DE3531502C2 - Bildwiedergabeanordnung zur farbigen Abbildung eines durch Primärfarbensignale übertragenen Videobildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildwiedergabeanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

In Farbfernsehgeräten wird zur Wiedergabe farbiger Fern­ sehbilder der Bildschirm einer Farbbildröhre verwendet. Zur Darstellung des Farbfernsehbildes enthält die Farbfern­ sehbildröhre drei Elektronenstrahlsysteme, die von den normalerweise übertragenen drei Primärfarbensignalen in der Strahlstärke gesteuert werden. Vor der Innenseite des Bildschirmes enthält die Farbbildröhre eine Loch- oder Schlitzmaske und für jedes Loch oder jeden Schlitz auf der Innenseite des Bildschirmes einen Farbtrippel einer Leuch­ stoffmasse, die beim Auftreffen des Elektronenstrahles in einer der Primärfarben aufleuchtet. Eine derartige Bild­ wiedergabeanordnung erfordert einen hohen mechanischen Aufwand und nimmt gleichzeitig einen verhältnismäßig gros­ sen Raum ein. Außerdem verursacht die Loch- oder Schlitz­ maske etwa zwei Drittel Verlust der Strahlströme für die Farbbilddarstellung.

Ein derartiger Strahlstromverlust tritt bei Bildwiedergabeanordnungen nicht auf, die zur Darstellung eines Farbfernsehbildes drei monochrome Bildröhren verwenden. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der Zeitschrift "Funkschau" 1981, Heft 17, Seiten 67 bis 70 bekannt. Die hieraus bekannte Anordnung ist zur Großbildprojektion von Farbfernsehbildern vorgesehen und enthält drei getrennte Fernsehprojektionsröhren in einer Inline-Ausführung für die Primärfarben rot, grün und blau. Eine den Fernsehprojektionsröhren nachgeordnete optische Einrichtung enthält eine Linsenoptik und drei Umlenkspiegel, die die von den Projektionsröhren ausgesendeten Lichtstrahlen so führen, daß sie auf einen Projektionsschirm drei deckungsgleiche Bilder in den jeweiligen Primärfarben erzeugen. Die additive Übereinanderlegung dieser drei Teilbilder ergibt das Farbbild auf dem Projektionsschirm. Durch die Verwendung von drei Projektions-Bildröhren wird jedoch der mechanische und der räumliche Aufwand nicht verringert. Außerdem benötigen die drei Röhren zusammen etwa die gleiche elektrische Leistung wie eine dementsprechende Farbbildröhre. Zudem kann durch die Verwendung von drei Projektions-Bildröhren ein bestimmtes Maß an Volumen einer derartigen Bildwiedergabeanordnung nicht unterschritten werden. Vielfach wird jedoch eine Bildwiedergabeanordnung geringer Abmessungen zur Abbildung farbiger Fernsehbilder gefordert.

Des weiteren ist aus der US-Patentschrift 3,006,989 eine Farbbildwiedergabeeinrichtung bekannt, die unter Verwendung von drei Elektronenkanonen drei Elektronenstrahlen erzeugt. Die drei Elektronenstrahlen erzeugen drei Bilder auf drei Bildschirmen wobei die drei Bildschirme horizontal oder vertikal angeordnet sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildwiedergabeanordnung der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, daß sie geringe Abmessungen der Anordnung ermöglicht und dennoch Farbbilder mit einer hohen Auflösung zuläßt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Verwendung nur eines Displays anstelle von z. B. drei, insbesondere nur einer monochromen Bildröhre können die Videobildflächen für die Teilbilder in den einzelnen Primärfarben dichtgedrängt aneinandergesetzt werden, so daß sie zusammen nur eine geringe Bildschirmfläche des Displays benötigen. Dadurch kann das Display außerdem mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen hergestellt werden, so daß es zu kleinen Abmessungen der gesamtem Bildwiedergabeanordnung wesentlich beiträgt. Außerdem kann das Display bereits während der Herstellung auf die nachgeordnete optische Einrichtung abgestimmt werden, so daß zur Herstellung der gesamten Bildwiedergabeanordnung ein wesentlich geringerer Abgleichaufwand erforderlich ist.

Die untergeordneten Ansprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Sind die Videobildflächen für die einzelnen Primärfarbensignale horizontal nebeneinander auf der Bildschirmfläche des Displays angeordnet, werden besonders geringe Höhenabmessungen erreicht. Außerdem ist für eine derartige Anordnung nur ein Zeilenspeicher für den Farbsignalspeicher erforderlich, wenn die Bildschirmfläche des Display zeilenweise beschrieben wird, da in diesem Fall die eingelesenen Zeilen für die Bilder in der Primärfarbe sofort wieder ausgelesen werden können.

Bei einer Anordnung der Videobildflächen vertikal untereinander auf der Bildschirmfläche des Displays muß zwar das gesamte übertragene Farbvideobild in den Farbsignalspeicher eingelesen werden. Das Auslesen muß jedoch mit der dreifachen Einlesegeschwindigkeit erfolgen, da die drei den Primärfarben zugeordneten Teilbilder nach­ einander auf der Bildschirmfläche des Displays dargestellt werden. Dadurch wird jedoch die Flimmerfreiheit des darge­ stellten Farbbildes wesentlich erhöht.

Ist die Bildschirmfläche eines Displays entsprechend dem Anspruch 6 ausgebildet, sind in der nachgeordneten opti­ schen Einrichtung keine Farbfilter oder keine dichroiti­ schen Spiegel erforderlich.

Eine Bildwiedergabeanordnung nach der Erfindung bietet für eine Videobildprojektion deshalb wesentliche Vorteile, weil bei der Herstellung und Benutzung einer derartigen Projektionseinrichtung weniger Abgleichmaßnahmen erforder­ lich sind und die optische Einrichtung einfacher gestal­ tet werden kann. Andererseits kann eine Farbbildwiederga­ beanordnung nach der Erfindung mit so geringen Abmessun­ gen hergestellt werden, daß sie als Sucheranordnung in einer Farbbildkamera verwendet werden kann. Ferner können beispielsweise ein oder zwei derartige Farbbildwiedergabe­ anordnungen wegen ihrer kleinen Abmessungen und ihres kleinen zu erreichenden Gewichtes am Kopf eines Betrachters befestigt und so vor dessen Augen angeordnet werden, daß der Betrachter beispielsweise eine Farbbildsendung stereo­ skop verfolgen kann oder während einer Arbeit, die sei­ ne volle Aufmerksamkeit erfordert, ohne ein Kopfwenden nur mittels einer Augenbewegung eine zweite Information über die Farbbildwiedergabeanordnung nach Wunsch ansehen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist eine Bildwiedergabeanordnung zur farbigen Abbildung Farbvideobildes in einem Blockschaltbild schematisch dargestellt. Für die Bildwiedergabeanordnung wird davon ausgegangen, daß ein von der Bildwiedergabean­ ordnung darzustellendes Farbvideobild mittels dreier Primärfarbensignale R, G und B für die Primärfarben rot, grün und blau an die Bildwiedergabeanordnung übertragen wird. Eine Einlesesteueranordnung steuert das Einspeichern der ankommenden Primärfarbensignale R, G, B eines Farb­ videobildes in einen Farbsignalspeicher 2 in der Weise, daß die digitalisierten und damit einem Bildpunkt zuge­ ordneten Primärfarbensignale zeilenweise in den Rotspei­ cher, Grünspeicher und Blauspeicher des Farbsignalspei­ chers 2 eingelesen werden. Dazu wird die Einlesesteuer­ anordnung ihrerseits von den Zeilensignalen S_H und Bild­ signalen S_V über eine Leitung 3 gesteuert. Eine Auslese­ steueranordnung 4 steuert das Auslesen der in den Farbsi­ gnalspeicher gespeicherten Primärfarbensignale R, G, B. Die ausgelesenen Primärfarbensignale gelangen sequentiell an den Signaleingang 5 eines als Schwar-Weiß-Bildröhre ausgebildeten Displays 6. Dieses Display enthält eine Bildschirmfläche 7 und ein in der Zeichnung nicht darge­ stelltes Elektronenstrahlsystem, dessen Elektronenstrahl von einem nicht dargestellten Ablenksystem abgelenkt wird und den angesteuerten Bildpunkt 8 auf der Bildschirmflä­ che 7 des Displays 6 bestimmt. Eine die Ablenkschaltung darstellende Bildpunktsteueranordnung 9 steuert den Elek­ tronenstrahl des Displays 6 und bestimmt damit die Lage des Bildpunktes 8 auf der Bildschirmfläche 7 des Displays 6. Die Bildpunktsteueranordnung steuert den Elektronen­ strahl des Displays 6 so an, daß er die Bildschirmfläche zeilenweise abtastet, und damit aus den Signalen am Si­ gnaleingang 5 des Displays zeilenweise ein Bild auf die Bildschirmfläche 7 des Displays 6 zeichnet.

Die Auslesesteueranordnung und die Bildpunktsteueranord­ nung sind über die Zeilensynchronsignale S_H und Bildsyn­ chronsignale S_V so miteinander synchronisiert, daß die Bildpunktsteueranordnung 9 das Aufzeichnen einer Zeile einer bestimmten Zeilennummer steuert und die Auslese­ steueranordnung 4 gleichzeitig nacheinander die in den Farbsignalspeicher eingespeicherten Primärfarbensignale R, G, B der gleichnumerigen Bildzeile nacheinander aus­ liest und dem Eingang 5 des Displays 6 zuführt. Dadurch entstehen auf der Bildschirmfläche 7 des Displays 6 drei Teilbilder 10 als Farbintensitätsbilder der drei Primär­ farben rot, grün und blau in horizontal nebeneinander liegenden Videobildflächen 11r, 11g, 11b. Die den Primär­ farben rot, grün und blau zugeordneten Videobildflächen 11 auf der Bildschirmfläche 7 des Displays 6 werden durch das Steuerprogramm der Bildpunktsteuerordnung 9 in Ver­ bindung mit der Auslesesteueranordnung 4 in ihrer Lage auf der Bildschirmfläche 7 des Displays bestimmt. Diese Videobildflächen können unmittelbar aneinandergrenzen, waagerecht nebeneinander angeordnet sein, wie im darge­ stellten Ausführungsbeispiel, oder senkrecht untereinan­ der angeordnet sein oder eine sonstige Anordnung aufwei­ sen. Jedem im Farbsignalspeicher 2 gespeicherten Primär­ farbensignal ist ein Bildpunkt 12 (beispielsweise 12r) in der der Primärfarbe (beispielsweise rot) zugeordneten Videobildfläche 11 (z.B. 11r) zugeordnet. Bei einer waa­ gerechten Anordnung der Videobildflächen 11 entstehen die Teilbilder 10 gleichzeitig mit der dreifachen Zeilen­ geschwindigkeit der Zeilenabtastung; bei einer senkrech­ ten Anordnung der Videobildflächen 11 entstehen die drei Teilbilder 10 nacheinander, ebenfalls mit der dreifachen Abtastgeschwindigkeit der dargestellten Bildzeile.

Der Bildschirmfläche 7 des Displays 6 ist eine optische Einrichtung 13 nachgeschaltet, die beispielsweise auf die Bildschirmfläche 7 aufgesetzt ist und in der in drei Strahlengängen 14r, 14g, 14b die drei Teilbilder 10 der Bildschirmfläche 7 zu einem Farbbild 15 auf einer Abbil­ dungsfläche 16 additiv zusammengesetzt werden. Dazu ent­ hält im dargestellten Ausführungsbeispiel die optische Einrichtung 13 im Strahlengang 14r und im Strahlengang 14b je einen Umlenkspiegel 17 und im Strahlengang 14g einen dichroitischen Spiegel 18, der die Primärfarbe grün durch­ läßt und die Primärfarbe rot reflektiert, und einen di­ chroitischen Spiegel 19, der die Primärfarben grün und rot durchläßt und die Primärfarbe blau reflektiert und somit die drei Strahlengänge 14r, 14g, 14b zu einem Strah­ lengang 20 zusammenführt, der in einem an die optische Einrichtung angeschlossenen Objektiv 21 das Farbbild 15 auf der Abbildungsfläche 16 erzeugt. Dieses Farbbild 15 kann durch ein Okular 22 des Objektivs von einem Beobach­ ter 23 betrachtet werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im nicht abge­ lenkten Strahlengang 14g der optischen Einrichtung 13 eine optische Strahlverlängerungseinrichtung 24 angeord­ net, die vier Umlenkspiegel 25 enthält und die den Strah­ lengang 14g so verlängert, daß die drei Strahlengänge 14r, 14g, 14b die gleiche Strahlenlänge aufweisen.

Anstelle der dichroitischen Spiegel kann eine optische Ein­ richtung 13, die der Bildschirmfläche 7 des Displays 6 nachgeordnet ist, Linsen- oder Prismensysteme aufweisen. In diesem Falle sind in die Strahlengänge 14r, 14g, 14b Farbfilter 26 in den zugehörigen Primärfarben rot, grün, blau angeordnet die in der Zeichnung andeutungsweise ge­ strichelt dargestellt sind. In einem anderen Ausführungs­ beispiel leuchten die angesteuerten Bildpunkte 12r, 12g, 12b in den den Primärfarben zugeordneten Videobildflä­ chen 11r, 11g, 11b der Bildschirmfläche 7 des Displays 6 in diesen Primärfarben in der durch die Primärfarbensi­ gnale R, G, B gesteuerten Intensität auf, so daß die Farb­ filter 26 entfallen können.

Claims (11)

1. Bildwiedergabeanordnung zur farbigen Abbildung eines durch Primärfarbensignale übertragenen Videobildes mit mehreren monochromen Videobildflächen von denen je eine einer Primärfarbe zugeordnet ist und die mittels einer optischen Einrichtung (13) auf einer der optischen Einrichtung nachgeordneten Abbildungsfläche (16) additiv übereinandergesetzt abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die monochromen Videobildflächen (11r, 11g, 11b) der Bildschirmfläche (7) eines einzigen Display (6) angehören, dessen Bildpunkte (8) nacheinander einzeln angesteuert werden,
• - daß eine Einlesesteueranordnung (1) das Einlesen der den Bildpunkten (12r, 12g, 12b) der monochromen Videobildflächen zugeordneten Primärfarbensignale (R, G, B) in einen Farbsignalspeicher (2) bildsynchron steuert
• - daß eine Auslesesteueranordnung (4) die gespeicherten Primärfarbensignale den Bildpunkten der Bildschirmfläche des monochromen Displays zuordnet und an den Signaleingang (5) des monochromen Displays (6) ausliest
• - und daß mittels der optischen Einrichtung (13) aus den Bildpunkten der monochromen Videobildflächen ein Farbbild (15) erzeugt wird.

2. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videobildflächen (11r, 11g, 11b) horizontal nebeneinander auf der Bildschirmfläche (7) des monochromen Displays (6) angeordnet sind.

3. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbsignalspeicher (2) ein Zeilenspeicher ist.

4. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videobildflächen (11r, 11g, 11b) vertikal untereinander auf der Bildschirmfläche (7) des monochromen Displays (6) angeordnet sind.

5. Bildwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbsignalspeicher (2) ein Bildspeicher ist.

6. Bildwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die angesteuerten Bildpunktstellen (8) der Bildschirmfläche (7) des monochromen Displays (6) farblos leuchten und daß den einzelnen Videobildflächen (11r, 11g, 11b) der Bildschirmfläche optische Farbfilter (26r, 26b) mit der zugehörigen Primärfarbe nachgeordnet sind.

7. Bildwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die angesteuerten Bildpunktstellen der Bildschirmfläche (7) des monochromen Displays (6) farblos leuchten und daß in der optischen Einrichtung (13) im Strahlengang (14) nach den Videobildflächen (11r, 11g, 11b) der Bildschirmfläche des Displays dichroitische Spiegel (18, 19) zur Bildung der den Videobildflächen zugehörigen Primärfarbe nachgeordnet sind.

8. Bildwiedergabeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch optische Strahlverlängerungseinrichtung (24) im Strahlengang (14g) zum Ausgleich unterschiedlicher optischer Länge der Strahlengänge (14r, 14g, 14b) in der optischen Einrichtung (13).

9. Bildwiedergabeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das monochrome Display (6) eine Schwarz-Weiß-Bildröhre mit einem einzigen Elektronenstrahlsystem ist.

10. Bildwiedergabeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsfläche (16) eine Projektionsfläche ist.

11. Bildwiedergabeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Abbildungsfläche eines Objekives (21).