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Die
Erfindung geht aus von einer Schaltung zur Einstellung der Konvergenz
in einem Projektionsfernsehgerät
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
Projektionsfernsehgerät
enthält
drei monochrome Bildröhren
für die
Primärfarben
Rot, Grün, Blau,
die je ein Bild in ihren Farben auf einen Schirm projizieren. Die
drei Bilder werden auf dem Schirm überlagert und erzeugen zusammen
ein Farbbild. Für eine
ausreichende Bildprojektion müssen
die drei auf den Schirm projizierten Bilder genau in Kongruenz, das
heißt
in Konvergenz, gebracht werden. Zusätzliche Ablenkschaltungen und
Korrekturspulen dienen zur Einstellung der Konvergenz in der horizontalen und
der vertikalen Richtung für
die Farben Rot, Grün und
Blau. Die Korrekturströme
für die
Konvergenz werden aus in einem digitalen Speicher gespeicherten
Korrekturwerten abgeleitet.
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Wenn
derartige Geräte
hergestellt werden, benötigt
man eine große
Zahl von Fotosensoren innerhalb oder außerhalb des sichtbaren Bildbereichs während der
Konvergenzeinstellung. Das durch jede der drei Röhren projizierte Bild enthält so genannte Markierungen
in der Form von monochromen roten, grünen oder blauen Bildlagen.
Für eine
ausreichende Konvergenz müssen
diese Markierungen in dem projizierten Bild genau auf den zugehörigen Sensor
auftreffen. Das bedeutet, dass eine veränderbare Variable, die die
beiden denkbaren Zustände "kein Licht auf dem
Sensor" und "Licht auf dem Sensor" bezeichnet, aus
dem Ausgangssignal jedes Sensors abgeleitet werden müssen.
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Aus
der
DE 199 39 344 ist
es bekannt, optische Sensoren außerhalb des sichtbaren Bereichs des
Bildschirms anzuordnen. Die Sensoren ermöglichen eine automatische Konvergenzeinstellung,
die durch den Benutzer durch Drücken
einer Taste ausgelöst
werden kann. Die Eingangs beschriebene Ausführungsform ist zu diesem Zweck
mit acht Sensoren versehen, die an den Ecken des Schirms und in
der Mitte jeder Kante des Schirms liegen. Aufgrund der elektrischen
Ströme,
die an den Konvergenzspulen fließen und die notwendig sind,
um eine Markierung auf einen bestimmten Sensor entsprechend den Konvergenzwerten
zu richten, werden abgeleitet und in einem Speicher gespeichert.
Um einen vollständigen
Satz von Konvergenzwerten zu bilden, ist es notwendig, die Messwerte
jedes optischen Sensors in einer Auswertschaltung auszuwerten. Die
benötigten Verbindungen
der Sensoren mit der Auswertschaltung verursachen zusätzliche
Kosten für
die Herstellung eines derartigen Projektionsfernsehempfängers.
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Daher
ist ein Projektionsfernsehempfänger erwünscht, der
dieselben Qualitäten
und verringerte Herstellungskosten aufweist.
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Die
Erfindung geht aus von einem Projektionsfernsehempfänger mit
monochromatischen Bildröhren,
deren Bilder auf einen Bildschirm projiziert werden und die mit
Ablenkmitteln versehen sind, wobei das Fernsehgerät weiterhin
einen Zeichengenerator zur Anzeige von Symbolen und Buchstaben auf dem
Bildschirm enthält,
deren Position auf dem Bildschirm unter dem Einfluß der Ablenkungsmittel
verschiebbar ist, und eine Anzahl von Sensoren umfasst, die in dem
nicht sichtbaren Bereich des Bildschirmes angeordnet sind,
wobei
die Sensoren mittels einer einzigen gemeinsamen Signalverbindung
mit einer Verarbeitungseinheit verbunden sind und ein einziger Verstärker verwendet
wird, um die Ausgangssignale von allen Sensoren zu verstärken,
wobei
die Verarbeitungseinheit Mittel zur Bestimmung der örtlichen
Position eines angezeigten Symbols umfasst, das von dem Zeichengenerator
erzeugt wird, und
wobei die Verarbeitungseinheit Latch-Schaltungen umfasst,
um Koordinatenwerte zu zählen,
die der örtlichen
Position des auf dem Bildschirm angezeigten Symbols entsprechen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Verarbeitungseinheit mit einem Zähler zur
Unterscheidung zwischen verschiedenen Bildern eines Fernsehbilds
versehen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an einer beispielhaften Ausführungsform
anhand der Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 den
grundsätzlichen
Aufbau des Projektionsfernsehgeräts,
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2, 3 Kennsignale
des Sensors und der Auswertung
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4 ein
vereinfachtes Blockschaltbild der Auswertschaltung,
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5 den
Schirm, der durch das Konvergenzkreuzmuster in kleine Bereiche aufgeteilt
ist, und
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6 einen Teil der internen Schaltung der Konvergenzschaltung.
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1 zeigt
den Aufbau eines Projektionsfernsehgeräts in einer vereinfachten Form.
Drei monochrome Bildröhren 1a, 1b, 1c projizieren
drei Bilder für
die Primärfarben
Rot, Grün
und Blau (R, G, B) auf den Schirm 2, wo sie zur Wiedergabe
eines Farbbildes überlagert
werden. Für
die Überlagerung
dieser Art muss die Konvergenz der drei projizierten Bilder korrigiert
werden, das heißt
einander entsprechende Teile der drei Bilder müssen bei jedem Punkt des Bilds
auf dem Schirm 2 zusammen fallen. Zur Einstellung der richtigen
Konvergenz sind mehrere stationäre
Sensoren S in der Form von Photodioden dem Schirm 2 außerhalb
der sichtbaren Bildfläche
zugeordnet. Die Sensoren S sind um den Schirm 2 nur durch
Punkte angedeutet. Zur Vereinfachung ist in dem rechten Teil des
Blockschaltbilds von 1 für den Signalfluss nur ein Sensor
S dargestellt. Er gilt als repräsentativ
für alle
an der linken Seite des Schirms von 1 dargestellten
acht Sensoren S.
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Es
ist auch möglich,
die Sensoren S innerhalb des sichtbaren Bildbereichs anzuordnen,
wenn dieser Vorteil für
eine bestimmte Ausführungsform wünschenswert
ist.
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Das
auf den Schirm 2 projizierte Bild enthält jeweils eine Markierung
M in monochromer Form, das heißt
die rote, grüne
und blaue Bildlage in einem Bildbereich, der in dem Einstellbereich
der Markierung M schwarz ist. Für
eine ausreichende Konvergenz muss die Markierung M nacheinander
auf die Sensoren S auftreffen. Dieses Auftreffen wird durch die
Tatsache ermittelt, dass dann, wenn die Markierung M über den
Sensor S streicht, Letzterer ein Ausgangssignal U = "1" = "Hell" über eine Auswertschaltung ausgibt.
Wenn die Markierung M außerhalb
des Sensors S liegt, emittiert der Sensor S das Ausgangssignal U
= "0" = "Dunkel".
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Die
Markierung M überträgt das Licht
auf den Sensor S, wenn der Sensor S überstrichen wird. Das Ausgangssignal
U1 des Sensors S ist über
eine Wechselspannungskopplung (AC) mit der Detektionsschaltung 4 verbunden.
Die Wechselspannungskopplung AC beseitigt aus dem Ausgangssignal
des Sensors eine durch Umgebungslicht erzeugte Gleichspannungskomponente
(DC). Die Anwesenheit einer Gleichspannungskomponente DC würde eine
mangelhafte Auswertung der Sensorsignale bilden.
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Die
Auswertschaltung 4 leitet aus dem Signal U1 ein binäres Ausgangssignal
U2 ab. Wenn die Markierung M nicht auf einen Sensor S trifft, nimmt das
Ausgangssignal den Wert U2 = "0" = "nicht hell oder dunkel" an. Wenn die Markierung
M auf einen Sensor S trifft, nimmt das Ausgangssignal den Wert U2
= "1" = "Hell" an. Das binäre Ausgangssignal
U2 von der Schaltung 4 gelangt zu der digitalen Konvergenzschaltung
(DKS) 5. Die Schaltung 5 arbeitet derart, dass
die digitalen Werte für
die Konvergenz für die
einzelnen Vollbilder gespeichert werden, und dient während der
Wiedergabe nach der Digital-/Analog-Wandlung zur Einstellung der Konvergenz.
Die Konvergenzspulen 3a...3c für jede Bildröhre beeinflussen
einzeln die Elektronenstrahlen der Bildröhren la...lc.
In 1 ist nur eine Spule für jede Bildröhre dargestellt.
In einer praktischen Ausführungsform gibt
es zwei Spulen für
jede Röhre
für die
Einstellung der Konvergenz in der horizontalen und der vertikalen
Richtung.
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Die
Steuerung der Konvergenzschaltung 5 und eines Markeneinfügers 6 erfolgt
durch einen Mikroprozessor 7, der auch zur Steuerung anderer Funktionen
des Projektionsfernsehgeräts
dient.
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Details
der Lichtdetektion durch die Sensoren und die Verarbeitung der Sensorausgangssignale
sind in der
DE 197 02 452 beschrieben
und sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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2a bis 2c zeigen
Signaldiagramme zur Erläuterung
des Verfahrens des Betriebs der Schaltung für das Ausgangssignal U1 des
Sensors S für
einen Störimpuls 8.
Der Störimpuls 8 (2a) gelangt zu dem Eingang der eine monostabile
Schaltung enthaltenden Auswertschaltung 4. Der Betrag des
Impulses 8 der Auswertschaltung 4 erzeugt einen
Ausgangsimpuls 9 mit einer Dauer D, die etwas länger ist als
die Dauer T eines Vollbildes, wie es in 2b dargestellt
ist. Gemäß 2c wird das Ausgangssignal 9 periodisch
abgetastet, wie die Pfeile 11 auf der Abszisse dieses andeuten.
In diesem Fall liefert die monostabile Schaltung nur drei von einem
Nullwert abweichende Abtastungen, da der Impuls U2 bei der vierten
Abtastung geendet hat. Die Auswertschaltung 4 ist derart
bemessen, dass sie nur in dem Fall von mehr als drei Abtastwerten
mit einem von null abweichenden Wert anspricht. Die Auswertschaltung 4 unterdrückt daher
den Störimpuls 8 und
erzeugt ein Ausgangssignal U2 = "0", das anzeigt, dass
kein Licht einer Markierung M auf einem Sensor S vorliegt.
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3a bis 3c zeigen ähnliche
Signaldiagramme für
die Nutzimpulse 12 und 12', die durch das Auftreffen der
Markierung M auf den Sensor S ausgelöst oder getriggert werden,
und wiederholen sich daher mit der Periode T eines Vollbilds. Bevor der
Ausgangsimpuls 9 der monostabilen Schaltung nach der Dauer
D zurückgesetzt
wird, wie in 2b, wird sie erneut durch
den zweiten Impuls 12' gesetzt. Daher
ist nun die Dauer des Ausgangsimpulses 9 zweimal D, das
heißt
2D, wie es in 3b dargestellt ist.
Die durch die Pfeile 11 des Ausgangsimpulses 9 gemäß 3c äquidistanten
Abtastungen liefern nun vier Abtastungen mit einem von null abweichenden Wert.
In diesem Fall gibt die Auswertschaltung 4 ein Signal U2
= "1" ab, das anzeigt,
dass eine Markierung M auf einen Sensor S auftrifft. Auf diese Weise ermöglicht die
Auswertschaltung 4 eine Unterscheidung zwischen einem Störimpuls 8 und
den Nutzimpulsen 12, 12'.
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4 zeigt
ein detailliertes Blockschaltbild der Auswertschaltung 4.
Die Gleichspannungskomponente des Ausgangssignal U1 eines Sensors
S wird in dem Block 13 beseitigt, und nur die Wechselspannungskomponente
wird in einem Verstärker 14 weiter verarbeitet.
Der Block 15 bezeichnet eine monostabile Schaltung mit
der Toggeldauer T + ΔT.
Der Ausgangsimpuls 9 der monostabilen Schaltung 15 wird
in der Abtastschaltung 16 abgetastet, wie es in Zusammenhang
mit den 2 und 3 beschrieben
wurde. Ein Zähler 17 zählt die
Zahl der Abtastungen, die von einem Nullwert abweichen. Im Block 18 wird
entschieden, ob das Ergebnis des Zählers 17 anzeigt, dass
eine Markierung auf einen Sensor auftritt oder nicht, und daher
wird das Ausgangssignal U2 entsprechend erzeugt, d. h. U2 = "1", wenn die Markierung nicht auf einen
Sensor auftrifft, und U2 = "0", wenn nicht.
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In 4 ist
ebenfalls ein Sensor S zur Vereinfachung dargestellt. Jedoch ist
das Projektionsfernsehgerät
gemäß der Erfindung
mit acht Photodioden als Sensoren versehen, die parallel geschaltet sind.
Diese Konfiguration erzeugt Schwierigkeiten hinsichtlich der Identifikation,
welcher der acht Sensoren tatsächlich
durch die Markierung beleuchtet worden ist. Die Lösung für diese
Schwierigkeit wird im Folgenden beschrieben.
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In
dem digitalen Konvergenzsystem ist das Bild in kleine Bereiche aufgeteilt,
wo unabhängige Korrekturwerte
angewendet werden. Zur Ausgabe der Korrekturwerte zur richtigen
Zeit und synchron mit der horizontalen und vertikalen Ablenkung
ist die Konvergenzschaltung mit der Ablenkung synchronisiert. Die
internen Zähler
für die
horizontale und vertikale Richtung bezeichnen immer die laufende
Lage des Elektronenstrahls beziehungsweise die projizierte Lage
auf dem Schirm 2. Dieses allgemeine Konzept ist zum Beispiel
in der EP-A 1 061 751 beschrieben. Zur Bildung einer leichten Anwendung
der Photosensoren für
ein optisches Schleifensystem, die einfach parallel geschaltet und
mit einem gemeinsamen Verstärker
der Konvergenzschaltung S verbunden sind, wird durch die spezielle
Schaltung gebildet. Die allgemeine Idee für die Lageauffindung mit einem Photosensor
besteht darin, eine monochrome Markierung auf einen Sensor zu richten
und die Anzahl der Schritte zu erkennen, die benötigt werden, bis die Markierung
aufgehellt ist.
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5 zeigt
die Aufteilung des Schirms 2 in kleine Abschnitte durch
das Konvergenzkreuzungsmuster mit der Nummerierung der Gitterlinien
an dem oberen und unteren Rand des Schirms 2.
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6 zeigt in einer schematischen Weise Details
der Konvergenzschaltung 5, die zum Beispiel als eine integrierte
Schaltung ausgebildet sein kann. Ein Beispiel einer derartigen integrierten
Konvergenzschaltung ist der STV2050D von ST Electronics. Innerhalb
der Konvergenzschaltung befindet sich ein Register 21,
woraus der μP
7 lesen kann, ob eine Markierung durch einen Sensor detektiert worden
ist, und wenn, dann wo. Vier Bit des Registers 21 bezeichnen
den Zustand eines so genannten Vier-Bit-Rollover-Zählers 22 (zählt von
0–15),
der mit dem der Konvergenzschaltung 5 zugeführten Synchronsignal
Vsync getaktet ist. Der Rollover-Zähler 22 ist effektiv
ein Halbbildzähler.
Außerdem
enthält das
Register 21 das Auslesen der beiden Latche mit vier Bit.
Die ersten vier Bit gehören
zu dem horizontalen Gitterzähler.
Die zweiten vier Bit gehören
zu dem vertikalen Gitterzähler.
Der Ausgang der Auswertschaltung 4 ist mit dem Latcheingang
dieser Latche verbunden.
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Wenn
der μP 7
das Register 21 liest, dann werden die Latche 23, 24 auf
1111 zurückgesetzt
und der Latcheingang freigegeben. Mit einer Triggerung an dem Latcheingang 26 durch
die Beleuchtung eines Sensors ist der vorliegenden Status der Gitterzähler gespeichert
und der Latcheingang 26 gesperrt, bis das nächste Auslesen
des Registers 21 durch den μP 7 erfolgt ist.
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Wenn
kein Triggervorgang erfolgt ist, wird das Auslesen des Registers "1111" für den Zustand des
vertikalen Gitterzählers.
Da 1111 = 15 ein Wert ist, der durch den vertikalen Gitterzähler niemals
erreicht wird, entscheidet der μP
7, dass keine Markierung M einen Sensor beleuchtet hat.
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Wenn
ein Triggervorgang erfolgte, dann enthalten die beiden Latche die
Zählerwerte
des Triggermoments. Wenn die Zählerwerte
innerhalb eines Fensters um die Lage des Sensors liegen, wo sich die
Markierung befindet, dann wurde der richtige Sensor beleuchtet.
Wenn die Zählerwerte
außerhalb des
Fensters liegen, dann wurde der Trigger durch eine Störung ausgelöst, z. B.
als eine Folge von Störimpulsen.
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Der
Rollover-Zähler
aktiviert den μP
7, das Register 21 ohne eine Hardwaresynchronisierung auf
die Vertikalablenkfrequenz auszulesen. Wenn der μP 7 die Lage der Markierung ändert, wartet
er wenigstens ein Bild, bevor das nächste Ergebnis aus dem Register 21 gelesen
wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Ergebnis nicht von
einer Beleuchtung eines Sensors vor der Lage erfolgt, bevor die Lage
der Markierung geändert
wurde. Durch Anpassung des Wertes des Rollover-Zählers 22 prüft der μP 7, wenn
ein Bild abgelaufen ist.
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Ein
zweiter Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, dass die Verarbeitungsleistung
nur dann geliefert werden muss, wenn das Lesen des Registers 21 mit
den relevanten Daten, die außerdem
das Latchregister enthalten, Betriebsleistung einspart, da es nicht
notwendig ist, gleichzeitig zu wirken, wenn ein Sensorausgangssignal
detektiert worden ist.