normalabstand zwischen den übrigen Zyklen des Indexsignals unterschiedlichen Abstand aufweist.
15. Steuerschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der unterschiedliche Abstand größer als der Normalabstand ist.
16. Steuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet , daß diese Kennung

aus einer Lücke (12) im Indexsignal (S ) besteht, welches zeitlich kurz vor dem überschreiten der Grenze zwischen dem Einlaufbereich und der Bildfläche durch den Elektronenstrahl auftritt.
17. Steuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Freqeunzteiler (60) ein dreistufiger Ringzähler ist.
18. Fernseheinrichtung mit einer Farbkathodenstrahlröhre gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und einer Steuerschaltung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Bildfläche (6) auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre (4) mit sich wiederholenden Triaden von parallelen Farbphosphorstreifen (R, G, B) mit einer ersten Teilung und einem Satz von sich über den Einlaufbereich (9) und die Bildfläche (6) erstreckenden Indexstreifen (11) mit einer zweiten Teilung, die in einer nicht-ganzzahligen Relation zu der ersten Teilung steht, besetzt ist; und daß die Einrichtung (54) zur Erzeugung eines Triggersignals durch ein Fernsehsynchronisiersignal aktiviert wird.
19. fernseheinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Indexstreifen im Einlaufbereich (9) an der Grenze zwischen dem Einlaufbereich und der Bildfläche ausgespart (12) ist, und dadurch eine Signallücke in den Indexsignalen (S₁) hervorgerufen wird.
20. Fernseheinrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine rücksetzbare Schaltungsgruppe, die bei Auftreten der Signallücke das Triggersignal erzeugt.

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