DE4200699C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufhebung von MOIRE-Interferenzen in Kathodenstrahlröhren-Farbmonitoren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Aufhebung von MOIRE-Interferenzen in Kathodenstrahlröhren-FarbmonitorenInfo
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- Details Of Television Scanning (AREA)
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Description
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Reduzierung sichtbarer Interferenzmuster auf
Anzeigeeinrichtungen mit Kathodenstrahlröhren. Insbesondere
offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur visuellen Auslöschung des Moiré-Interferenz
phänomens auf Kathodenstrahl-Farbröhren während der Anzeige
bestimmter, aus alternierenden Pixel-Mustern zusammenge
setzter Bildsignale.
Kathodenstrahl-Farbröhren werden allgemein und gängig als
optische Anzeigen verwendet, wobei bis zu drei Elektroden,
typischerweise eine für jede Primärfarbe, rot, grün und
blau, verwendet werden. Die meisten Kathodenstrahl-Farbröh
ren verwenden eine Schattenmaske (Lochmaske) (vgl. z. B.
"brockhaus abc elektronik", Herausgeber: Dr. H.-D. Junge,
VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig, 1978, S. 554 und Tafel 1)
zur selektiven Ausleuchtung einer Matrix farbiger, zur je
weiligen Elektrode gehöriger Leuchtpunkte (d. h. rot, grün
und blau). Im folgenden wird kurz auf Fig. 1 bezug genom
men, in welcher eine Kathodenstrahlröhre 100 mit einer hin
ter einem leuchtstoffbeschichteten Schirm 200 angeordneten
Schattenmaske 300 gezeigt ist. Die Schattenmaske 300 ist ge
wöhnlich eine Metallfolie mit zahlreichen Löchern, die den
von einer bestimmten Elektrode kommenden Elektronenstrahl
400 selektiv auf seinen zugehörigen Leuchtstoffpunkt fallen
lassen. Der Elektronenstrahl 400 wird durch magnetische Lin
sen im Kathodenstrahl-Röhrenhals auf einen kleinen Punkt
fokussiert, bevor er die Schattenmaske 300 erreicht. Der von
der Grün-Kathode kommende Elektronenstrahl wird von der
Schattenmaske 300 teilweise abgedeckt, so daß der Elektro
nenstrahl den korrespondierenden grünen Leuchtpunkt nur nach
Durchgang durch die Schattenmaske 300 trifft. Der Strahl ist
gewöhnlich größer als die Lochgröße der Schattenmaske, so
daß die Schattenmaske einen Teil des Strahls ausblendet und
einen kleineren Schatten des ursprünglichen Strahls auf den
gewünschten Leuchtpunkt wirft.
Der Lochschritt oder Lochabstand zwischen nebeneinanderlie
genden Löchern der Schattenmaske (oder Lochmaske) und ihren
entsprechenden Leuchtstoffpunkten muß für die höchste Auflö
sung so klein wie möglich sein. Aus mechanischen und wirt
schaftlichen Gründen ist der Lochabstand bei einer typischen
hochauflösenden Kathodenstrahlröhren-Anzeige im allgemeinen
auf ungefähr 0,2 mm bis 0,3 mm beschränkt. Indem der Elek
tronenstrahl den Bildschirm überstreicht, induziert die
Schattenmaske ein periodisches Leuchtmuster, das davon ab
hängt, ob der Strahl entweder auf ein Loch und demzufolge
den Leuchtpunkt fällt oder auf die Metallfolie trifft, die
die Löcher der Loch- oder Schattenmaske trennt. Da die Über
streichgeschwindigkeit des Elektronenstrahls bekannt ist,
kann für die resultierende Sinuskurve eine entsprechende
Frequenz berechnet werden, welche hier als die Abstandsfre
quenz oder Spatialfrequenz der Schattenmaske, Vspatial, be
zeichnet wird. Die Spatialfrequenz der Schattenmaske ist un
ter Bezugszeichen 31 in Fig. 3 grafisch dargestellt und wird
genauer bei der Beschreibung in Verbindung mit Fig. 3
erklärt.
Um die Auflösung der Anzeige zu erhöhen, muß die Fleckgröße
des einfallenden Elektronenstrahls so klein wie möglich ge
macht werden. Wenn die Fleckgröße des Elektronenstrahls
herabgesetzt wird und sich der Größenordnung des Leucht
stoffpunkt-Abstands nähert, ist der Anteil eines bestimmten
Leuchtstoffpunkts, der tatsächlich vom Strahl getroffen
wird, eine Funktion davon, wie gut der Elektronenstrahlfleck
auf die zu dem gewünschten Leuchtstofffleck gehörige Schat
tenmaskenöffnung ausgerichtet ist. Außerdem ist festzustel
len, daß die Form des Elektronenstrahlflecks nicht konstant
ist, wenn der Strahl auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre
wandert. Genauer gesagt, ändert sich der Strahlfleck dabei
von einer kreisrunden Form bei kleinen Ablenkungswinkeln, d. h.
nahe der Mitte des Kathodenstrahlröhren-Bildschirms, zu
einer exzentrischeren oder ovaleren, bei größeren Strahl
ablenkungswinkeln, d. h. nahe der Bildschirmperipherie. Wenn
ein Bildmuster von abwechselnd ein- und ausgeschalteten
Leuchtstoffpunkten ("Pixeln") angezeigt wird, erscheinen
einige der Pixel in exakter Ausrichtung mit der Schatten
maske und haben daher gleichförmige Leuchtstoffhelligkeit
über den Leuchtpunkt, während andere Leuchtstoffpunkte eine
nichteinheitliche Helligkeit bzw. Leuchtstärke zeigen, was
sich aufgrund unstimmiger Ausrichtung zwischen Elektronen
strahl und Schattenmaskenöffnung ergibt. Das sich wieder
holende Muster verschieden heller Pixel erscheint ebenfalls
in sinoidaler bzw. periodischer Form, mit einer Frequenz
Vspot, die der halben Pixel-Taktfrequenz entspricht, wobei
ein Pixel-Taktzyklus den Fleck einschaltet und der nächste
Pixel-Taktzyklus den Pixel ausschaltet. Die Bild-Pixel- und
Elektronenstrahlfleck-Frequenz ist in Wellenform 32 in Fig.
3 grafisch dargestellt und wird genauer in der Beschreibung
in Zusammenhang mit Fig. 3 erklärt.
Wenn die Fleckgröße des Elektronenstrahls während der Beob
achtung des Ein-Aus-Musters reduziert wird, erscheint in
jeder über die Kathodenstrahlröhre abgetasteten Bildzeile
ein periodisches, sichtbares Interferenzmuster, das als
Moiré bekannt ist. Die Frequenz VMoiré des Moiré-Interferenz
musters ist die Differenz zwischen der Spatialfrequenz der
Lochmaske Vspatial und der Frequenz des Elektronenstrahl
flecks Vspot oder:
VMoiré = Vspatial - Vspot.
Die Moiré-Frequenz ist in Fig. 3 als Wellenform 33 grafisch
dargestellt und wird ebenfalls genauer in der Beschreibung
in Verbindung mit Fig. 3 erläutert.
Wenn die zwei Frequenzen Vmask und Vspot identisch und in
Phase sind, wird die Moiré-Frequenz VMoiré Null. Eine Moiré-
Frequenz von Null ist der Idealfall, bei welchem jeder
Leuchtstoffpunkt eine korrespondierende Schattenmaskenöff
nung hat, durch welche der zugehörige Elektronenstrahl
fällt. In der Praxis ändert sich jedoch die Fleckgröße als
Funktion des Elektronenstrahlablenkungswinkels und der Fo
kussierspannung. Es kann daher abhängig vom Alter der Ka
thodenstrahlröhre und der Position des Elektronenstrahls auf
dem Schirm eine deutliche Änderung der Elektronenstrahl-
Fleckgröße auftreten. Der Idealfall kann daher normalerweise
praktisch nicht realisiert werden. Tatsächlich ist es so,
daß die Moiré-Frequenz VMoiré desto niedriger wird und das
Moiré-Interferenzmuster desto störender, je dichter die
Spatialfrequenz und die Fleckfrequenz beieinanderliegen.
Dazu kommt, daß die einzelnen abgetasteten Bildzeilen je
weils eine etwas andere Moiré-Interferenz erzeugen, weil die
Elektronenstrahl-Fleckgröße sich über die Bildfläche der Ka
thodenstrahlröhre ändert, und sich das Moiré-Muster selbst
als eine Funktion der Elektronenstrahlposition ändert.
Aus Sicht der praktischen Anwendung wirft das Moiré-Inter
ferenzphänomen ein ernstes ästhetisches Problem auf, da die
beste Elektronenstrahl-Fokussierung und höchste Bildauflö
sung unakzeptabel auffällige Moiré-Muster ergeben, wenn das
Bildsignal, das angezeigt wird, alternierende Pixel-Muster
enthält, was der Normalfall ist. Im Stand der Technik ist
das Moiré-Interferenzproblem bisher auf drei Wegen angegan
gen worden. Zunächst kann der Lochabstand der Schattenmaske
und der Leuchtstoffpunkte verringert werden, was die effek
tive Spatialfrequenz der Kathodenstrahlröhre erhöht und da
durch auch die Moiré-Schwebungsfrequenz, so daß sie weniger
sichtbar ist. Der Erfolg ist, daß zur Reduzierung des Moiré-
Effekts die Bilder mit einer viel geringeren Auflösung auf
einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden müssen, die an
sich zu deutlich höherer Auflösung in der Lage wäre. Zwei
tens kann der Elektronenstrahl defokussiert werden (wie z. B.
in US 4,037,133 A vorgeschlagen), so daß die Fleckgröße
des Elektronenstrahls vergrößert und dadurch die Amplitude
der Leuchtstoffstrahlung verringert wird, was wiederum die
Amplitude der Leuchtstoff-Fleckfrequenz vermindert. Die
Fleckkurve mit kleinerer Amplitude führt zu einer Abnahme
der Amplitude und daher Sichtbarkeit der resultierenden
Moiré-Interferenz. Auch hier wird eine erhebliche Verminde
rung der Auflösung und Bildqualität gegen eine nur mäßige
Verminderung der Moiré-Interferenz eingetauscht. Eine dritte
Möglichkeit besteht darin, die Anzeige von Bildsignalen mit
abwechselnden Pixel- bzw. Leucht-Mustern zu vermeiden und
die sich ergebenden Moiré-Interferenzmuster, soweit sie auf
treten, einfach zu tolerieren. Im US-Patent 4,887,010 wird
beispielsweise vorgeschlagen, jede zweite Abtastzeile in
vertikaler Richtung zu versetzen, um das Moiré-Muster zu un
terdrücken.
Bei herkömmlichen bekannten Signal-Multiplizierern werden an
zwei Eingänge Wechselstromsignale angelegt und entsprechende
Ausgangssignale abgenommen, wobei die Frequenzen der Aus
gangssignale aus der Summe und der Differenz der zwei Ein
gangssignale zusammengesetzt sind. Wäre z. B. ein Eingangs
signal eine 51 Megahertz-("MHz")-Sinuswelle und das zweite
Eingangssignal eine 50 MHz-Sinuswelle, bestünde das sich
ergebende Ausgangssignal aus zwei Sinuswellen, eine mit der
Frequenz 101 MHz, die andere mit der Frequenz 1 MHz. Die
Phasen der Ausgangssignalverläufe stehen in direkter Be
ziehung zu den Phasen der beiden Eingangssignale. Wenn bei
spielsweise das zweite Eingangssignal um 45° phasenver
schoben ist, ist das Ausgangssignal ebenfalls um 45° phasen
verschoben, obwohl die Perioden von Eingangs- und Ausgangs
signalen sich wesentlich unterscheiden. Die Phasenverschie
bung der Eingangssignale erlaubt die Einführung einer Zeit
verschiebung oder Verzögerung in den Ausgangssignalen. Im
Falle der oben beispielhaft gegebenen Eingangsfrequenz ent
spricht eine 45°-Verschiebung in dem 50 MHz-Signal einer
Zeitverschiebung von 2,5 Nanosekunden. Das erzeugte 1 MHz-
Ausgangssignal, das ebenfalls phasenverschoben um 45° ist,
entspricht einer Zeitverschiebung von 12,5 Mikrosekunden,
das ist eine Verzögerungszunahme um vier Zehnerpotenzen. Der
phasenverschiebende "Multiplizier-Effekt" von Wechselspan
nungsmultiplizierern kann vorteilhaft für die Erzeugung gro
ßer Ausgangsphasenverschiebungen bei kleinen Unterschieden
in der Eingangsphase verwendet werden.
Aus der Patentschrift DE 27 25 863 C2 ist es bekannt, be
stimmte Synchronimpulse über Zählung von Referenzimpulsen
abzuleiten.
Wie im weiteren gezeigt werden wird, überwindet die vorlie
gende Erfindung das Problem von Moiré-Interferenzen in
Kathodenstrahl-Farbröhren ohne Auflösung oder Helligkeit
des angezeigten Bildes zu opfern.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur optischen Eliminierung von Moiré-Interferenz
mustern auf Kathodenstrahl-Farbröhren-Anzeigeeinrichtungen
durch abwechselndes Phasenverschieben des horizontalen
Video-Synchronsignals (Video-Sync-Signal) zur Verfügung.
Ein auf einer Kathodenstrahlröhre erscheinendes Video-Bild
wird aus einer Sequenz von Bild-Abtastzeilen erzeugt, die
eine Zeile nach der anderen durch einen Elektronenstrahl
über die Kathodenstrahlröhre abgetastet werden. Ein Video-
Synchron-Phasenverzögerungsmodul verzögert das Synchron
signal für alternierende Abtastzeilen, um bis zu einer
halben Bild-Pixel-Taktperiode. Das Video-Synchron-Phasen
verzögerungsmodul setzt sich zusammen aus einem Digital
zähler und einem Zweiphasenverschieber. Der Zähler ist ein
D-Typ-Flip-Flop, der von einem Synchron-Eingangssignal
(Sync In) getaktet wird, das von der Zeitablenk-Steuerelek
tronik des Elektronenstrahls kommt und zunächst invertiert
wird. Der Q-quer-Ausgang (Q) des Flip-Flops ist mit dem
Dateneingang verbunden, so daß zu aufeinanderfolgenden
Takten, d. h. Sync, Zyklen, gegensätzliche logische Zustände
in den Eingang des Flip-Flop geladen werden. Die Ausgänge Q
und Q-quer haben im Grunde Synchronsignale mit halber
Frequenz, d. h. Signale von gleicher Größe, aber mit halber
Frequenz des Synchronsignals. Die Ausgänge Q und Q-quer
sind je mit einem von zwei phasenverschiebenden Verzöge
rungswegen verbunden. Jeder phasenverschiebende Verzöge
rungsweg umfaßt ein zwei-eingängiges NICHT-ODER-GATTER
(NOR-Gate), dessen Inputs das Synchronsignal und Q-quer
bzw. Q sind. Ein phasenverschiebender Widerstandsweg ent
hält noch ein Widerstands-Kondensatorpaar, das das Input-
Signal in bezug auf den anderen phasenverschiebenden Verzö
gerungsweg in der Phase verschiebt. Die Ausgänge der
phasenverschiebenden Verzögerungswege werden nachfolgend in
einem NOR-Gate zusammengeführt, das als digitaler Addierer
zur Bildung eines zusammengesetzten verzögerten Synchron-
Ausgangssignals dient (Delayed Sinc Out). In Summe erzeugen
die phasenverschiebenden Verzögerungswege zusammen logische
Pulse, die entweder dem Synchronsignal entsprechen oder dem
um bis zu einer halben Periode des Bild-Pixeltakts verzö
gerten Synchronsignal, d. h., um bis zu
18° phasenverschoben. Ein Verzögerungsweg erlaubt die
variable Einstellung des Verschiebungsgrads zwischen einem
Minimum von 0° bis zu einem Maximum von 180°.
Durch Verschiebung des "Timings" oder der Phase, zu der
eine bestimmte -Bildabtastzeile auf dem Schirm der Katho
denstrahlröhre relativ zur vorangegangenen Abtastzeile
abgetastet wird, werden die Leuchtpunkte, die aufeinander
folgend abzutastende Zeilen bilden, dazu gebracht,
periodisch mit einer Helligkeit zu leuchten, deren Phase
entgegengesetzt zu der unmittelbar vorher abgetasteten
Zeile ist. Das zu einer Zeile gehörende Moiré-Interferenz
muster wird relativ zu einer nicht verschobenen Abtastzeile
ebenfalls phasenverschoben. Demzufolge ist das mit dem Bild
verbundene erzeugte Moiré-Muster, wenn ein Video-Bild auf
der Kathodenstrahlröhre aus abwechselnd verzögerten und
nicht verzögerten Abtastzeilen gebildet wird, eine Serie
von Moiré-Interferenzlinien, von denen jede Moiré-Linie von
entgegengesetzter Phase zu der vorausgegangenen und nach
folgenden Moiré-Interferenzlinie ist. Die Trägheit des men
schlichen Auges summiert die einzelnen Interferenzen von
entgegengesetzter Phase zu einer Netto-Interferenzbedingung
von Null.
Die Hardware-Implimentierung kann entweder mit dem horizon
talen oder mit dem vertikalen Synchronsignal einer Katho
denstrahlröhre verwendet werden, was die optische Aufhebung
des Moiré-Interferenzmusters entweder auf zeilenweiser oder
auf feldweiser Basis erlaubt. Bei Aufhebung des Moiré-
Interferenzmusters nach dem feldweisen Verfahren besteht
Phasenverschiebung, nachdem ein ganzes Feld abgetastet
wurde. Daher findet die mit gegensätzlichen Phasen verse
hene Leuchtstoffausleuchtung, die zur Auslöschung des
Moiré-Musters führt, auf derselben Bildzeile, einem Bild
schirm oder Feld statt, nachdem die Bildzeile mit der er
sten Phase abgetastet ist.
Die Aufgabe, die Merkmale und die Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Be
schreibung deutlich, in welcher:
Fig. 1 ein Kathodenstrahlröhrenmonitor mit
einer Schattenmaske zeigt,
Fig. 2 ein Blockdiagramm des Synchronsignal-
Phasenverschieber-Verzögerungsmoduls
für zeilenweise Auslöschung,
Fig. 3 Lochmasken- und Wellenformen sowie
resultierende Moiré-Interferenzmuster
mit und ohne verzögertes Synchron
signal,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der zur
Implementierung der Phasenverzöge
rungsfunktion verwendeten Hardware,
Fig. 4a ein Diagramm für das Timing der Kompo
nenten des Phasenverzögerungsmoduls;
und
Fig. 5 (a, b u. c) eine schematische Darstellung
der Phasen der Leuchtstoffhelligkeit
in Video-Bildern bei Anwendung ver
schiedener Ausführungsformen der Er
findung.
Offenbart wird ein Video-Sync-Phasenverzögerungsmodul und
Verfahren seiner Anwendung. In der nachfolgenden Beschrei
bung werden aus Gründen der Erläuterung bestimmte Werte,
Zeiten, Signale, Timing von Signalen, Architekturen etc.
gegeben, um ein genaues Verständnis der vorliegenden Erfin
dung zu ermöglichen. Für den einschlägigen Fachmann ist
jedoch offenkundig, daß die vorliegende Erfindung ohne
diese besonderen Details umgesetzt werden kann. In anderen
Fällen sind wohlbekannte Schaltungen und Einrichtungen in
Blockdiagrammform oder gar nicht gezeigt, um die vorlie
gende Erfindung dadurch nicht unnötig zu verschleiern.
Es wird bezug genommen auf Fig. 2, die ein Blockdiagram
zeigt, das einen Überblick über eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit einem Phasenverzögerungsmodul
gibt. Ein Synchronisationseingangssignal (Sync In) 5 wird
von einer Sweep-Steuerschaltung (Zeitablenkungs-Steuer
schaltung, nicht gezeigt), die den Elektronenstrahl der
Kathodenstrahlröhre steuert, an das Phasenverzögerungsmodul
geliefert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
entweder das zusammengesetzte Synchronsignal oder ein hori
zontales Synchronsignal als Synchron-Eingangssignal 5 ver
wendet werden. Das Synchron-Eingangssignal 5 ist mit einem
horizontalen und vertikalen Zähler 10 verbunden, einem er
sten Verzögerungsweg 11 und einem zweiten Verzögerungsweg
12. Der horizontale und vertikale Zähler 10 hat zwei Aus
gänge, Auswahl (Select) 10a und Select 10b, die jeweils mit
Verzögerungsweg 11 bzw. Verzögerungsweg 12 verbunden sind.
Select 10a und Select 10b bestimmen, welcher Verzögerungs
weg zu einer bestimmten Zeit in Funktion ist. Bei dem be
vorzugten Ausführungsbeispiel werden Select 10a und Select
10b wechselweise gewählt, so daß nur Select 10a oder Select
10b zu einer Zeit angesprochen werden. Infolge dessen
steuert entweder Verzögerungsweg 11 oder Verzögerungsweg 12
die Verzögerungsfunktion und damit die Phase des Ausgangs
signals. Verzögerungsweg 11 und Verzögerungsweg 12 haben je
einen Ausgang, die beide mit einem Addierer 13 verbunden
sind. Im Addierer 13 werden die relativ zueinander verzö
gerten Signale unter Erzeugung eines einzigen verzögerten
Synchronisationsausgangssignals (Delayed Sync Out) 15 ver
bunden, in welchem abwechselnde Pulse verzögert sind. Der
Betrag der Verzögerung wird durch die Phasenverzögerung be
stimmt, die von Verzögerungsweg 12 relativ zu Verzögerungs
weg 11 eingeführt wird.
Es wird nun bezug genommen auf Fig. 3, die repräsentative
Wellenformen für Schattenmaske und Bildsignal zeigt, sowie
resultierende Moiré-Interferenzmuster bei gewöhnlichen
Synchronisationssignalen und bei verzögerten Synchronisati
onssignalen. Für die Zwecke der nachfolgenden Erläuterung
sind die Intensitäten des Elektronenstrahlflecks nur als
digitale Stufenfunktion dargestellt, in der der Strahl ent
weder "an" oder "aus" ist. Ähnlich sind die Intensitäten
der von den Elektronen angestrahlten Leuchtstoffpunkte als
entweder "an" oder "ab" gezeigt, und die erzeugten Moiré-
Interferenzmuster als entweder "hell" oder "dunkel". In
Wirklichkeit hat die Elektronendichte innerhalb des Elek
tronenstrahls, wie sie auf die einzelnen Phosphorteilchen
auftrifft, eine Gauß-Verteilung, so daß die zugehörige
Leuchtstoffausleuchtung und die erzeugten Moiré-Interferen
zen ebenfalls Gauß-förmige Antworten hätten. Die Gauß-Ver
teilung ist jedoch durch das teilweise Ausblenden der Loch
maske verformt. Daher ist die rechteckförmige Nährung zum
Zwecke der grafischen Darstellung des Moiré-Interferenzproblems
korrekt. Wellenform 31 zeigt die Durchbrechungen der
Lochmaske, die sich mit der Periode Pspatial über den Katho
denstrahlröhrenschirm wiederholen. Der "Hoch"-Bereich
stellt die Perforation in der Schattenmaske dar, und der
"Tief"-Bereich die Metallfolie, aus der die Schattenmaske
besteht.
Wie schon bemerkt, ist die Spatialfrequenz der Schatten
maske gleich der Frequenz der durch den abtastenden Elek
tronenstrahl angestrahlte Löcher. Wellenform 32 zeigt das
Pixel-Ein/Aus-Bildsignal, das den Elektronenstrahl ein- und
ausschaltet. Das in Wellenform 32 dargestellte Pixel-Bild
signal ähnelt Wellenform 31, aber mit einer etwas anderen
Periode Pspot. Die etwas andere Periode steht für eine
Elektronenstrahl-Fleckgröße, die größer ist als die Durch
brechungen der Schattenmaske, aber sehr nahe an der Spati
alfrequenz der Schattenmaske νspatial. Ein Hochbereich
zeigt an, daß der Elektronenstrahl "an", und damit ein
Pixel "an" ist, während ein Tiefbereich anzeigt, daß der
Elektronenstrahl "aus" und damit das Pixel "aus" ist. Wegen
der unterschiedlichen Periodizitäten erscheint das Pixel-
Bildsignal manchmal besser ausgerichtet und manchmal
schlechter ausgerichtet mit den Durchbrechungen der Loch
maske. Das jeweilige Leuchten der Leuchtstoffpunkte wird
durch Elektronen induziert, die während des Pixel-Ein-Bild
pulses durch die Öffnung der Schattenmaske fallen.
Infolge der zwei unterschiedlichen Perioden und damit
Frequenzen werden einige Leuchtstoffteilchen von einer
höheren Elektronenstrahldichte erleuchtet als andere.
Dadurch wird ein Moiré-Interferenzmuster in der durch den
Elektronenstrahl abgetasteten Zeile von Leuchtstoffpunkten
erzeugt, wie in Wellenform 33 gezeigt. Das Moiré-Muster in
Wellenform 33 ist ebenfalls periodisch, wie die Lochmasken
öffnungen und das Pixel-Bildsignal, hat aber eine viel
größere Periode PMoiré. In diesem Fall ist die Moiré-
Periode PMoiré tatsächlich siebenmal größer als die Schat
tenmaskenperiode Pspatial.
Der Kern der vorliegenden Erfindung beruht auf der Beobach
tung bzw. Erkenntnis, daß bei Phasenverschiebung des Pixel-
Ein/Aus-Bildsignals für die laufende Bildzeile relativ zur
vorangegangenen Videozeile das Moiré-Muster für die lau
fende Bildzeile ebenfalls phasenverschoben wird. Wellenform
34 zeigt ein um 180° relativ zur -Bild-Pixel-Wellenform 32
phasenverschobenes Pixel-Bildsignal. Wenn Wellenform 34 auf
die in Wellenform 31 dargestellte Schattenmaske mit
Periodizität Pspatial aufgegeben wird, wird ein
"phasenverschobenes" Moiré-Muster erzeugt, das in Wellen
form 35 gezeigt ist. Die phasenverschobene Moiré-Interfe
renz aus Wellenform 35 hat die gleiche Periode PMoiré wie
Wellenform 33, wird aber, wie zu sehen, um 180° in der
Phase verschoben. In Wellenform 35 wird die Moiré-Interfe
renz gerade da als "hell" erkannt, wo sie in Wellenform 33
"dunkel" erscheint. Wenn diese zusammen optisch durch das
Auge oder visuell "gemittelt" werden, wird aus Wellenformen
33 und 35 eine gleichförmige Wellenform mit einer Periode,
die der der Schattenmaske Pspatial gleicht. Aufgrund der
Trägheit des menschlichen Auges einerseits und der Lumines
zenz der Phosphorpunkte andererseits wird eine über die
Kathodenstrahlröhre abgetastete Bildzeile mit der vorange
gangenen und der folgenden Zeile zusammengesehen. Auf diese
Weise mittelt das Auge visuell die Wellenformen der Moiré-
Interferenzen von gegensätzlicher Phase, und die Interfe
renz wird "visuell" oder "optisch" ausgelöscht. Obwohl die
periodische Moiré-Interferenz in jeder abgetasteten Zeile
immer noch vorhanden ist, zwingt die vorliegende Erfindung
Interferenzmuster ähnlicher Phase jeder anderen Abtastzeile
der Kathodenstrahlröhre auf. Da eine übliche Kathoden
strahlröhre mehr als 240 mal hundert Zeilen abtastet, um
ein bildschirmfüllendes Bild zu erzeugen, werden die Moiré-
Interferenzen mehr als 120 mal zur Phasenumkehr gezwungen.
Das Auge wird daher bei einem großflächigen Bild die lokale
Moiré-Interferenz einer Abtastzeile relativ zu den Moiré-
Interferenzen umgekehrter Phase der vorangegangenen und
folgenden Abtastzeilen nicht trennen. In einer herkömm
lichen Kathodenstrahlröhre kann die Position des Bild
signals auf dem Schirm auf zwei Weisen verschoben werden.
Entweder kann das Videosignal verzögert werden, oder das
digitale Synchronsignal, das als Positionsreferenz
gebraucht wird, kann verzögert werden. In dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel wird das digitale Synchronsignal alter
nierend verzögert.
Es wird nun auf Fig. 4 bezug genommen, die eine schemati
sche Darstellung der das Phasenverzögerungsmodul umfassen
den Hardware-Komponenten zeigt. In Fig. 4 wird ein Ein
gangs-Bild-Synchronisationssignal ("Sync In") 19 von der
Schaltung, die die Ablenkungsspulen der Kathodenstrahlröhre
steuert (nicht gezeigt), erhalten. Sync In 19 wird durch
beide Eingänge eines NOR-Gates 20 geleitet, das zur Umkeh
rung von Sync In 19 dient und ein invertiertes Sync In 19a
bildet. Das invertierte Sync In 19a ist mit dem Takteingang
eines durch-2-Teile-Zählers 23 verbunden. In dem bevorzug
ten Ausführungsbeispiel ist der Zähler 23 als D-Typ-Flip-
Flop konstruiert, bei dem der Q-quer Ausgang mit dem Daten
eingang verbunden ist. Bei jedem Anstiegsflankenübergang
des von Gate 20 gelieferten Takt-Inputs, schaltet der den
Flip-Flop enthaltende Zähler 23 zwischen den Zuständen
logisch "hoch" und logisch "tief". Die Ausgangswellenform
des Zählers 23 ist daher die Eingangswellenform bei halber
Frequenz. Weil der den Flip-Flop enthaltende Zähler 23 zwei
Ausgänge hat, Q und Q-quer, dient Zähler 23 zur Versorgung
zweier alternativer Leitungen, von denen nur je eine zur
Zeit logisch "hoch" ist. Zähler 23 stellt daher im Grunde
ein Paar Auswahl-Leitungen zur Verfügung, die Select 10a
und Select 10b entsprechen, welche in Verbindung mit Fig. 2
oben besprochen wurden.
Hinter Zähler 23 erhalten ein Paar von zwei-eingängigen
NOR-Gates 24 und 25 je einen der zwei Ausgänge von Zähler
23. Speziell sind Gates 24 und 25 zwei der vier Gates eines
üblichen Typ 7402-quad-NOR-chips, bei dem ein Eingang von
Gate 24 mit dem Q-quer Ausgang von Zähler 23 verbunden ist
und ein Eingang von Gate 25 mit dem Q Ausgang. Die verblei
benden Eingänge jeweils der Gates 24 und 25 erhalten ein
"verzögertes" Sync In Signal 19b von der Ablenkungselek
tronik. Das "verzögerte" Sync In Signal 19b wird erhalten,
indem Sync In durch ein RC-Filter geleitet wird, das aus
Widerstand 21 und Kondensator 22 besteht, wobei die Zeit
konstante des RC-Glieds das Sync In(-Signal) so verzögert,
daß der den Flip-Flop enthaltende Zähler 23 genügend Zeit
zum Umschalten hat. In der derzeitigen Ausführungsform wird
ein 120 Ohm Widerstand als Widerstand 21 verwendet und ein
220 Picofarad Kondensator als Kondensator 22.
Wie oben bereits festgestellt, sind die Gates 24 und 25 so
konfiguriert, daß zu einer vorgegebenen Zeit entweder das
eine oder das andere durch Zähler 23 "ausgewählt" wird.
Dieses Resultat erhält man aus der logischen Operation
eines zwei-eingängigen NICHT-ODER-Gatters, bei welchem ein
logisches "hoch" nur ausgegeben wird, wenn beide Eingänge
logisch "tief" sind und bei dem der Ausgang unter allen
anderen Bedingungen "tief" ist, nämlich wenn die Eingänge
entweder hoch/tief, tief/hoch oder hoch/hoch sind. Beide
Gates 24 und 25 arbeiten dadurch so, daß von jedem Gate nur
von jedem zweiten Sync In Signal 19 ein Ausgangssignal
erhalten wird, d. h., zu jedem zweiten Taktzyklus des
Zählers 23. Hinter Gate 25 wird durch den einstellbaren
Widerstand 26a und den Kondensator 26b eine RC-Schaltung
für eine einstellbare Verzögerung gebildet. Gemeinsam
erlauben der einstellbare Widerstand 26a und der Kondensa
tor 26b, daß das Ausgangssignal von Gate 25 relativ zum
Ausgangssignal von Gate 24 in Abhängigkeit von der gewähl
ten Widerstandsgröße verzögert wird. In der bevorzugten
Ausführungsform wird zur Bildung der RC-Verzögerungsschaltung
26 ein Nominalwiderstand von 1 Kiloohm für den ein
stellbaren Widerstand 26a gewählt und eine Kapazität von 33
Picofarad für den Kondensator 26b. Außerdem kann eine durch
Widerstand 27a und Kondensator 27b gebildete Kombination 27
für eine feste Verzögerung verwendet werden, um das Aus
gangssignal von Gate 24 in Abhängigkeit von der jeweiligen
Hardware, die zur Implementierung der vorliegenden Erfin
dung verwendet wird, zu verzögern. Die Laborerfahrung mit
dem Phasenverzögerungsmodul der vorliegenden Erfindung legt
nahe, daß Werte von 100 Ohm für Widerstand 27a und 22 Pico
farad für Kondensator 27b zur Erzielung idealer Ergebnisse
versucht werden können. Schließlich sind die verzögerten
Ausgangssignale von Gates 24 und 25 mit den Eingängen eines
Addierers verbunden, der durch das zwei-eingängige NOR-Gate
28 gebildet wird. Gate 28 dient zur Kombination oder zum
"Zusammenzählen" der Ausgänge der wechselweise gewählten
Gates 24 und 25. Der Ausgang des Gates 28 bildet eine ein
zige Wellenform 29 des verzögerten Synchronisationsaus
gangssignals (verzögertes Sync Out). Das verzögerte Syn
chronisationsausgangssignal 29 wird dann zum Betrieb der
SCAN-Steuerelektronik für die Ablenkspulen der Kathoden
strahlröhre verwendet.
Es wird kurz bezug genommen auf die Fig. 4a, in welcher ein
Zeitablaufs- oder Timing-Diagramm für die verschiedenen
Komponententeile des Phasenverzögerungsmoduls gezeigt ist.
In Fig. 4a ist die Wellenform des eingegebenen
Synchronisationseingangssignals (Sync In Input) als
Rechtecksfunktion gezeigt. Hinter Gate 20 ist Sync In
invertiert und bildet das Takt-Eingangssignal von Zähler
23. Da Zähler 23 nur auf Eingangsflanken anspricht
(schaltet), haben die Ausgänge Q und Q-quer des Zählers 23
die halbe Frequenz des Takt-Eingangssignals. Weil außerdem
Gates 24 und 25 nur ein Ausgangssignal erzeugen, wenn beide
Eingänge logisch "tief" sind, erscheinen die Ausgänge von
Gates 24 und 25 jeweils nur bei jedem zweiten nach positiv
gehenden Übergang des Takteingangs aktiv. Der mit Gate 28
implementierte Addierer summiert die Ausgangssignale von
Gates 24 und 25 zu einem einzigen verzögerten Synchroni
sationsausgangssignal (Delayed Sync Out). Läßt man im
Moment den Effekt der RC-Verzögerungsschaltung 26 außer
Acht, erkennt man, daß das zusammengesetzte verzögerte
Synchronisationsausgangssignal das gleiche wie das Synchro
nisationseingangssignal ist, welches den Eingang für das
Phasenverzögerungsmodul bildet. Unter Einbeziehung von RC-
Verzögerungsschaltung 26 wird das Ausgangssignal von Gate
25 relativ zum Ausgangssignal von Gate 24 um den Betrag der
RC-Zeitkonstakte verschoben. Als Folge davon erreicht die
Ausgangswellenform von Gate 25 den Eingang von Addierer-
Gate 28 später als sein unverzögertes Gegenstück von Gate
24. Ferner hat der summierte Output von Addierer-Gate 28
eine geschachtelte (interleaved) Konvolution der Einzelwel
lenformen, weil Gates 24 und 25 nur auf alternierender
Basis ein Ausgangssignal erzeugen. Wenn das Ausgangssignal
von Gate 25 relativ zum Ausgangssignal von Gate 24 durch
die Wirkung von RC-Verzögerungskombination 26 verzögert
ist, bildet das summierte verzögerte Synchronisationsaus
gangssignal von Gate 28 eine Wellenform mit ungleichförmig
beabstandeten Pulsen. Das verzögerte Synchronisationsaus
gangssignal veranlaßt daher den Elektronenstrahl, die Bild
fläche der Kathodenstrahlröhre nicht in gleichförmigen
Intervallen zu überstreichen, sondern mit alternierend
phasenverschobenen Intervallen.
Im folgenden wird kurz auf Fig. 5a bezug genommen, in der
aufeinanderfolgend abgetastete Bildzeilen gezeigt werden.
In Fig. 5a wird die zeilenweise Moiré-Auslöschung gezeigt,
wie sie im ersten Ausführungsbeispiel verwirklicht wird,
und bei der die Phase alternierend abgetasteter Zeilen um
180° verschoben wird. Zeile N ist eine beliebige horizon
tale Bild-Abtastzeile, die wie gezeigt durch ein rechteck
förmiges Pixel-Bildsignal zum Leuchten gebracht wird. Zeile
N + 1 ist die unmittelbar nachfolgend abgetastete Bildzeile.
Nachfolgende Felder oder Bildschirminhalte ("screenfuls")
sind in perspektivischer Ansicht in die Papierebene hinein
entlang der "Felder"-Achse dargestellt. Man beachte, daß
Zeile N + 1 relativ zu Bildzeile N von entgegengesetzter
Phase oder um 180° verschoben ist. Das Ergebnis ist, wie
oben beschrieben, daß jedes lokale Moiré-Interferenzmuster,
das in einer abgetasteten Bildzeile gebildet werden mag,
zwangsweise auf nur eine Abtastzeile beschränkt wird, weil
das phasenverzögerte verzögerte Signal "Delayed Sync Out"
die nachfolgende Abtastzeile ein Moiré von verschobener
oder entgegengesetzter Phase erzeugen läßt. Optisch bzw.
bei visueller Betrachtung verschwindet der Moiré-Inter
ferenzeffekt wegen der Verharrung beim Sehen bzw. der Seh
trägheit, die die alternierenden Phasen der abgetasteten
Zeilen zu einem Bild mit gleichförmiger, nicht variierender
Intensität "integriert" oder "mittelt". Obwohl die Moiré-
Auslöschung am besten ist, wenn die alternierenden Bild
muster um exakt ein halbes Pixel oder 180° verschoben
werden, gibt es auch bei geringerer Phasenverschiebung
einen signifikanten Betrag an Moiré-Löschung. Durch Ver
schiebung der Phase des Pixel-Videos auf zeilenweiser Basis
ist die Phase der Moiré-Interferenz in der horizontalen
Zeile N sagen wir 0° und die Phase in der horizontalen
Zeile N + 1 180°. Weil die zwei Bild-Abtastzeilen unmittelbar
benachbart sind, mittelt das menschliche Auge über die bei
den Interferenzmuster. Der Vorgang der Durchschnittsbildung
kann mathematisch als die Summe zweier Wellenformen
W1 = ϕ1sin(1t) und W2 = ϕ2sin(2t) dargestellt werden, wobei
Wsum = ϕ1sin(1t) + ϕ2sin(2t).
Wenn W2 die gleiche Frequenz und Amplitude aber umge
kehrte Phase hat wie W1 gilt,
2 = 1 und ϕ2 = ϕ1, so daß
Wsum = sin(1t) + (-sin(1t)), oder
Wsum = 0.
In der vorangegangenen Diskussion wird davon ausgegangen,
daß das Eingangssignal für das Phasenverzögerungsmodul nach
der vorliegenden Erfindung, Sync In, das horizontale
Synchronisationssignal (Sync Signal) ist. Normalerweise
liefern jedoch Kathodenstrahlröhren sowohl ein horizontales
als auch ein vertikales Sync Signal. Wenn als alternative
zweite Ausführungsform das vertikale Sync Signal als Ein
gangssignal für das Phasenverzögerungsmodul aufgegeben
wird, wird der Schirm der Kathodenstrahlröhre von oben nach
unten mit einer Phase abgetastet, wonach der Elektronen
strahl ans obere Ende des Bildschirms der Kathodenstrahl
röhre zurückbewegt wird und das Bild um eine halbe Pixel-
Periode in der Phase verzögert abgetastet wird. Bei einer
solchen feldweisen Ausführung ist die Phase aller horizon
talen Zeilen im vertikalen Feld M gleich 0° und die Phase
aller vertikalen Zeilen im vertikalen Feld M + 1 180°.
Es wird kurz bezug auf Fig. 5b genommen, in der die im
zweiten Ausführungsbeispiel verwirklichte feldweise Aus
löschung gezeigt ist. In Fig. 5a haben aufeinanderfolgende
Bildzeilen, wie zu sehen, gleichphasige Bildsignale, aber
aufeinanderfolgende Felder haben entgegengesetzte Phase.
Aufeinanderfolgende Felder werden entlang einer perspekti
vischen Achse in die Papierebene hinein gezeigt. Wiederum
wird auf die Beharrlichkeit oder Trägheit des Sehens ver
traut, um das in der Phase abwechselnde Moiré-Muster der
selben horizontalen Zeile in aufeinanderfolgenden vertika
len Feldern zu einer auf 0 summierten Interferenz zu mit
teln. Phasenverschiebungen von weniger als 180° ergeben
eine geringere Verminderung der Moiré-Interferenz.
In noch einer dritten Ausführungsart kann die Phase des
Pixel-Bildsignals sowohl zeilenweise als auch feldweise
alternierend umgekehrt werden. In diesem dritten Ausfüh
rungsbeispiel ist die Phase der Moiré-Interferenz in der
horizontalen Zeile N sagen wir 0° im vertikalen Feld M und
180° im vertikalen Feld M + 1. Anders herum ist die Phase des
Pixel-Bildsignals für die horizontale Zeile M + 1 180° im
vertikalen Feld M und 0° im vertikalen Feld M + 1. In diesem
Ausführungsbeispiel wird die visuelle Auslöschung der
Moiré-Interferenz wiederum durch die große Nähe alternie
render Moiré-Interferenzen und die Trägheit im Sehen
zwischen aufeinanderfolgenden Feldern erzielt, die das
menschliche Auge keine sichtbare Interferenz erkennen
lassen. Dieses Ausführungsbeispiel hat weiter den Vorteil,
daß weniger sichtbare Verschiebung in dem angezeigten Bild
signal ist, weil alternierende Phasen des Bild-Pixels
zwischen vertikalen Feldern verschoben werden. Wie in Fig.
5c gezeigt, erzeugt die Kombination zeilenweiser und feld
weiser Auslöschung Bild-Abtastungen von entgegengesetzer
Phase in ein um der anderen Zeile jedes Feldes oder Bild
schirms, wobei jede Abtastzeile relativ zur Phase derselben
Zeile ein Feld früher abgetastet alternierend in der Phase
verschoben wird.
In einem vierten Ausführungsbeispiel kann die Phase des
Pixel-Bildsignals und so die resultierende Moiré-Interfe
renz in einer mehr abgestuften Weise als um volle 180° in
einer einzelnen Zeile verschoben werden. Statt dessen kann
die Phase in kleineren Schritten in jeder abgetasteten
Zeile verschoben werden, wodurch die visuelle Auslöschung
über mehrere Zeilen bewirkt wird. Die Wirkungsweise beruht
darauf, daß das auszulöschende Moiré-Muster ein relativ
niederfrequentes Phänomen ist, das sich über eine große
Fläche verteilt. Das vierte Ausführungsbeispiel hat den
zusätzlichen Vorteil, daß die Bild-Verschiebung pro Zeile
sogar geringer ist als bei den anderen Ausführungsbei
spielen, weil die Phasenverschiebung für jede Zeile ein
Bruchteil einer Pixel-Periode beträgt.
Der Praktiker weiß zu würdigen, daß "ein Vorteil" am Rande
einer Kathodenstrahlröhre mit Schattenmaske ist, daß kleine
Verschiebungen der Bildposition nicht zu sehen sind, weil
der Elektronenstrahl im wesentlichen von einer vorangegangenen
Durchbrechung erst zur nächsten bewegt werden muß,
damit eine Intensitätsänderung bei dem vorangegangenen
Leuchststoffpunkt, der der vorangegangenen Durchbrechung
entspricht, auftritt. So werden kleine Verschiebungen in
der Strahlposition nicht detektiert. Demzufolge wird jeder
Fehler bei der Bild-Pixelposition in Verbindung mit der
vorliegenden Erfindung sehr stark minimiert, ein Vorteil,
der durch die gleiche Quelle verursacht wird, wie das
Moiré-Interferenzmuster.
Im Vorangegangenen wurden vier Ausführungsbeispiele einer
Moiré-Interferenz-Auslöschschaltung und zugehörige Verfah
ren zur Auslöschung beschrieben. Es ist zu bedenken, daß
Änderungen und Modifikationen, betreffend die Materialien
und die Anordnung der Elemente der vorliegenden Erfindung
von einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet gemacht
werden können, ohne daß von Geist und Umfang der vorliegen
den Erfindung abgewichen werden müßte.
Der Inhalt der Patentansprüche ist als zur ursprünglichen
Offenbarung gehörig anzusehen.
Claims (36)
1. Schaltungsanordnung zum visuellen Reduzieren der Moiré-
Interferenz eines auf dem Bildschirm (200) einer Kathoden
strahlfarbröhre (100) angezeigten Videobildes, wobei das
Bild eine Vielzahl von Bildabtastzeilen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zum Empfang eines Video-Synchronsignals (5) mit der Kathodenstrahlröhre (100) verbunden sind, wobei das Video-Synchronsignal (5) den Abtastvorgang eines von einer Elektronenkanone der Kathodenstrahlröhre erzeugten Elektro nenstrahls (400) steuert,
und daß mit den Mitteln zum Empfang Mittel zur Phasenver schiebung (11, 12) verbunden sind, die die Phase des Video- Synchronsignals so verschieben, daß die Phase jeder Bildab tastzeile relativ zu der Phase jeder unmittelbar vorange gangenen Bildabtastzeile verschoben ist, wodurch die Moiré- Interferenz visuell reduziert wird.
daß Mittel zum Empfang eines Video-Synchronsignals (5) mit der Kathodenstrahlröhre (100) verbunden sind, wobei das Video-Synchronsignal (5) den Abtastvorgang eines von einer Elektronenkanone der Kathodenstrahlröhre erzeugten Elektro nenstrahls (400) steuert,
und daß mit den Mitteln zum Empfang Mittel zur Phasenver schiebung (11, 12) verbunden sind, die die Phase des Video- Synchronsignals so verschieben, daß die Phase jeder Bildab tastzeile relativ zu der Phase jeder unmittelbar vorange gangenen Bildabtastzeile verschoben ist, wodurch die Moiré- Interferenz visuell reduziert wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Phase alternierender Bildabtastzeilen
variabel zwischen 0 und 180° verschoben werden kann.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bild ein Feld, bestehend aus einem Bild
schirminhalt an Bildabtastzeilen, aufweist, wobei die Phase
der Bildabtastzeilen in alternierenden Feldern variabel
zwischen 0 und 180° verschoben werden kann.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Phase alternierender Bildabtastzeilen in
alternierenden Feldern variabel zwischen 0 und 180° ver
schoben werden kann.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Empfang einen
D-Typ-Flip-Flop (23) umfassen.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der D-Typ-Flip-Flop (10, 23) zwei Auswahl
signale (10a, 10b) von gegensätzlicher Phase erzeugt.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsmittel (11,
12) ein erstes (24) und ein zweites (25) NOR-Gate umfassen.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsmittel (11,
12) ein Widerstands-Kondensator-Paar (26, 27) umfassen.
9. Verfahren zum visuellen Reduzieren der Moiré-Interferenz
in einem auf dem Bildschirm (200) einer Kathodenstrahl
farbröhre (100) angezeigten Videobild, wobei das Bild eine
Vielzahl von Bild-Abtastzeilen enthält, gekennzeichnet
durch folgende Schrittfolge:
Empfang eines Video-Synchronsignals von der Kathodenstrahl röhre, wobei das Video-Synchronsignal eine Phase aufweist; und
wechselweises Verschieben der Phase des Video-Synchron signals in der Weise, daß die Phase jeder Bildabtastzeile relativ zur Phase jeder unmittelbar vorangegangenen Bildab tastzeile verschoben ist, wodurch das Moiré-Muster visuell reduziert wird.
Empfang eines Video-Synchronsignals von der Kathodenstrahl röhre, wobei das Video-Synchronsignal eine Phase aufweist; und
wechselweises Verschieben der Phase des Video-Synchron signals in der Weise, daß die Phase jeder Bildabtastzeile relativ zur Phase jeder unmittelbar vorangegangenen Bildab tastzeile verschoben ist, wodurch das Moiré-Muster visuell reduziert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Phase aufeinanderfolgender Bildabtastzeilen wechsel
weise variabel zwischen 0 und 180° verschoben werden kann.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bild ein Feld bestehend aus einem Bildschirminhalt an
Bildabtastzeilen aufweist, wobei die Phase der Bildabtastzeilen
in aufeinanderfolgenden Feldern wechselweise varia
bel zwischen 0 und 180° verschoben werden kann.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Phase aufeinanderfolgender Bildabtastzeilen in aufein
anderfolgenden Feldern alternierend variabel zwischen 0 und
180° verschoben werden kann.
13. Schaltungsanordnung zur alternierenden Phasenverzöge
rung einer Sequenz von Bildzeilen, die über den Schirm
(200) einer Kathodenstrahlfarbröhre (100) abgetastet
werden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Zählen (10)
für den Empfang eines Pixel-Bild-Synchronsignals (5) zur
alternierenden Erzeugung eines ersten (10a) und zweiten
(10b) Auswahl-Ausgangssignals vorgesehen sind, daß Verzöge
rungsmittel (11, 12) zur Erzeugung einer ersten und einer
zweiten Verzögerungskomponente mit je einer Phase vorgese
hen sind, wobei die Verzögerungsmittel (11, 12) zur Auf
nahme des ersten (10a) und des zweiten (10b) Auswahlsignals
angeschlossen sind, ferner das Pixel-Bild-Synchronsignal
(5) erhalten und die Phase der zweiten Verzögerungskompo
nente relativ zur ersten Verzögerungskomponente verschie
ben; und
Mittel zum Addieren (13), die die erste und die zweite Ver zögerungskomponente von den Verzögerungsmitteln erhalten, die erste und zweite Verzögerungskomponente summieren und als Ausgangssignal ein alternierend phasenverzögertes Pixel-Bild-Synchronsignal (15) erzeugen, das mit der Kathodenstrahlröhre (100) verbunden ist;
so daß das alternierend phasenverschobene Pixel-Bild- Synchronsignal (15) die Kathodenstrahlröhre (100) zum Abtasten der Sequenz von Bildzeilen über den Schirm (200) mit alternierend verzögerter Phase veranlaßt.
Mittel zum Addieren (13), die die erste und die zweite Ver zögerungskomponente von den Verzögerungsmitteln erhalten, die erste und zweite Verzögerungskomponente summieren und als Ausgangssignal ein alternierend phasenverzögertes Pixel-Bild-Synchronsignal (15) erzeugen, das mit der Kathodenstrahlröhre (100) verbunden ist;
so daß das alternierend phasenverschobene Pixel-Bild- Synchronsignal (15) die Kathodenstrahlröhre (100) zum Abtasten der Sequenz von Bildzeilen über den Schirm (200) mit alternierend verzögerter Phase veranlaßt.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sequenz alternierend phasenverschobener
Bildzeilen ein Bild erzeugt, welches alternierend phasenverzögerte
Moiré-Interferenzen aufweist, die ein Moiré-
Muster bilden.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die alternierend phasenverschobenen
Moiré-Interferenzen ein Bild ohne sichtbares Moiré-Muster
ergeben.
16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phase alternierender
Bildabtastzeilen variabel zwischen 0 und 180° verschoben
werden kann.
17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bild ein Feld aus einem
Bildschirminhalt an Bildabtastzeilen umfaßt, wobei die
Phase von Bildabtastzeilen in alternierenden Feldern
variabel zwischen 0 und 180° verschoben werden kann.
18. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phase alterniernder Bildab
tastzeilen in alternierenden Feldern variabel zwischen 0
und 180° verschoben werden kann.
19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zählen (10)
einen D-Typ Flip-Flop (23) umfassen.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß der D-Typ Flip-Flop (10, 23) zwei Auswahl
signale (10a, 10b) von entgegengesetzter Phase erzeugt.
21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsmittel (11, 12)
ein erstes (24) und ein zweites (25) NOR-Gate umfassen.
22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsmittel (11, 12)
zusätzlich ein Widerstands-Kondensator-Paar (26, 27) ent
halten.
23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Widerstands-Kondensator-Paar (26, 27) die
Phase der zweiten Verzögerungskomponente relativ zur ersten
Verzögerungskomponente verzögert.
24. Schaltungsanordnung zur alternierenden Verzögerung
eines Bild-Synchronsignals (5) für die Ablenksteuerschal
tung der Elektronenkanone einer Kathodenstrahlfarbröhre
(100), dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild-Synchronsignals
(5) angeschlossen ist, der einen ersten und einen zweiten
Ausgang hat und an diesem alternierend erste (10a) und
zweite (10b) Auswahlsignale erzeugt;
daß ein erster Synchronsignal-Verzögerungsweg (11) so ange schlossen ist, daß er vom Zähler (10) das erste Auswahl signal (10a) empfängt, weiter das Pixel-Bild-Synchron signal (5) empfängt und an seinem Ausgang eine erste Verzö gerungskomponente erzeugt;
daß ein zweiter Synchronisationssignal-Verzögerungsweg (12) so angeschlossen ist, daß er vom Zähler (10 das zweite Aus wahlsignal (10b) empfängt, weiter das Bild-Video-Synchron signal (5) empfängt und an seinem Ausgang eine zweite Ver zögerungskomponente erzeugt, wobei die zweite Verzögerungs komponente in der Phase relativ zur ersten Verzögerungskom ponente verzögert ist;
und daß ein Addierer (13) so angeschlossen ist, daß er die erste und zweite Verzögerungskomponenten vom ersten und zweiten Synchronisationssignal-Verzögerungsweg (11, 12) erhält, daß der Addierer (13) die erste und die zweite Ver zögerungskomponente summiert und an seinem Ausgang ein al ternierend phasenverschobenes Pixel-Bild-Synchronsignal (15) erzeugt, das mit der Ablenk-Steuerschaltung der Elek tronenkanone verbunden ist, so daß das alternierend phasenverzögerte Bild-Synchronsignal (15) die Ablenk-Steuerschal tung der Elektronenkanone veranlaßt, die Elektronenkanone über die Kathodenstrahlröhre (100) mit alternierend verzö gerter Phase abzulenken.
daß ein erster Synchronsignal-Verzögerungsweg (11) so ange schlossen ist, daß er vom Zähler (10) das erste Auswahl signal (10a) empfängt, weiter das Pixel-Bild-Synchron signal (5) empfängt und an seinem Ausgang eine erste Verzö gerungskomponente erzeugt;
daß ein zweiter Synchronisationssignal-Verzögerungsweg (12) so angeschlossen ist, daß er vom Zähler (10 das zweite Aus wahlsignal (10b) empfängt, weiter das Bild-Video-Synchron signal (5) empfängt und an seinem Ausgang eine zweite Ver zögerungskomponente erzeugt, wobei die zweite Verzögerungs komponente in der Phase relativ zur ersten Verzögerungskom ponente verzögert ist;
und daß ein Addierer (13) so angeschlossen ist, daß er die erste und zweite Verzögerungskomponenten vom ersten und zweiten Synchronisationssignal-Verzögerungsweg (11, 12) erhält, daß der Addierer (13) die erste und die zweite Ver zögerungskomponente summiert und an seinem Ausgang ein al ternierend phasenverschobenes Pixel-Bild-Synchronsignal (15) erzeugt, das mit der Ablenk-Steuerschaltung der Elek tronenkanone verbunden ist, so daß das alternierend phasenverzögerte Bild-Synchronsignal (15) die Ablenk-Steuerschal tung der Elektronenkanone veranlaßt, die Elektronenkanone über die Kathodenstrahlröhre (100) mit alternierend verzö gerter Phase abzulenken.
25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das alternierend phasenverschobene Pixel-
Bild-Synchronsignal (15) alternierend phasenverschobene
Bildzeilen erzeugt, die ein Bild mit alternierend phasen
verschobenen ein Moiré-Muster bildenden Moiré-Interferenzen
erzeugt.
26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das alternierend phasenverschobene
Pixel-Bild-Synchronsignal (15) eine optische Auslöschung
des Moiré-Musters bewirkt.
27. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (10) einen D-Typ
Flip-Flop (23) aufweist.
28. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Synchronisations
signal-Verzögerungsweg (11) ein NOR-Gate (24) umfaßt.
29. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Synchronisations
signal-Verzögerungsweg (12) ein NOR-Gate (25) umfaßt.
30. Schaltungsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß der eine Synchronisationssignal-Verzöge
rungsweg (11) zusätzlich eine Widerstands-Kondensator-Ver
zögerungsschaltung (21, 22) umfaßt.
31. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß der Addierer (13) ein NOR-Gate
(28) umfaßt.
32. Verfahren zur alternierenden Phasenverschiebung einer
Sequenz von Bildabtastzeilen, die entlang eines Bildschirms
einer Kathodenstrahlfarbröhre abgetastet werden, durch
alternierende Verzögerung eines Pixel-Bild-Synchronsignals
für die Ablenksteuerschaltung der Elektronenkanone, gekenn
zeichnet durch folgende Schritte:
Erzeugung eines ersten und eines zweiten Auswahlsignals aus einem Synchronisationseingangssignal, wobei die ersten und zweiten Auswahlsignale einen logischen "Hoch-" und einen logischen "Tief"-Zustand haben und die Phase des ersten Auswahlsignals zur Phase des zweiten Auswahlsignals entge gengesetzt ist;
wechselweise Auswahl eines ersten und eines zweiten Verzö gerungswegs, wenn das erste und das zweite Auswahlsignal jeweils den logischen Zustand "tief" haben;
Erzeugung einer ersten und einer zweiten Verzögerungskompo nente in dem ersten und dem zweiten Verzögerungsweg bei Auswahl durch das Auswahlsignal; und
Summieren der ersten und der zweiten Verzögerungskomponente zur Bildung eines alternierend verzögerten Pixel-Bild- Synchronausgangssignals, so daß die Ablenk-Steuerschaltung der Elektronenkanone die Ablenkung der Elektronenkanone über den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre alternierend verzögert,
wobei das alternierend verzögerte Abtasten ein Bild aus einer Sequenz von alternierend phasenverschobenen Bildzeilen erzeugt.
Erzeugung eines ersten und eines zweiten Auswahlsignals aus einem Synchronisationseingangssignal, wobei die ersten und zweiten Auswahlsignale einen logischen "Hoch-" und einen logischen "Tief"-Zustand haben und die Phase des ersten Auswahlsignals zur Phase des zweiten Auswahlsignals entge gengesetzt ist;
wechselweise Auswahl eines ersten und eines zweiten Verzö gerungswegs, wenn das erste und das zweite Auswahlsignal jeweils den logischen Zustand "tief" haben;
Erzeugung einer ersten und einer zweiten Verzögerungskompo nente in dem ersten und dem zweiten Verzögerungsweg bei Auswahl durch das Auswahlsignal; und
Summieren der ersten und der zweiten Verzögerungskomponente zur Bildung eines alternierend verzögerten Pixel-Bild- Synchronausgangssignals, so daß die Ablenk-Steuerschaltung der Elektronenkanone die Ablenkung der Elektronenkanone über den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre alternierend verzögert,
wobei das alternierend verzögerte Abtasten ein Bild aus einer Sequenz von alternierend phasenverschobenen Bildzeilen erzeugt.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Bildzeile in der Bildzeilen-Sequenz eine Moiré-
Interferenz mit einer Phase hat, und daß die Moiré-
Interferenzen ein Moiré-Muster haben.
34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sequenz alternierend phasenverschobener Bildzeilen ein
Bild mit alternierend phasenverschobenen ein Moiré-Muster
bildenden Moiré-Interferenzen erzeugt.
35. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekenzeichnet, daß
die alternierend phasenverschobenen Moiré-Interferenzen im
Bild kein sichtbares Moiré-Muster ergeben.
36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
die alternierend phasenverschobenen Moiré-Interferenzen
durch die Trägheit des Sehens zu visueller Auslöschung des
Moiré-Musters beim Betrachter der Kathodenstrahlröhre
führen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/642,817 US5107188A (en) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | Method and apparatus for cancellation of Moire interference in color cathode ray tube displays |
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---|---|
DE4200699A1 DE4200699A1 (de) | 1992-07-23 |
DE4200699C2 true DE4200699C2 (de) | 2001-07-26 |
Family
ID=24578149
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