DE4109856A1 - Farbbildroehre mit waagerechten farbstreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Farbbildröhre mit waagerech­ ten Farbstreifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Farbbildröhren mit waagerechten Farbstreifen für die Farben R, G, B und dazwischen liegenden Indexstreifen ohne Verwen­ dung einer Lochmaske haben den Vorteil, daß kein Helligkeits­ verlust durch die Lochmaske entsteht, ein weitestgehend pla­ ner Bildschirm verwendet werden kann und keine Landungspro­ bleme am Bildrand auftreten. Damit die drei Elektronenstrah­ len immer genau die ihnen zugeordneten Farbstreifen über­ streichen, wird aus den zwischen den Farbstreifen liegenden Indexstreifen ein Korrektursignal für die Ablenkung in hori­ zontaler und/oder vertikaler Richtung erzeugt. Dieses Korrek­ tursignal muß somit den Ablenkstrom entsprechend der Abwei­ chung ändern. Bedingt durch die Induktivitäten der Ablenkspu­ len ist aber eine Beeinflussung des Ablenkstromes nur mit einer gewissen Verzögerung möglich. Insbesondere bei Syste­ men mit erhöhter Zeilenzahl und kürzerer Zeilendauer und so­ mit sehr schnellen Ablenkvorgängen ist daher eine genügend schnelle Regelung der Ablenkgeschwindigkeit durch das Korrek­ tursignal nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer derarti­ gen Farbbildröhre mit waagerechten Farbstreifen die Nach­ steuerung des Elektronenstrahls durch die Indexstreifen so auszubilden, daß sich die unvermeidbare Trägheit in der Steuerung des Ablenkstromes nicht nachteilig auswirkt.

Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildröhre der beschriebenen Art dadurch gelöst, daß jeweils während einer Zeile Meßwerte über die Abweichungen in der Lage des Elektronenstrahls in horizontaler und/oder vertikaler Richtung ermittelt, als di­ gitale Spannungswerte in einem Speicher abgelegt und in ei­ ner folgenden Zeile zur Korrektur der Lage des Elektronen­ strahls verwendet werden.

Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung. Bislang wurde eine Abweichung in der Lage des Elektronenstrahls ermittelt und dann versucht, möglichst sofort eine Korrektur in der Lage durchzuführen. Dabei kann, bedingt durch die Trägheit der Ablenkspulen, eine unerwünschte Verzögerung zwischen dem Auftreten der Abweichung und der Korrektur der Abweichung eintreten. Deshalb wird erfindungsgemäß der aus der Abwei­ chung gewonnene Korrekturwert zunächst nicht zur Korrektur verwertet, sondern gespeichert und erst dann zur Korrektur verwendet, wenn später dieselbe Abweichung, die den Korrek­ turwert erzeugt hat, erneut auftritt. Dazu wird die bekannte hohe Korrelation zwischen zwei aufeinander folgenden Zeilen oder auch die Korrelation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern vorteilhaft ausgenutzt. Das bedeutet, daß eine Abwei­ chung in der vertikalen oder horizontalen Lage des Elektro­ nenstrahls in einem bestimmten Bildpunkt sich bis zu dem ent­ sprechenden Bildpunkt einer benachbarten Zeile oder des näch­ sten Bildes praktisch nicht ändert. Daher ist es möglich, mit einem in einer Zeile n gewonnenen Korrektursignal die Korrektur in der Zeile n+1 oder auch ein in einem Bild n ge­ wonnenes Korrektursignal zur Korrektur in dem zeitlich dar­ auf folgenden Bild n+1 durchzuführen. Dann steht zwischen der Ermittlung des Korrektursignals und dem Korrekturzeit­ punkt selbst genügend Zeit zur Verfügung, um das Korrektursi­ gnal aufzubereiten und exakt im richtigen Zeitpunkt zur Kor­ rektur wirksam werden zu lassen. Diese Überlegungen gelten für Abweichungen in der Lage des Elektronenstrahls sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung.

Vorzugsweise ist ein Festwertspeicher vorgesehen, in dem Kor­ rekturwerte für eine Startzeile zu Beginn des Bildes gespei­ chert sind. Dieser Festwertspeicher, der z. B. bereits in der Fertigung mit Korrekturwerten versehen wird, beseitigt also zunächst einmal alle groben Abweichungen in der Lage des Elektronenstrahls. Danach werden dann nur noch differenti­ elle Abweichungen ermittelt und korrigiert, die von Zeile zu Zeile oder von Bild zu Bild auftreten. Dabei werden während des Ablauf des Bildes die jeweils in einer Zeile n ermittel­ ten Korrekturwerte zu den im Festwertspeicher gespeicherten Korrekturwerten addiert. Es wird dann die Summe der Korrek­ turwerte aus dem Festwertspeicher der Startzeile und den dif­ ferentiellen Werten der jeweils laufenden Zeile in einer fol­ genden Zeile n+1 zur Korrektur der Lage des Elektronenstrahls verwendet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zur Korrektur von Lagefehlern in Horizontalrichtung quer zur Zeilenrich­ tung verlaufende, äquidistante Indexstreifen vorgesehen. Durch derartige Streifen kann eine Abweichung in der Lage des Elektronenstrahls auch in Horizontalrichtung detektiert und korrigiert werden. Es wird dann eine Stellgröße ermit­ telt, die während des Ablaufs einer Zeile den zeitlichen Ab­ stand zwischen dem Auftreffen des Elektronenstrahls auf auf­ einanderfolgende Indexstreifen anzeigt. Grundsätzlich muß für eine lineare Bildwiedergabe die Zahl der Bildpunkte in einer Zeile zwischen zwei senkrechten Indexstreifen konstant sein. Die gewonnene Stellgröße kann auf zwei verschiedene Arten zur Korrektur verwendet werden, um diese Bedingung ein­ zuhalten.

Eine erste Möglichkeit besteht darin, daß die Stellgröße die Horizontalablenkgeschwindigkeit ändert. Wenn z. B. die zwi­ schen zwei Indexstreifen gemessene Zeit zu kurz, also die Ablenkgeschwindigkeit in Horizontalrichtung zu groß wird, wird in der nächsten Zeile oder im nächsten Bild die Horizon­ talablenkgeschwindigkeit durch die Stellgröße entsprechend verringert.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Horizontalablenk­ geschwindigkeit unbeeinflußt zu lassen und statt dessen den Auslesetakt für die Bildsignale aus einem Speicher zu beein­ flussen. Wenn z. B. durch die Stellgröße wieder eine zu kurze Zeit zwischen dem Auftreffen des Elektronenstrahls auf zwei aufeinanderfolgende Indexstreifen angezeigt wird, so würden zwischen den Indexstreifen bei konstantem Auslesetakt zu we­ nig Bildpunkte dargestellt. Deshalb muß in diesem Falle die Frequenz des Auslesetaktes erhöht werden, um trotz der ver­ ringerten Zeit zwischen zwei Indexstreifen wieder die glei­ che Zahl von Bildpunkten auf dem Bildschirm abzubilden. Es kann zweckmäßig sein, Mittel zur Anpassung der Helligkeit des Elektronenstrahls vorzusehen. Das beruht darauf, daß bei einer erhöhten Horizontalablenkgeschwindigkeit die Hellig­ keit abnimmt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für die Korrektur der Lage des Elektronenstrahls in Vertikalrich­ tung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Korrektur in Horizontalrichtung mit senkrechten Indexstreifen und

Fig. 3 ein Schaltungsbeispiel für die Korrektur gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 steht an der Klemme 1 ein Korrektursignal Uk, das von waagerechten Indexstreifen abgeleitet ist und die Abwei­ chung des Elektronenstrahls von der richtigen Lage in Verti­ kalrichtung anzeigt. Dieses Korrektursignal gelangt über die Schaltung 2 auf den A/D-Wandler 3, der die Korrektursi­ gnale für bestimmte Punkte im Bild in entsprechende digitale Signale umwandelt. Das Ausgangssignal des Wandlers 3 ist al­ so ein digitales Signal, das für bestimmte Stützpunkte im Bild die ermittelte Abweichung und somit die notwendige Kor­ rektur in der Vertikallage des Elektronenstrahls beinhaltet. Die digitalen Korrektursignale vom Ausgang des Wandlers 3 werden über den Schalter 4 zeilenweise abwechselnd den bei­ den LIFO-Speichern 5, 6 zugeführt, deren Ausgänge über den Umschalter 7 an den Eingang des D/A-Wandlers 8 angeschlossen sind. Das Einlesen und Auslesen erfolgt nach folgenden Sche­ ma:
Zeile n: Die ermittelten Korrektursignale Uk werden in den Speicher 5 eingelesen.
Zeile n+1: Die Korrektursignale aus den Zeilen werden aus dem Speicher 5 ausgelesen und über den Schalter 7 dem D/A-Wandler 8 zugeführt. Gleichzeitig wer­ den die Korrektursignale aus der Zeile n+1 über den Schalter 4 in den Speicher 6 eingelesen.
Zeile n+2: Korrektursignale aus der Zeile n+1 werden aus dem Speicher 6 ausgelesen und über den Umschal­ ter 7 dem D/A-Wandler 8 zugeführt. Gleichzeitig werden Korrektursignale aus der Zeile n+2 in den Speicher 5 eingelesen usw.

Auf diese Weise werden somit alle Korrektursignale jeweils einer Zeile n nacheinander in der Zeile n+1 in der richti­ gen zeitlichen Lage bereitgestellt und dem D/A-Wandler 8 zu­ geführt. Der Wandler 8 liefert analoge Korrektursignale an den Ablenkverstärker 9. Dieser steuert den Ablenkstrom ia in der Vertikalablenkspule 10 für die Bildröhre 11 in der Wei­ se, daß Abweichungen in der Vertikallage des Elektronen­ strahls ausgeglichen werden. Durch den zeitlichen Versatz zwischen der Ermittlung des Korrektursignals und der Korrek­ tur selbst kann also die Trägheit in der Regelung des Ablenk­ stroms überlistet werden. Das dem Speicher entnommene Korrek­ tursignal für einen bestimmten Stützpunkt kann dann bewußt derart zeitlich vor diesem Stützpunkt an die Ablenkschaltung angelegt werden, daß die durch die Trägheit verzögerte Kor­ rektur exakt im richtigen Zeitpunkt erfolgt.

In Fig. 1 ist angenommen, daß die Speicher 5, 6 jeweils die Korrektursignale einer Zeile speichern und in der nächsten Zeile damit die Korrektur zum richtigen Zeitpunkt bewirken. Die Speicher 5, 6 können auch Vollbildspeicher sein. Dann er­ folgt die Korrektur nicht in der nächsten Zeile, sondern im nächsten Bild wieder genau an dem entsprechenden Bildpunkt.

Fig. 2 zeigt die waagerechten Farbstreifen R, G, B auf dem Bildschirm der Röhre 11. Jeweils zwischen den Farbstreifen R, G, B sind Indexstreifen 12 angeordnet, die die Korrektur­ signale Uk gemäß Fig. 1 erzeugen. Zusätzlich zu diesen hori­ zontalen Indexstreifen sind über den Bildschirm verteilt senkrechte, äquidistante Indexstreifen 13 vorgesehen, die beim Auftreffen des Elektronenstrahls 14 einen Impuls erzeu­ gen. Der zeitliche Abstand dieser Impulse ist ein Maß für die Abweichung der Horizontalablenkgeschwindigkeit des Elek­ tronenstrahls vom Sollwert zwischen zwei aufeinanderfolgen­ den Indexstreifen 13. Die Abweichung dieses zeitlichen Ab­ standes von dem Sollwert wird ermittelt. Aus dieser Abwei­ chung wird ein Korrektursignal für die Horizontalablenkung erzeugt. Dieses Korrektursignal steuert in der beschriebenen Weise entweder die Horizontalablenkgeschwindigkeit in der nächsten Zeile oder im nächsten Vollbild. Alternativ wird die Horizontalablenkgeschwindigkeit nicht beeinflußt und statt dessen der Auslesetakt der Bildsignale aus einem Bild­ speicher so beeinflußt, daß auf den Abstand A immer die kon­ stante, vorgeschriebene Zahl von Bildpunkten fällt.

Die Anordnungen nach Fig. 1 und eine entsprechende Anordnung mit der Wirkungsweise gemäß Fig. 2 sind also in der Lage, die Ablenkung der Elektronenstrahls in horizontaler und ver­ tikaler Richtung zu korrigieren. Die Korrektur in horizontaler Richtung erfolgt in dem Sinne, daß die durch das Videosi­ gnal definierten Bildpunkte auf dem Bildschirm linear ver­ teilt sind, also gleichen Abstand voneinander haben. Die Kor­ rektur in Vertikalrichtung erfolgt in dem Sinne, daß der Elektronenstrahl jeweils auf die ihm zugeordneten Farbstrei­ fen R, G, B auftrifft.

Fig. 3 zeigt eine Schaltung für eine bidirektionale Ablen­ kung.

Vorteilhaft ist, wenn alle Meßwerte eines vorangegangenen Vollbildes in einem Speicher bereitstehen. Die Indexstreifen informieren darüber, wann eine Stützstelle erreicht wurde und lösen einen Interup aus. Der Prozessor unterbricht die Ausgabe der absoluten Korrekturwerte, die aus dem vorangegan­ genen Vollbild stammen, und liest die Meßwerte in den Spei­ cher ein.

Das Zeitintervall zwischen zwei Stützstellen in Horizontal­ richtung beträgt bei Standard-Zeilenfrequenz und 50 Stütz­ stellen ungefähr 1 µs. In dieser Zeit kann ein schneller Controler noch einige Assembler-Befehle ausführen. Bei High Scan, 100 Hz und sequentieller Darstellung von R, G, B bleibt nur noch ein 1/12 µs, was Signalprozessoren erforder­ lich macht.

Für die differentielle Vertikalkorrektur genügen etwa 4 Bit. Ein 8 Bit-Register für absolute Werte überstreicht genau 16 Phosphorzellen. Grobe Anhaltspunkte für die Stützstellen er­ hält man zunächst mit dem Algorithmus "in der vorherigen Zei­ le gemessen", wie oben beschrieben. Wenn der Toleranzbereich "± halber Phosphorstreifen" erreicht ist, kann man zu "im vorherigen Bild gemessen" übergehen. Korrigiert wird ohne Tabelle. Man zählt die kleinste Einheit hoch, bis der Fehler minimal ist. So vergehen einige Vollbilder, bis die vertika­ le Geometrie approximiert ist. Die horizontalen Delta t-Wer­ te werden gemessen, und bereits im folgenden Bild kann der Pixeltakt für horizontale Geometrie optimiert werden.

Claims (10)

1. Farbbildröhre mit waagerechten Farbstreifen, die je von einem Elektronenstrahl angeregt werden, und mit Index­ streifen, die Korrektursignale für die Ablenkung der Elektronenstrahlen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils während einer Zeile (n) Meßwerte über die Abweichungen in der Lage des Elektronenstrahls in hori­ zontaler und/oder vertikaler Richtung ermittelt, als digitale Spannungswerte in einem Speicher (5, 6) abge­ legt und in einer folgenden Zeile (n+1) oder einem fol­ genden Bild zur Korrektur der Lage des Elektronen­ strahls (14) verwendet werden.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Festwertspeicher vorgesehen ist, in dem Korrekturwerte für eine Startzeile zu Beginn des Bildes gespeichert sind.

3. Röhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wäh­ rend des Ablaufs des Bildes die jeweils in einer Zeile (n) ermittelten Korrekturwerte zu den im Festwertspei­ cher gespeicherten Korrekturwerten addiert und die Sum­ me der Korrekturwerte in einer folgenden Zeile (n+1) zur Korrektur der Lage des Elektronenstrahls verwendet werden.

4. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur von Geometriefehlern in Horizontalrichtung quer zur Zeilenrichtung verlaufende, äquidistante Index­ streifen (13) vorgesehen sind (Fig. 2).

5. Röhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ei­ ne Stellgröße ermittelt wird, die während des Ablaufs einer Zeile den zeitlichen Abstand zwischen dem Auftref­ fen des Elektronenstrahls (14) auf aufeinanderfolgende Indexstreifen (13) anzeigt.

6. Röhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße zur Korrektur der Horizontalablenkgeschwin­ digkeit ausgenutzt ist.

7. Röhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mit­ tel zur Korrektur der Helligkeit vorgesehen sind.

8. Röhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße zur Steuerung der Lesegeschwindigkeit der Bildsignale aus einem Speicher ausgenutzt ist.

9. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher für alle Korrekturwerte eines vollständigen Bildes in horizontaler und/oder vertikaler Richtung vor­ gesehen ist.

10. Röhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wäh­ rend eines Bildes die Korrekturwerte ermittelt, in den Speicher geschrieben und während eines folgenden Bildes zur Korrektur der Bildgeometrie verwendet werden.