DE4137131C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Rasterkorrektur - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Rasterkorrek­ tur bei einem Fernsehgerät gemäß Anspruch 1 und einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Sachanspruchs.

Unter Fernsehgerät wird dabei jedes Gerät mit einer rasterwei­ sen elektronischen Bildwiedergabe verstanden. Das Gerät kann von einem Fernseh-Rundfunksignal oder einem Videosignal eines anderen Videogebers wie einem Recorder, einer Kamera oder einer sonstigen Videoleitung gespeist sein. Die Steuerung des Gerätes kann über ein Antennensignal oder in Form eines Moni­ tors über ein FBAS-Signal, ein RGB-Signal oder auch getrennt mit dem Leuchtdichtesignal und dem Farbträger erfolgen.

Ein System zur Rasterkorrektur dient grundsätzlich zur Korrek­ tur von Parametern in der Rasterablenkung, z. B. zur Korrektur von Nord/Süd-, Ost/West-Verzeichnungen, von Nichtlinearitäten in der Ablenkung und sonstigen Geometriefehlern in horizonta­ ler oder vertikaler Richtung. Ein besonderes Anwendungsgebiet einer derartigen Einrichtung ist die Konvergenzkorrektur bei einem Fernseh-Projektionsgerät, bei dem Einzelbilder, wie beispielsweise die monochromatischen Bilder von drei Bildröh­ ren, auf eine Bildfläche projiziert und dort unter Einhaltung der Konvergenz zu Deckung gebracht werden.

Bei einer bekannten Einrichtung für die Konvergenzkorrektur wird jeweils ein Kreuzungspunkt eines Gittermusters durch einen in Horizontalrichtung und in Vertikalrichtung manuell ver­ schiebbaren kreuzförmigen Cursor markiert. Dann wird durch optische Betrachtung und Beurteilung der Konvergenz im Be­ reich dieses Kreuzungspunktes die Konvergenz manuell auf optimale Werte eingestellt. Diese Werte werden für diesen Kreuzungspunkt in einem Speicher abgelegt. Bei der Bildwieder­ gabe bewirken die gespeicherten Konvergenz-Korrekturwerte der einzelnen Kreuzungspunkte nacheinander die notwendige Konver­ genzkorrektur, indem für jede der drei Bildröhren unabhängig von den Ablenkströmen Konvergenzkorrekturströme für die hori­ zontale und vertikale Konvergenz der Ablenkeinheit zugeführt werden.

Die Einstellung der Konvergenz für sämtliche Kreuzungspunkte des Bildschirmes ist relativ zeitraubend und unterliegt sub­ jektiven Gesichtspunkten.

Aus der DE-OS 39 31 032 ist eine Einrichtung zur automati­ schen Rasterkorrektur bekannt, die ein flächenhaftes auf eine Bildfläche aufsetzbares Teil mit Reihen von Fotosensoren aufweist.

Die Funktion der bekannten Einrichtung beruht auf der Erkenntnis, daß optimale Konvergenz bedeutet, daß in jedem Zeitpunkt auf der Bildfläche die drei Strahlen für R, G, B zusammenfallen. Somit wird bei einem von einem Fernsehgerät dargestelltem Justiermuster, das beispielsweise gebildet wird aus in verschiedene Richtungen verlaufende Streifen, bei entsprechendem Amplitudenverhältnis der Farbsi­ gnale ein weißes Muster abgebildet. Das Zusammenfallen der drei Strahlen für R, G, B bedeutet andererseits maximale Helligkeit für den geschriebenen Streifen, weil die Hellig­ keitswerte der Grundfarben R, G, B sich addieren.

Sobald einer der Strahlen R, G, B durch mangelnde Konvergenz aus dem Bereich des Musters heraustritt, weicht nicht nur die wiedergegebene Farbe von weiß ab, sondern die Helligkeit des Musters wird auch geringer.

Somit erfolgt eine Konvergenzkorrektur gemäß der genannten Offenlegungsschrift dadurch, daß mit den Sensoren, deren geometrische Anordnung im wesentlichen deckungsgleich ist mit Justiermustern, die von einem Fernsehgerät zur Rasterkorrek­ tur dargestellt werden, und daß die Helligkeit eines Teils dieses Musters, wie eines Streifens, gemessen wird und durch Änderung der Konvergenz auf Maximalwert eingestellt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung vorzustellen, die eine automatische Rasterkorrektur mit Hilfe von Fotosensoren erlauben ohne daß die geometrische Anordnung von Fotosensoren, auch Lichtsensoren genannt, deckungsgleich ist mit Justiermustern, die von einem Fernsehgerät zur Raster­ korrektur dargestellt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeigne­ ten Vorrichtung gemäß dem ersten Sachanspruch.

Erfindungsgemäß werden beim Einblenden von einzelnen oder mehreren zu Einzelbildern gehörenden Justiermustern die Signale von beleuchteten Sensoren einzeln ausgewertet und die Position der Justiermuster korrigiert.

Üblicherweise dienen zur Konvergenzkorrektur als Justiermu­ ster Kreuzungspunkte von Gitterlinien. Obwohl die Erfindung im folgenden im wesentlichen mittels solcher Kreuzungspunkte erläutert wird, ist sie nicht auf derartige Justiermuster beschränkt.

Diese Überlegungen für die Konvergenz gelten in gleicher Wei­ se für andere Parameter der Rasterablenkung. Auch bei anderen Geometriefehlern weicht der Elektronenstrahl von dem vorge­ schriebenen Verlauf ab. Auch dann wird die durch die Sensoren gemessene Helligkeit geringer, während bei exakter Sollage des geschriebenen Rasters die mit den Sensoren gemessene 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.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein großes Teil mit den Abmessungen der gesamten Bildfläche vorge­ sehen, das mattenförmig vor die Bildfläche gehängt wird. Auf diesen Teil ist entsprechend der Zahl der Kreuzungspunkte des Gittermusters eine Vielzahl von Paaren aus zwei Sensorreihen angeordnet. Es werden nacheinander die einzelnen Paare von Sensorreihen abgefragt, die Konvergenzkorrekturwerte für die Kreuzungspunkte ermittelt und abgespeichert.

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 Lageän­ derung oder Änderung des magnetischen Umfeldes die Konvergenz häufiger neu eingestellt werden muß.

Die Rasterkorrektur kann gemäß einer Weiterbildung der Erfin­ dung feinstufig geregelt oder überprüft werden, indem bei Einblenden mehrerer oder aller zu Einzelbildern gehörenden Justiermuster auf maximale Amplitude der Summenspannung gere­ gelt wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden in den folgenden Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläu­ tert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Bildfläche mit Gittermuster und einem symbolisch angedeuteten Sensorelement,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbei­ spiels.

Fig. 1 zeigt eine von einem nicht-dargestellten Fernsehgerät abgebildete Bildfläche 10, auf der durch drei Bildröhren für die Grundfarben R, G, B ein Gittermuster aus waagerechten weißen Streifen 11 und senkrechten weißen Streifen 12 abgebil­ det ist. Die Streifen 11, 12 haben etwa die Breite einer Zeile und bilden Kreuzungspunkte 13, für die jeweils die Kon­ vergenz-Korrekturwerte ermittelt und gespeichert werden sol­ len. Zur Einstellung der Konvergenz für den Kreuzungspunkt 13 ist auf die Bildfläche 10 ein Fotosensoren enthaltendes Ele­ ment 14, im folgenden auch Sensorelement genannt, aufgelegt oder aufgesetzt, und zwar bei diesem Ausführungsbeispiel derart, daß zwei an der Rückseite des Sensorelements 14 ange­ ordnete Sensorreihen aus lichtempfindlichen Elementen nicht in Deckung mit der Soll-Lage der Streifen 11, 12 liegen.

Fig. 2 zeigt symbolisch das Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Während in Fig. 1 davon ausgegangen wurde, daß monochromati­ sche Gitter der drei Grundfarben R, G, B gut zueinander ju­ stiert sind und somit durch das Fernsehgerät ein Gitter mit nicht-bunten Streifen 11, 12 abgebildet wird, ist in Fig. 2 der Fall dargestellt, daß keine ausreichende Justierung vor­ liegt, so daß bunte Streifen 21r, 21g, 21b in horizontaler Richtung und Streifen 22r, 22g, 22b in vertikaler Richtung vorliegen.

Keiner dieser Streifen 21, 22 ist weder in Deckung mit einer ersten Sensorreihe 15, die in Fig. 2 als von links unten nach rechts oben verlaufend dargestellt ist, noch mit einer zwei­ ten Sensorlinie 16 (von links oben nach rechts unten). Die Sensorreihen 15, 16 werden in diesem Ausführungsbeispiel gebildet aus der geometrischen Anordnung von gleichartigen Sensoren 17, die in dem Sensorelement 14 enthalten sind.

Die Signale der Sensoren 17 werden einem elektronischem Steu­ ergerät (electronical control unit, ECU) 18 zugeführt, das beispielsweise einen Rechner enthalten kann, als Teil eines Rechnerprogramms ausgebildet sein kann und erforderliche Mittel zur Signalweiterleitung, wie beispielsweise Digital/Ana­ log-Wandler, enthält. Dem Steuergerät 18 ist ein Speicher 19 zugeordnet und es gibt Konvergenz-Korrekturströme ab, die je­ weils Korrekturspulen für die horizontale Konvergenz Rh, Gh, Bh und Konvergenzspulen für die vertikale Konvergenz Rv, Gv, Bv für drei Bildröhren 23, 24, 25 für die Grundfarben R, G, B zugeführt werden.

Die dargestellten Spulen sind in diesem Ausführungsbeispiel Konvergenzspulen, die unabhängig von den eigentlichen Ablenk­ spulen an den Bildröhren 23, 24, 25 angeordnet sind und eine wesentlich kleinere Induktivität als nicht-dargestellte Ab­ lenkspulen selbst haben.

Das elektronische Steuergerät 18 ist weiterhin mit Mitteln 26 des Fernsehgerätes verbunden. Von diesen erhält es Informatio­ nen über die Lage und Form der jeweiligen Justiermuster. Außerdem kann das Steuergerät 18 an die Mittel 26 auch Steuer­ signale bezüglich Lage und/oder Form der jeweiligen Justiermu­ ster abgeben.

Es wird davon ausgegangen, daß die nicht-korrigierten mono­ chromatischen Gitter 21, 22 nicht gegeneinander gekippt sind und daß deren Richtungen den Soll-Richtungen der Streifen 11, 12 entsprechen. Es soll jedoch das Sensorelement 14, und damit auch die Sensorreihen 15, 16, schräg zu den Streifen 21, 22 angeordnet sein.

Bei einer ersten Variante dieses Ausführungsbeispiels wird davon ausgegangen, daß der Kreuzungspunkt K des Sensorkreuzes 15, 16 identisch sein soll mit dem Soll-Kreuzungspunkt 13 der korrigierten monochromatischen Streifen 11, 12.

Es kann eine Rasterkorrektur derart durchgeführt werden, daß die monochromatischen Gitter zunächst einzeln eingeblendet und korrigiert werden.

Das elektronische Steuergerät 18, dem die Sensorsignale zuge­ führt werden, erkennt gemäß der Darstellung nach Fig. 2 bei eingeblendetem grünen Gitter 21g, 22g, daß ein Sensor 26 beleuchtet wird und eine derart hohe Lichtintensität mißt, daß auf den Kreuzungspunkt des grünen Gitters 21g, 22g ge­ schlossen wird.

Durch Iterationsverfahren, wie sie an sich bekannt sind, wird die Ablenkung des grünen Gitters 21g, 22c derart korrigiert, daß dessen Kreuzungspunkt mit dem Soll-Kreuzungspunkt K des Sensorkreuzes 15, 16 zusammenfällt.

Die entsprechenden Korrekturwerte werden von dem elektroni­ schen Steuergerät 18 in dem Speicher 18 abgelegt und werden bei der Bildwiedergabe abgerufen und als entsprechende Korrek­ turströme in die Korrekturspulen eingespeist.

In einem nächsten Schritt wird das grüne Gitter 21g, 22g ausgeblendet und das rote Gitter 21r, 22r eingeblendet. Damit werden Sensoren 27, 28, 29 beleuchtet und durch Iterationsver­ fahren wird auf den Kreuzungspunkt K korrigiert. Anschließend folgt analog die Korrektur des blauen Gitters 21b, 22b.

Das Ausblenden bereits korrigierter Gitter ist nur dann erfor­ derlich, wenn die Positionen der beleuchteten Sensoren nicht eindeutig auf die Lage des zu korrigierenden Gitters schlie­ ßen lassen.

Dieses ist unter anderem abhängig von der Wahl der geometri­ schen Anordnung der Sensoren, der Form des Justiermusters, das hier gebildet wird aus den Streifen 11, 12, und der Wahl des Soll-Kreuzungspunktes 13.

Das Steuern der Form von jeweiligen Justiermustern, wie bei­ spielsweise das Aus- und Einblenden bereits korrigierter Teile, erfolgt durch das elektronische Steuergerät 18 und entsprechender Signale an die Mittel 26.

Weitere Varianten dieses Ausführungsbeispiels erlauben es, den Kreuzungspunkt eines der monochromatischen Gitter 21, 22 als den Soll-Kreuzungspunkt 13 festzulegen und durch Iterati­ on die beiden anderen Gitter zu korrigieren.

Das Sensorelement 14 kann auch größer ausgebildet sein und eine Vielzahl von Paaren aus Sensorreihen 15, 16 enthalten, die dann nach dem Aufsetzen des Sensorelementes 14 durch das elektronische Steuergerät sequentiell ausgewertet werden. Das Sensorelement 14 kann die Größe der gesamten Bildfläche 10 haben und entsprechende Sensorreihen 15, 16 für alle Kreu­ zungspunkte 13 der Bildfläche 10 aufweisen. Dann braucht das Sensorelement 14 für die Einstellung der Konvergenz für alle Kreuzungspunkte nur einmal vor der Bildfläche 10 angeordnet zu werden.

Zur Vermeidung der Bestimmung unbrauchbarer Korrekturwerte ist es vorteilhaft, wenn der Korrekturvorgang erst gestartet wird, wenn das Sensorelement 14 wie gewünscht positioniert ist. Das kann durch nicht-dargestellte Mittel manuell und/oder durch ein Zeitglied gesteuert, ausgelöst werden. Denkbar ist auch, daß stattdessen oder zusätzlich eine kon­ stante Beleuchtung einzelner der Sensoren 17 erkannt wird und daraufhin auf die gewünschte Positionierung des Sensorelemen­ tes 14 geschlossen wird.

Es ist ebenfalls zweckmäßig, die Beendigung eines Korrektur­ vorganges für einen vorgegebenen Soll-Kreuzungspunkt 13 op­ tisch, akustisch oder dergleichen entsprechend zu signalisie­ ren.

Die Beendigung, sowie eine eventuelle Unterbrechung, kann, beispielsweise analog zur Start-Bestimmung, durch nichtdarge­ stellte Mittel automatisch erkannt werden.

Weiterhin ist es denkbar, aufgrund der Koordinaten der be­ leuchteten Sensoren auf die geometrische Differenz von Gitter 21, 22, Kreuzungspunkt 13 und Sensorkreuzungspunkt K zu schließen und daraufhin eine Korrektur mittels mathematischer Verfahren möglichst schnell durchzuführen.

Durch an sich bekannte Verfahren kann der Kippwinkel zwischen dem Gitter 21, 22 und den Sensorreihen 15, 16 bestimmt und gegebenenfalls zur Korrektur der Positionierung berücksich­ tigt werden.

Für eine Überprüfung der einzeln korrigierten monochromati­ schen Gitter 21, 22 können mehrere von ihnen gleichzeitig eingeblendet werden und es kann eine Feinkorrektur derart erfolgen, daß die beleuchteten Sensoren maximale Helligkeit messen. Dieses kann beispielsweise durch Bildung von Summensi­ gnalen einzelner Sensorsignale geregelt bzw. durch Vergleich mit vorangegangenen Werten oder vorgegebenen Werten überprüft werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Teile von Ju­ stiermustern, wie beispielsweise senkrechte Streifen 21, einzelner oder mehrerer Grundfarben gleichzeitig eingeblen­ det. Durch Iteration und/oder mathematische Verfahren ist es möglich, daß zunächst diese dargestellten Teile in die ge­ wünschte Position geführt werden und anschließend die zu­ nächst nicht-dargestellten Teile, wie die horizontalen Strei­ fen, eingeblendet und nachgeführt werden. Bei der Korrektur der horizontalen Streifen können die vorab korrigierten senk­ rechten Streifen beispielsweise bei fehlender Eindeutigkeit ausgeblendet werden.

Die Erfindung wurde für die Konvergenz-Überwachung und Korrek­ tur 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-Wiederga­ be. Mit der Erfindung können auch in der Fertigung üblicher Fernsehgeräte automatisch Parameter wie Kissenverzeichnungen, Nichtlinearitäten und dgl. beseitigt werden.

Das Gittermuster mit den Streifen 11, 12, das die einzelnen Kreuzungspunkte 13 auf der Bildfläche 10 markiert, kann auch durch ein anders geartetes Muster gebildet sein, das bestimm­ te Bildpunkte auf der Bildfläche 10 markiert. Zur Einstellung bestimmter Parameter kann auch ein Kreuzgitter oder ein Mu­ ster mit ausschließlich vertikalen oder horizontalen Linien geeignet sein. Die Sensorreihen 15, 16 mit einer Vielzahl von einzelnen Sensoren 17 kennen auch durch einen einzigen Sensor ersetzt sein, dessen Ausgangsspannung dann ausgewertet wird.

Claims (8)

1. Verfahren zur Rasterkorrektur von auf einer Bildfläche dargestellten Einzelbildern, wobei auf der Bildfläche zu den Einzelbildern gehörende Justiermuster abgebildet werden, deren jeweilige Position auf der Bildfläche mit einem aus einer Anzahl von Photosensoren (17) gebildeten Sensorelement bestimmt wird, wobei die Photosensoren entlang zweier gedachter, sich kreuzender Linien angeordnet sind, wobei die Signale der Photosensoren (17) einzeln ausgewertet werden, und wobei die Position der Justiermuster korrigiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feinregelung und/oder eine Überprüfung der relativen Lage der Justiermuster zueinander derart erfolgt, dass Signale einzelner Photosensoren des Sensorelements auf maximale Amplitude abgeglichen werden.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Beginn zur Bestimmung von Korrekturwerten eines oder mehrerer Justiermuster manuell gesteuert, zeitlich gesteuert und/oder durch Erkennen auf gleichmäßige Beleuchtung von Photosensoren gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nahezu gleichzeitig die Lage mehrerer Justiermuster aufgrund des Zeitpunkts der Beleuchtung entsprechender Photosensoren erkannt wird und entsprechende Werte zur Korrektur bestimmt werden.

5. Vorrichtung zur Rasterkorrektur von auf einer Bildfläche dargestellten Einzelbildern, wobei auf der Bildfläche (10) zu den Einzelbildern gehörende Justiermuster (21, 22) abbildbar sind, deren jeweilige Position auf der Bildfläche mit einem aus einer Anzahl von Photosensoren (17) gebildeten Sensorelement (14) bestimmbar und mittels Steuermitteln (18) korrigierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Photosensoren (17) entlang zweier gedachter, sich kreuzender Linien angeordnet sind und dass die Signale der Photosensoren (17) einzeln von den Steuermitteln (18) auswertbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale einzelner oder mehrerer Photosensoren (17) des Sensorelements (14) auf maximale Amplitude abgleichbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (14) eine Vielzahl von aus Photosensoren gebildeten Mustern aufweist und die Steuermittel (18) nahezu gleichzeitig die Lage mehrerer Justiermuster aufgrund des Zeitpunkts der Beleuchtung entsprechender Photosensoren erkennt und entsprechende Werte zur Korrektur bestimmt.

8. Projektionsfernsehgerät mit einer Vorrichtung zur Rasterkorrektur nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7.