DE4016398A1

DE4016398A1 - FOCUSING DEVICE FOR AN IMAGE DISPLAY UNIT

Info

Publication number: DE4016398A1
Application number: DE19904016398
Authority: DE
Inventors: Jaques Dipl Ing Chauvin; Guenter Gleim
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1991-11-28
Also published as: AU7861491A; WO1991018480A1

Abstract

A focussing device for picture reproduction units is disclosed. In picture reproduction units, such as projection television sets, the electronic beam is not focussed with a uniform quality over the whole surface of the screen. The object of the invention is therefore to ensure a uniform focussing quality over the whole surface of the screen. Voltage values required for optimal focussing are determined for picture points distributed on the screen, then are recorded as digital signals in memories (M) and successively supplied to the focussing electrode of the picture tube (1, 2, 3) during reproduction. The device is particularly useful for focussing in a projection television set.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Fokussiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a focusing device according to the preamble of claim 1.

Bei einer Bildwiedergabeeinheit mit einer Bildröhre sind be sondere Maßnahmen notwendig, um den Elektronenstrahl auf dem Bildschirm der Bildröhre einwandfrei zu fokussieren, derart, daß der Leuchtfleck eine minimale oder vorgegebene Abmessung aufweist. Die Fokussierung erfolgt im allgemeinen mit einer statischen Fokussierspannung, die an eine sogenannte Fokus elektrode der Bildröhre angelegt ist.In a picture display unit with a picture tube, be special measures necessary to the electron beam on the Focus the screen of the picture tube properly, such that the light spot has a minimal or predetermined dimension having. The focus is generally with a static focus voltage, which is called a focus electrode of the picture tube is applied.

Andererseits ist der vom Elektronenstrahl zurückgelegte Weg von der Kathode zum Bildschirm vom Ablenkwinkel abhängig. Dieser Weg ist z. B. in den Ecken des Bildschirms länger als in der Mitte. Wenn die Fokussierung z. B. für die Bildmitte durch eine entsprechende Fokussierspannung optimal einge stellt ist, ist die Fokussierung an den Bildrändern im allge meinen nicht optimal. Eine derartige mangelhafte Fokus sierung ist besonders nachteilig bei Projektions-Fernsehgerä ten.On the other hand is the path covered by the electron beam depends on the deflection angle from the cathode to the screen. This way is e.g. B. longer than in the corners of the screen in the middle. If the focus is e.g. B. for the center of the picture optimally turned on by a corresponding focusing voltage is the focus at the edges of the picture in general mean not optimal. Such a poor focus sation is particularly disadvantageous for projection television sets ten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßig gute Fokussierung über die gesamte Bildschirmfläche sicherzu stellen. The invention has for its object a uniform good focus over the entire screen area put.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the inven in claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Bei der Erfindung erfolgt also eine lageabhängige Fokus sierung individuell für räumlich getrennte Bildpunkte. Die Fokussierspannung wird über den Bildschirm dynamisch geän dert und hat weitestgehend für jeden einzelnen Bildpunkt ih ren Optimalwert. Da sich die Fokussierung nicht in großen Sprüngen über den Bildschirm ändert, reichen im allgemeinen relativ wenige Punkte auf dem Bildschirm, für die die optima le Fokussierspannung ermittelt werden muß. Zwischen diesen Bildpunkten erfolgt eine Interpolation. Die Ermittlung der optimalen Fukussierspannung für einen bestimmten Bildpunkt erfolgt dadurch, daß der Leuchtfleck statisch auf diesen Bildpunkt eingestellt, die Fokussierspannung bei gleichzeiti ger Betrachtung des Bildpunktes auf optimale Fokussierung eingestellt und dieser Wert dem entsprechenden Speicherplatz für diesen Bildpunkt zugeführt wird. Bei der Bildwiedergabe werden für die einzelnen Bildpunkte die Fokussierspannungen den Speicherplätzen entnommen und der Fokussierelektrode zu geführt, wenn der Leuchtfleck an dem entsprechenden Bild punkt steht.In the case of the invention, there is therefore a position-dependent focus Individualization for spatially separated pixels. The Focus voltage is changed dynamically on the screen and largely has ih for each individual pixel ren optimal value. Because the focus is not large Jumping across the screen changes are generally enough relatively few points on the screen for which the optima le focusing voltage must be determined. Between these Pixels are interpolated. Determining the optimal focusing voltage for a certain pixel takes place in that the light spot statically on this Pixel set, the focusing voltage at the same time observation of the pixel for optimal focusing and this value corresponds to the corresponding memory location is supplied for this pixel. When playing back images the focusing voltages for the individual pixels removed from the memory locations and to the focusing electrode led when the light spot on the corresponding image point stands.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungs beispiel erläutert. Darin zeigenThe invention is based on the drawing of an embodiment example explained. Show in it

Fig. 1 ein Blockschaltbild für die erfindungsgemäße Fokussierung, Fig. 1 is a block diagram for the inventive focusing,

Fig. 2, 3 eine Anordnung für eine automatische Ermittlung der optimalen Fokussierspannungen. Fig. 2, 3, an arrangement for automatic determination of the optimum focusing voltages.

Fig. 1 zeigt drei Bildröhren 1, 2, 3 für die drei Grundfar ben R, G, B für ein Projektions-Fernsehgerät. Zur Vereinfa chung ist nur die Erzeugung der Fokussierspannungen UFR, UFG und UFB dargestellt. Jeweils auf dem Bildschirm der Bildröh ren 1, 2, 3 sind bestimmte Bildpunkte definiert, z. B. durch ein Gittermuster aus waagerechten und senkrechten Linien. Die für einen Bildpunkt der Röhre 1 ermittelte optimale Fo kussierspannung gelangt zu dem Mikroprozessor 3 und wird dort in eine entsprechende digitale Spannung umgewandelt. Dieser digitale Spannungswert gelangt über den Farbumschal ter SF in der dargestellten Stellung und den Schalter S1 zum Speicher MR. Dort wird dieser Spannungswert in einem Spei cherplatz für diesen Bildpunkt gespeichert. Dieser Vorgang erfolgt nacheinander für mehrere Bildpunkte, dargestellt durch den Schalter S1. Entsprechend wird verfahren für die Bildröhren 2, 3 für die Farben G, B durch Umschaltung des Schalters SF. Auf diese Weise werden für eine ausreichende Zahl von Bildpunkten digitale Spannungswerte für die jeweili ge optimale Fokussierung für die drei Bildröhren 1, 2, 3 ge speichert. Fig. 1 shows three picture tubes 1 , 2 , 3 for the three basic colors R, G, B for a projection television. For simplification, only the generation of the focusing voltages UFR, UFG and UFB is shown. Each on the screen of the picture tubes 1 , 2 , 3 certain pixels are defined, for. B. by a grid pattern of horizontal and vertical lines. The optimal fo kussier voltage determined for a pixel of the tube 1 passes to the microprocessor 3 and is converted there into a corresponding digital voltage. This digital voltage value arrives via the color switch ter SF in the position shown and the switch S 1 to the memory MR. There, this voltage value is stored in a memory location for this pixel. This process takes place in succession for several pixels, represented by the switch S 1 . The same procedure is followed for the picture tubes 2 , 3 for the colors G, B by switching the switch SF. In this way, for a sufficient number of pixels, digital voltage values for the respective optimal focusing for the three picture tubes 1 , 2 , 3 are stored.

Bei der Bildwiedergabe gelangen die für die einzelnen Bild punkte gespeicherten digitalen Spannungswerte durch die Schalter S4, S5, S6 zeitlich nacheinander über die D/A-Wand ler 4, 5, 6, Verstärker 7, 8, 9 und Integrierglieder 10, 11, 12 auf die Fokuselektroden der Bildröhren 1, 2, 3. Die Inte grierglieder 10, 11, 12 bewirken eine Interpolation zwischen zwei Fokussierspannungswerten für in Zeilenrichtung aufeinan derfolgende Bildpunkte.In the image reproduction, the digital voltage values stored for the individual image points pass through the switches S 4 , S 5 , S 6 one after the other via the D / A converters 4 , 5 , 6 , amplifiers 7 , 8 , 9 and integrators 10 , 11 , 12 on the focus electrodes of the picture tubes 1 , 2 , 3 . The integrating elements 10 , 11 , 12 effect an interpolation between two focusing voltage values for pixels which follow one another in the line direction.

Die Ermittlung der optimalen Fokussierspannung für einen be stimmten Bildpunkt geschieht im einzelnen folgendermaßen. Auf dem Bildschirm wird ein Gittermuster aus waagerechten und senkrechten weißen Linien abgebildet. Die Kreuzungspunk te des Gittermusters definieren die über den Bildschirm ver teilen Bildpunkte. Durch einen Cursor wird ein bestimmten Bildpunkt angefahren und markiert. Die Schärfe an diesem Bildpunkt, also die Schärfe der Linien an dieser Stelle wird bei gleichzeitiger Änderung der Fokussierspannung betrach tet. Die Fokussierspannung wird auf optimale visuell wahrge nommen Schärfe eingestellt. Der für optimale Schärfe ermit telte Wert der Fokussierspannung wird dann für diesen Bild punkt gespeichert. Diese Lösung beruht auf einer visuellen subjektiven Auswertung. Eine andere objektive Möglichkeit besteht darin, auf den Bildschirm an der Stelle des auszuwer tenden Bildpunktes ein Teil mit Lichtsensoren aufzusetzen.The determination of the optimal focusing voltage for a be agreed pixel happens as follows in detail. A grid pattern of horizontal on the screen and vertical white lines. The crossing point te of the grid pattern define the ver share pixels. A cursor is used to define a particular one Approached and marked pixel. The sharpness of this Pixel, that is the sharpness of the lines at this point with a simultaneous change in the focusing voltage tet. The focus voltage is visually perceived to optimal sharpness adjusted. The one for optimal sharpness The value of the focusing voltage is then used for this image point saved. This solution is based on a visual subjective evaluation. Another objective way is to look at the screen at the point of the to place a part with light sensors.

Fig. 2 zeigt ein flächenhaftes Teil 13 mit einer Vielzahl getrennter Lichtsensoren 14, die über eine Datenleitung 15 an eine Anzeigeeinrichtung 16 angeschlossen sind. Der Leucht fleck auf dem Bildschirm trifft einen oder mehrere der Licht sensoren 14. Bei dem dargestellten, mangelhaft fokussierten Leuchtfleck 17 verteilt sich die gesamte Lichtintensität des Leuchtfleckes auf mehrere Sensoren 14. Die Ausgangsspannung jeder der vom Leuchtfleck 17 getroffenen Sensoren 14 ist da her gering gegenüber dem Maximalwert bei optimaler Fokus sierung, was durch die Einrichtung 16 angezeigt wird. Die Fokussierspannung wird jetzt so geändert, daß die mit der Einrichtung 16 angezeigte Spannung ihren Maximalwert hat. Der optimal fokussierte Leuchtfleck 18 trifft jetzt nur noch auf einen Sensor 14. Die gesamte Lichtintensität fällt auf diesen einen Sensor, so daß dieser Sensor maximale Ausgangs spannung abgibt. Bei dieser Anordnung ist es gleichgültig, welcher der Sensoren 14 von dem Leuchtfleck 17 oder 18 beauf schlagt wird. Fig. 2 shows a planar member 13 having a plurality of separate light sensors 14, which are connected to a display device 16 via a data line 15. The light spot on the screen hits one or more of the light sensors 14 . In the case of the poorly focused light spot 17 shown, the entire light intensity of the light spot is distributed over several sensors 14 . The output voltage of each of the sensors 14 struck by the light spot 17 is low compared to the maximum value with optimal focus, which is indicated by the device 16 . The focusing voltage is now changed so that the voltage displayed by the device 16 has its maximum value. The optimally focused light spot 18 now only hits a sensor 14 . The entire light intensity falls on this one sensor, so that this sensor emits maximum output voltage. In this arrangement, it does not matter which of the sensors 14 is struck by the light spot 17 or 18 .

Das Teil 13 kann so groß ausgebildet werden, daß es den ge samten Bildschirm bedeckt. Dann ist es nicht notwendig, ein kleines Teil 13 nacheinander an verschiedenen Stellen auf dem Bildschirm aufzusetzen.The part 13 can be formed so large that it covers the entire ge screen. Then it is not necessary to place a small part 13 in different places on the screen one after the other.

Für die optimale Beurteilung der Fokussierung ist es vorteil haft, wenn an der Stelle des auszuwertenden Bildpunktes nur ein Leuchtfleck vorliegt. Das läßt sich erreichen, indem der Elektronenstrahl statisch auf diesen Bildpunkt abgelengt wird. Ein derartige Ablenkung ist jedoch von der Ablenkschal tung her schwierig.It is advantageous for the optimal assessment of the focus liable if only at the point of the pixel to be evaluated there is a light spot. This can be achieved by the Electron beam statically deflected onto this pixel becomes. Such a distraction is from the deflection scarf difficult.

Gemäß Fig. 3 ist ein Bildpunkt 19 durch den Kreuzungspunkt einer waagerechten Gitterlinie SH und einer senkrechten Git terlinie SV definiert. Die Steuerspannung Us für die Hellig keit jeweils einer Bildröhre 1, 2, 3 hat einen solchen Ver lauf, daß der Elektronenstrahl an sich dunkel getastet ist und nur im Kreuzungsbereich von SH, SV, also beim Bildpunkt 19 durch den Impuls 20 hell getastet ist. Es ist dann auf dem Bildschirm nur der schraffiert angedeutete Bereich in Fig. 3 aufgehellt. Auf diese Weise wird also ein stehender Leuchtfleck simuliert, während die Ablenkung unverändert wei terläuft.Referring to FIG. 3, an image point 19 is defined by the intersection of a horizontal grid line SH and a vertical Git terlinie SV. The control voltage Us for the brightness speed of a picture tube 1 , 2 , 3 has such a run that the electron beam is in itself dark-keyed and only in the crossover area of SH, SV, ie at the pixel 19 by the pulse 20 is keyed light. Then only the shaded area in FIG. 3 is brightened on the screen. In this way, a standing light spot is simulated while the deflection continues unchanged.

Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig alle durch Kreu zungspunkte definierten Bildpunkt aufzuhellen und jeweils den auszuwertenden Bildpunkt mit einem Cursor zu markieren. Es ist ebenso möglich, jeweils nur einen Bildpunkt 19 auf dem Bildschirm aufzuhellen, für den die Fokussierspannung ermittelt werden soll. Dann ersetzt diese Aufhellung gleich zeitig den Cusor, da dann ohnehin nur dieser eine Bildpunkt erkennbar ist.In this way it is possible to simultaneously lighten all the pixels defined by crossing points and to mark the pixels to be evaluated with a cursor. It is also possible to illuminate only one pixel 19 on the screen for which the focusing voltage is to be determined. Then this brightening replaces the cursor at the same time, since then only this one pixel is recognizable anyway.

Im allgemeinen sind die Geometrieverhältnisse wie die Defo kussierung des Elektronenstrahls symmetrisch zu einer waage rechten Mittellinie und/oder einer senkrechten Mittellinie auf dem Bildschirm. Das bedeutet, daß die optimale Fokus sierspannung für einen bestimmten Bildpunkt und die optimale Fokussierspannung für einen bezüglich einer Mittellinie spie gelbildlich liegenden Bildpunkt gleich sind. Diese Tatsache kann ausgenutzt werden, um die Zahl der erforderlichen Spei cherplätze für die Fokussierspannungen zu verringern. Bei spielsweise können die Fokussierspannungswerte in der Bild hälfte oberhalb der waagerechten Mittellinie unverändert auch für die Bildpunkte unterhalb der waagerechten Mittelli nie verwendet werden. Bei einer Produktionseinrichtung ist diese Symmetrie für die mittlere der drei Produktionsröhren auch hinsichtlich aller vier Quadranten gegeben. Es kann dann ausreichen, die optimalen Fokussierspannungswerte nur für einen Quadranten des Bildschirms zu speichern und ent sprechend für die übrigen drei Quadranten während der Raster ablenkung abzurufen. Dann wird die Zahl der benötigten Spei cherplätze etwa auf ein Viertel reduziert.In general, the geometrical relationships are like the defo kissing of the electron beam symmetrical to a scale right center line and / or a vertical center line on the screen. That means the optimal focus voltage for a certain pixel and the optimal one Focusing tension for one spewing with respect to a center line pixel lying on the gel are the same. this fact can be exploited to the number of required memory to reduce the space for the focusing voltages. At for example, the focus voltage values in the picture half above the horizontal center line unchanged also for the pixels below the horizontal center never be used. At a production facility this symmetry for the middle of the three production tubes also given with regard to all four quadrants. It can then sufficient, the optimal focusing voltage values only save for a quadrant of the screen and ent speaking for the remaining three quadrants during the raster to get distraction. Then the number of dishes needed space was reduced to around a quarter.

Ebenso ist es denkbar, daß die optimale Fokussierspannung für einen bestimmten räumlichen Bildpunkt für alle drei Bild röhren gleich ist. Dann ist es möglich, für diesen räumli chen Bildpunkt für alle drei Bildröhren einen gemeinsamen Speicherplatz für die Fokussierspannung vorzusehen. Dieser Speicherplatz liefert dann bei der Ablenkung gleichzeitig die Fokussierspannungswerte für alle drei Bildröhren.It is also conceivable that the optimal focusing voltage for a certain spatial pixel for all three images tube is the same. Then it is possible for this spatial Chen pixel for all three picture tubes a common To provide storage space for the focusing voltage. This Storage space then delivers at the same time during the distraction the focus voltage values for all three picture tubes.

Claims

1. Focusing device for an image display unit, in which a focus voltage of the picture tube ( 1 , 2 , 3 ) is applied with a focusing voltage, characterized in that voltage values (UF) for optimal focusing are determined for image pixels distributed across the screen, as digital signals stored in memories (MR, MG, MB) and fed one after the other to the focus electrode during playback.

2. Device according to claim 1, characterized in that stress values only for a partial area of the picture screen are saved and the values for the remaining area of the screen from these saved Values are derived.

3. Unit according to claim 2, characterized in that stress values only for a partial area on the one side of a horizontal or vertical symme line can be saved.

4. Unit according to claim 1, characterized in that the focusing voltages for pixels between two evaluated pixels by interpolation be.

5. Unit according to claim 1, characterized in that each for one pixel for the three primary colors R, G, B separate storage locations are provided.

6. Unit according to claim 1, characterized in that for the three basic colors R, G, B each for one A common memory location is provided for the pixel is.

7. Unit according to claim 1, characterized in that a mountable on the screen part ( 13 ) with light sensors ( 14 ) is provided and the focusing voltage (UF) is set to the maximum output voltage of a sensor ( 14 ) generated by the generated light spot.

8. Unit according to claim 7, characterized in that the size of a sensor ( 14 ) is approximately equal to the dimensions of the light spot ( 17 , 18 ) with optimal focus.

9. Unit according to claim 1, characterized in that for generating a light spot at a certain th pixel the electron beam by a corresponding control voltage for the picture tube ( 1 , 2 , 3 ) is gated only at this pixel ( Fig. 3).

10. Unit according to claim 7, characterized in that the part ( 13 ) is dimensioned so large that it covers the entire screen of the picture tube ( 1 , 2 , 3 ).