DE3931032A1 - Einrichtung zur rasterkorrektur in einem fernsehgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Rasterkor­ rektur in einem Fernsehgerät gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1. Unter Fernsehgerät wird dabei jedes Gerät mit ei­ ner rasterweisen elektronischen Bildwiedergabe verstanden. Das Gerät kann von einem Fernseh-Rundfunksignal oder einem Videosignal von einem anderen Videogeber wie einem Recorder, einer Kamera oder einer sonstigen Videoleitung gespeist sein. Die Steuerung des Gerätes kann über ein Antennensignal oder in Form eines Monitors über ein FBAS-Signal, ein RGB-Si­ gnal oder auch getrennt mit dem Leuchtdichtesignal und dem Farbträger erfolgen.

Eine derartige Einrichtung dient grundsätzlich zur Korrektur von Parametern in der Rasterablenkung, z. B. zur Korrektur von Nord/Süd-, Ost/West-Verzeichnungen, von Nichtlinear­ itäten in der Ablenkung und sonstigen Geometriefehlern in horizontaler oder vertikaler Richtung. Ein besonderes Anwen­ dungsgebiet einer derartigen Einrichtung ist die Konvergenz­ korrektur bei einem Fernseh-Projektionsgerät, bei dem die monochromatischen Bilder von drei Bildröhren auf eine Bild­ fläche projiziert und dort unter Einhaltung der Konvergenz zu Deckung gebracht werden.

Bei einer bekannten Einrichtung für die Konvergenzkorrektur wird jeweils ein Kreuzungspunkt des Gittermusters durch ei­ nen in Horizontalrichtung und in Vertikalrichtung manuell verschiebbaren kreuzförmigen Cursor markiert. Dann wird durch optische Betrachtung und Beurteilung der Konvergenz im Bereich dieses Kreuzungspunktes die Konvergenz manuell auf optimale Werte eingestellt. Diese Werte werden für diesen Kreuzungspunkt in einem Speicher abgelegt. Bei der Bildwie­ dergabe bewirken die gespeicherten Konvergenz-Korrekturwerte der einzelnen Kreuzungspunkte nacheinander die notwendige Konvergenzkorrektur, indem für jede der drei Bildröhren unab­ hängig von den Ablenkströmen Konvergenzkorrekturströme für die horizontale und vertikale Konvergenz der Ablenkeinheit zugeführt werden.

Die Einstellung der Konvergenz für sämtliche Kreuzungspunkte des Bildschirmes ist relativ zeitraubend und unterliegt sub­ jektiven Gesichtspunkten. Eine automatische Einstellung der Konvergenz ist ohne weiteres nicht möglich, weil für die Be­ urteilung der Konvergenz eine Betrachtung des jeweiligen Aus­ schnittes der Bildfläche notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für die Rasterkorrektur der beschriebenen Art so weiterzubil­ den, daß die Beurteilung des jeweiligen Parameters und die Ermittlung der jeweiligen Korrekturwerte automatisch erfol­ gen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung. Optimale Kon­ vergenz bedeutet, daß in jedem Zeitpunkt auf der Bildfläche die drei Strahlen für R, G, B zusammenfallen und somit bei den genannten Streifen bei entsprechendem Amplitudenverhält­ nis der Farbsignale ein weißer Streifen abgebildet wird. Das Zusammenfallen der drei Strahlen für R, G, B bedeutet ande­ rerseits maximale Helligkeit für den geschriebenen Streifen, weil die Helligkeitswerte der Grundfarben R, G, B sich addie­ ren. Sobald einer der Strahlen R, G, B durch mangelnde Kon­ vergenz aus dem Bereich des Streifens heraustritt, weicht nicht nur die wiedergegebene Farbe von weiß ab, sondern die Helligkeit des Streifens wird auch geringer. Diese Tatsache wird bei der Erfindung in umgekehrter Richtung vorteilhaft ausgenutzt, indem automatisch mit den Sensoren die Hellig­ keit eines Streifens gemessen wird und durch Änderung der Konvergenz auf Maximalwert eingestellt wird. Der erzielte Maximalwert in der Helligkeit eines Streifens bedeutet dann zwangsläufig auch Konvergenz der drei Strahlen R, G, B, da maximale Helligkeit nur beim Zusammentreffen der drei Strah­ len R, G, B erreicht wird.

Diese Überlegungen für die Konvergenz gelten in gleicher Wei­ se für andere Parameter der Rasterablenkung. Auch bei ande­ ren Geometriefehlern weicht der Elektronenstrahl von dem vor­ geschriebenen Verlauf ab. Auch dann wird die durch die Senso­ ren gemessene Helligkeit geringer, während bei exakter Soll­ lage des geschriebenen Rasters die mit den Sensoren gemesse­ ne Gesamthelligkeit und damit die abgegebene Summenspannung maximal ist. Mit der Einrichtung können daher ganz allgemein Ablenkfehler, also Abweichungen des Strahles von dem vorge­ schriebenen Verlauf, ermittelt und korrigiert werden.

Durch die Erfindung werden die bisher benötigte individuelle Betrachtung des Bildschirms und die darauf folgende manuelle Einstellung der Konvergenz-Korrekturwerte eingespart. Dadurch ergibt sich eine beträchtliche Einsparung im Zeitauf­ wand, während andererseits subjektive Einflüsse in der Beur­ teilung der Konvergenz ausgeschlossen werden. Der Prozessor muß zwar eine Vielzahl von Operationen ausführen, indem jede der drei Farben R, G, B im Regelfall eine Bewegung in beide Richtungen durchführt, die Richtung ermittelt wird, bei der die Helligkeit ansteigt, und dann die Auslenkung des Strah­ les solange fortgesetzt wird, bis maximale Helligkeit er­ reicht ist. Diese Operationen können jedoch in einer sehr kurzen Zeit erfolgen, die wesentlich geringer ist, als die für manuelle Einstellung benötigte Zeit.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein großes Teil mit den Abmessungen der gesamten Bildfläche vor­ gesehen, das mattenförmig vor die Bildfläche gehängt wird. Auf diesen Teil ist entsprechend der Zahl der Kreuzungspunk­ te des Gittermusters eine Vielzahl von Paaren aus zwei Sen­ sorreihen angeordnet, die dann alle mit den Streifen des Git­ termusters im Bereich der Kreuzungspunkte in Deckung liegen. Mit dem Prozessor werden automatisch nacheinander die einzel­ nen Paare von Sensorreihen abgefragt, die Konvergenzkorrek­ turwerte für die Kreuzungspunkte ermittelt und in dem Spei­ cher individuell für die einzelnen Kreuzungspunkte abgelegt. Auf diese Weise kann eine automatische Konvergenzkorrektur in einer kurzen Zeit für den ganzen Bildschirm durchgeführt werden. Das ist besonders vorteilhaft, wenn z. B. wegen Lage­ änderung oder Änderung des magnetischen Umfeldes die Konver­ genz häufiger neu eingestellt werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung am Bei­ spiel der Konvergenz für ein Fernseh-Projektionsgerät erläu­ tert. Darin zeigen

Fig. 1 die Bildfläche mit dem Gittermuster und dem symbolisch angedeuteten erfindungsgemäßen Teil,

Fig. 2 einen Streifen mit mangelnder Konvergenz,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Erfindung,

Fig. 4 eine praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Teils und

Fig. 5 ein erweitertes Blockschaltbild zu Fig. 3.

Fig. 1 zeigt die Bildfläche 1, auf der durch drei Bildröhren für die Grundfarben R, G, B ein Gittermuster aus waagerech­ ten weißen Streifen SH und senkrechten weißen Streifen SV abgebildet ist. Die Streifen SH, SV haben etwa die Breite einer Zeile und bilden Kreuzungspunkte K, für die jeweils die Konvergenz-Korrekturwerte ermittelt und gespeichert werden sollen. Zur Einstellung der Konvergenz für den Kreu­ zungspunkt K ist auf die Bildfläche 1 das flächenhafte Teil 2 aufgelegt oder aufgesetzt, und zwar derart, daß zwei an der Rückseite des Teils 2 angeordnete Sensorreihen aus licht­ empfindlichen Elementen genau in Deckung mit der Soll-Lage der Streifen SH, SV liegen.

In Fig. 2 bezeichnet SV die Breite eines auf der Bildfläche 1 abgebildeten Streifens. Es sei angenommen, daß die Farben G, B in Konvergenz sind, also daß die Strahlen für G, B ge­ nau die Breite des dargestellten Streifens SV überstreichen. Der Strahl für die rote Komponente R ist durch eine mangeln­ de Konvergenz nach links versetzt, trifft also nur noch zu einem geringen Teil auf den Streifen SV. Die Helligkeit des Streifens SV, hier gebildet durch G, B und nur einen Teil von R, wird mit der Fotodiode 3 ermittelt, die daraufhin ei­ ne Spannung UH abgibt. Diese Spannung gelangt an den Prozes­ sor, der nach einem vorgegebenen Programm eine Verschiebung der Strahlen R, G, B in den Richtungen 4, 5 durchführt, mit dem Ziel, an der Fotodiode 3 maximale Spannung UH und damit maximale Helligkeit des Streifens einzustellen. Wenn der Pro­ zessor zunächst den Strahl R in Richtung 4 verschiebt, wird er feststellen, daß die Helligkeit sinkt, weil jetzt der Strahl R den Streifen SV noch mehr verläßt. Der Prozessor wird daraufhin die Verschiebung Richtung 4 beenden und eine Verschiebung in Richtung 5 durchführen, wodurch die Hellig­ keit steigt. Diese Verschiebung erfolgt bis zu dem Punkt, in dem durch weitere Verschiebung in Richtung 5 die Helligkeit wieder sinken würde. Durch ein derartiges, gegebenenfalls iteratives Vorgehen wird der Strahl R solange in Richtung 5 verschoben, bis er genau den Streifen SV trifft und die Kon­ vergenz für R gegeben ist, angezeigt durch Maximalwert von UH.

Der Prozessor wird ebenso versuchen, den Streifen für G zu verschieben. Im dargestellten Beispiel wird er feststellen, daß sowohl eine Verschiebung in Richtung 4 als auch eine Ver­ schiebung in Richtung 5 eine Verringerung der Helligkeit be­ wirkt, da der Strahl G bereits die für Konvergenz optimale Lage hat. Im Endergebnis wird also für G der Prozessor die Lage nicht verändern. Das gleiche gilt dann für B. Grundsätz­ lich führt jedoch der Prozessor für alle drei Strahlen eine Verschiebung in beiden Richtungen durch, jeweils mit dem Ziel, alle Strahlen R, G, B auf maximale mit der Fotodiode 3 ermittelte Helligkeit, also Maximalwert von UH einzustellen. Wenn maximale Helligkeit erreicht ist, so bedeutet das zwangsläufig auch eine optimale Konvergenz der drei Strahlen R, G, B.

Fig. 3 zeigt das Teil 2 von der auf die Bildfläche 1 aufge­ setzten Seite. Auf dieser Seite sind zwei orthogonale Reihen 6, 7 mit Fotodioden 3 angeordnet. Die Reihe 6 der insgesamt 8 Fotodioden 3 erzeugt eine Summenspannung UH und die Reihe 7 entsprechend eine Summenspannung UV. In der Praxis ist die Zahl der Fotodioden einer derartigen Reihe größer, z.B. 22. Die Spannungen UH und UV gelangen an den Prozessor 8. Dieser erzeugt über D/A-Wandler 9-14 Konvergenz-Korrekturströme, die jeweils Korrekturspulen für die horizontale Konvergenz RH, GH, BH und Konvergenzspulen für die vertikale Konvergenz RV, GV, BV für die drei Bildröhren 15, 16, 17 für die Grund­ farben R, G, B zugeführt werden. Die dargestellten Spulen sind Konvergenzspulen, die unabhängig von den eigentlichen Ablenkspulen an den Bildröhren 15, 16, 17 angeordnet sind und eine wesentlich kleinere Induktivität als die Ablenkspu­ len selbst haben.

In dem Prozessor 8 werden in der in Fig. 2 beschriebenen Wei­ se nacheinander für die Kreuzungspunkte K des Gittermusters SH, SV die einem Kreuzungspunkt zugeordneten Korrekturwerte ermittelt und individuell für jeden Kreuzungspunkt in dem Speicher 18 abgelegt. Bei der Bildwiedergabe werden jeweils während eines Ablenkrasters die den aufeinanderfolgenden Kreuzungspunkten K zugeordneten, gespeicherten Konvergenz- Korrekturwerte aus dem Speicher 18 abgerufen und als entspre­ chende Korrekturströme in die Korrekturspulen eingespeist.

Die Einrichtung arbeitet ohne den sonst verwendeten Cursor, mit dem der jeweils behandelte Kreuzungspunkt markiert wird. Deshalb ist es notwendig, im Prozessor 8 festzustellen, auf welchen Kreuzungspunkt K der Bedienende das Teil 2 jeweils aufgesetzt hat. Dies wird folgendermaßen ermittelt: Die Sen­ soren des Teiles 2 werden jeweils nur kurzzeitig beleuchtet, nämlich wenn die Strahlen innerhalb der rasterweisen Ablen­ kung die Sensoren treffen. Dieser Zeitpunkt der Belichtung innerhalb des Ablenkrasters kann durch Zähler ermittelt werden, indem z.B. für den Zeitpunkt der Belichtung ermit­ telt wird "Zeile Nr. 77, Kreuzungspunkt Nr. 3". Durch diese elektronische Auswertung der zeitlichen Lage kann dann die räumliche Lage des ausgewerteten Kreuzungspunktes innerhalb der Bildfläche ermittelt werden. Diese Adresse ist wichtig, weil in dem Prozessor 8 und im Speicher 18 eine Zuordnung zwischen dem Kreuzungspunkt K der Bildfläche 1 und dem je­ weils dazu ermittelten Korrekturwert für die Konvergenz er­ folgen muß.

Fig. 4 zeigt eine Einrichtung, mit der manuell jeweils ein Kreuzungspunkt K zwischen zwei Streifen SH, SV ausgewertet werden kann. Das Teil 2 mit den auf der Rückseite angeordne­ ten Sensorreihen 6, 7 wird mit dem Handgriff 19 auf einen Kreuzungspunkt K aufgesetzt, derart, daß die Sensorreihen 6, 7 mit den Streifen SH, SV übereinstimmen. Hierzu dienen vier an den Rändern des Teiles 2 vorgesehene Marken 30, 31, 32, 33, die die Lage der Sensorreihen 6, 7 andeuten und die rich­ tige Positionierung des Teils 2 auf der Bildfläche 1 ermögli­ chen. Über die Leitung 22 werden die von den Sensorreihen 6, 7 gelieferten Spannungen UH und UV gemäß Fig. 3 dem Prozes­ sor 8 zugeführt.

Das Teil 2 kann auch größer ausgebildet sein und eine Viel­ zahl von Paaren aus Sensorreihen 6, 7 enthalten, die dann nach dem Aufsetzen des Teils 2 durch den Prozessor 8 sequen­ tiell ausgewertet werden. Das Teil 2 kann die Größe der ge­ samten Bildfläche 1 haben und entsprechende Sensorreihen 6, 7 für alle Kreuzungspunkte K der Bildfläche 1 aufweisen. Dann braucht das Teil 2 für die Einstellung der Konvergenz für alle Kreuzungspunkte nur einmal vor der Bildfläche 1 an­ geordnet zu werden. Der Handgriff 19 enthält noch ein manuel­ les Bedienelement 34. Damit kann nach erfolgter genauer Posi­ tionierung des Teils 2 auf der Bildfläche 1 der beschriebene Vorgang für die Kontrolle der Konvergenz und die Ermittlung der Korrekturwerte ausgelöst und gegebenenfalls wieder been­ det werden. Das ist vorteilhaft, damit das Teil 2 während einer sonstigen Bewegung entlang der Bildfläche ohne genaue Positionierung auf den Kreuzungspunkt K nicht bereits mit der Auswertung beginnt und unbrauchbare Korrekturwerte lie­ fert. Ebenso ist in dem Handgriff 19 eine Anzeige 35 vorgese­ hen, die vom Prozessor 8 gesteuert wird und anzeigt, daß die Ermittlung und Speicherung der Korrekturwerte abgeschlossen ist und das Teil 2 auf einen anderen Kreuzungspunkt K posi­ tioniert werden kann.

Fig. 5 zeigt eine praktisch erprobte Schaltung gemäß Fig. 3. Die einzelnen Kreuzungspunkte K des Gittermusters SH, SV auf der Bildfläche 1 werden zeitselektiv mit dem Teil 2 ausgewer­ tet. Der Schalter 23 deutet jeweils die Umschaltung zwischen Erfassung, Kontrolle und Speicherung für die Horizontalkon­ vergenz und die Vertikalkonvergenz an. Dargestellt sind 6 Speicher 18a-18f jeweils für die Konvergenzkorrekturwerte für die Spulen RH, RV, GH, GV, BH, BV. Die Eingänge und Aus­ gänge der Speicher, zwischen denen jeweils umgeschaltet wird, entsprechen den einzelnen Kreuzungspunkten K. In der Praxis ist diese Zahl wesentlich größer als dargestellt. Der Schalter S1 am Ausgang des Prozessors 8 deutet an, daß je­ weils die für einen Kreuzungspunkt K zeitlich nacheinander ermittelten Korrekturwerte für die sechs Spulen zeitlich nacheinander in die Speicher 18a-18f eingegeben werden. Die gesamte Schaltung wird von horizontalfrequenten Impulsen H und vertikalfrequenten Impulsen V über die Zeitsteuerschal­ tung 24 in der beschriebenen Weise angesteuert.

Die Erfindung wurde für die Konvergenz-Überwachung und Kor­ rektur beschrieben. Sie ist grundsätzlich anwendbar, um die Sollage des Ablenkrasters zu überprüfen und für einzelne Punkte der Bildfläche die entsprechenden Korrekturwerte zu ermitteln und zu speichern. Die Erfindung kann bei einer Pro­ jektionsanlage oder auch bei einem üblichen Fernsehgerät mit einer Bildröhre angewendet werden, und zwar sowohl bei einer Farbwiedergabe als auch bei einer reinen Schwarz/Weiß-Wieder­ gabe. Mit der Erfindung können auch in der Fertigung übli­ cher Fernsehgeräte automatisch Parameter wie Kissenverzeich­ nungen, Nichtlinearitäten und dgl. bezeitig werden.

Das Gittermuster mit den Streifen SH, SV, das die einzelnen Kreuzungspunkte K auf der Bildfläche 1 markiert, kann auch durch ein anders geartetes Muster gebildet sein, das bestimm­ te Bildpunkte auf der Bildfläche 1 markiert. Zur Einstellung bestimmter Parameter kann auch ein Kreuzgitter oder ein Mu­ ster mit ausschließlich vertikalen oder horizontalen Linien geeignet sein. Die Sensorreihen 6, 7 mit einer Vielzahl von einzelnen Sensoren 3 können auch durch einen einzigen Sensor ersetzt sein, dessen Ausgangsspannung dann wie die Spannun­ gen UH, UV ausgewertet wird. Wie Fig. 2 zeigt, kann auch ein einzelner Sensor, der die Helligkeit des Streifens SV mißt, zur Einstellung des Rasters auf maximale Ausgangsspannung den einzigen Sensors und damit maximale Helligkeit des von dem Sensor abgetasteten zweiten dienen.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Rasterkorrektur in einem Fernsehgerät, bei der auf der Bildfläche (1) ein bestimmte Bildpunkte markierendes Muster (SH, SV) abgebildet wird und die jeweils für einen Bildpunkt ermittelten Korrekturwerte in einem Speicher (18) abgelegt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein flächenhaftes, auf die Bildfläche (1) aufsetzbares Teil (2) mit dem Mustern angepaßten Reihen (6, 7) von Fotosensoren (3) vorgesehen ist und jeweils die Summenspannung (UH, UV) der Sensoren (3) einer Rei­ he an einen Prozessor (8) angelegt ist, der selbsttätig den jeweiligen zu korrigierenden Parameter auf maximale Amplitude der Summenspannung (UH, UV) regelt und die ermittelten Korrekturwerte dem Speicher (18) zuführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das flächenhafte Teil (2) eine Handhabe (19) und Markie­ rungen (30 bis 33) für die Position der Sensorreihen (6, 7) enthält, mit denen es manuell so auf die Bildflä­ che (1) aufsetzbar ist, daß im Bereich eines Bildpunk­ tes (K) die Sensorreihen (6, 7) und das Muster (SH, SV) auf der Bildfläche (1) übereinander liegen (Fig. 4).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flächenhafte Teil (2) die Größe der ganzen Pro­ jektionsfläche (1) hat und mit einer Vielzahl von den Bildpunkten (K) zugeordneten Paaren von je zwei Sensor­ reihen (6, 7) versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Sensorreihen (6, 7) der den Kreu­ zungspunkten zugeordneten Paare selbsttätig zeitlich nacheinander zur Ermittlung der Konvergenz-Korrekturwer­ te dem Prozessor (8) zugeführt werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (8) eine Schaltung enthält, die aus dem Zeitpunkt der Belichtung der Sensoren (6, 7) wäh­ rend des Ablenkrasters die örtliche Lage des mit den Sensoren ausgewerteten Bildpunktes (K) innerhalb der Bildfläche (1) ermittelt.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Sensorreihe (6, 7) durch einen einzigen Sensor ersetzt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Teil (2) ein manuelles Bedienelement (34) angeordnet ist, mit dem die Auswertung der Summenspan­ nungen der Sensorreihen und die Ermittlung der Korrek­ turwerte ein- und ausschaltbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Teil (2) ein Anzeigeelement angeordnet ist, das die Beendigung der Ermittlung und Speicherung der Korrekturwerte anzeigt.