RU1804699C - Устройство воспроизведени цветного телевизионного изображени - Google Patents

Description

горизонтальный триадный распределитель света 4 и светосмеситель 5. (Наличие последнего необ зательно). От вертикального триадного распределител  света имеетс  электрическа  св зь на схему 6 временного сжати  и распределени  модулирующих сигналов.

Вертикальный триадный распределитель света конструктивно состоит из набора

трех типов светораспределительных колонок 7,8 и 9, содержащих п светосжимающих клиньев 10, 11 и 12; где п приблизительно равно числу строк в изображении кадра. В обычном телевизионном сигнале п . 625, Светораспределительные колонки собраны как показано на фиг.5 Торцы их прижаты друг к другу, а между ними находитс  металлический или светочувствительный экран, который представл ет из себ  очень тонкую металлическую пластину (фольгу) или пла- стину, на которой нанесен тонкий слой селена 13 и 14. Каждые три колонки образуют общий участок строки изображени . Горизонтальный триадный распределитель света состоит из наложенных друг на друга светораспределительных пластин 3-х типов со сдвигом входов на одну треть на каждом участке 15, 16 и 17.

Пластины выполнены из тонкого свето- провод щего материала, например, из оп- тического стекла или оргстекла. На стекле сделаны прорези, например,лазерным лучом в направлени х, указанных на фиг. б, 7 и 8. Образуютс  расход щиес  веерообразные световоды. Входы световодов на фиг.6 расположены на каждом участке слева, на фиг.7 - посредине участка, а на фиг.8 - справа участка. При наложении всех трех типов пластин как показано на фиг.10 получаетс  так, что выходы их наход тс  друг над дру- гом и располагаютс  по всей длине каждого участка.

. Вертикальный триадный распрёдели- . тель света сжимает световой поток строки в три.раза по вертикали и распредел етего на каждом участке по-трем уровн м. Поэтому на каждом участке строки образуютс  три отрезка строки, каждый из них находитс  на своем уровне. Входами вертикального триадного распределител  света  вл ютс  бо- лее широкие входы светосжимающи х клиньев 10,11,12,в составесветораспределительных колонок 7, 8, 9 наход щихс  на одном уровне, а выходами этих клиньев  вл ютс  узкие щели, наход щиес  на разных уровн х (см. фиг.5). Выходы вертикального триадного распределител  света по длине и ширине соответствуют входам горизонтального распределител  света и в сборе они наход тс  напротив друг друга.

0

5 0 5

0 5 0

5 0 5

Между этими распределител ми 2 и 4 зажимаетс  цветной светофильтр 3, так чтобы полоса одного цвета (например, красного ) находилась напротив первой светораспределительной колонки 7, полосы второго и третьего цветов (например, зеленого и синего) находились напротив второй и третьей светораспределительных колонок соответственно. Схема временного сжати  и распределени  модулирующих сигналов имеет п ть входов. На три из них поступают напр жени  модулирующих составл ющих, выделенных из телевизионного сигнала. Они соответствуют информации о трех основных цветовых составл ющих изображени . На два других входа подаютс  синхронизирующие импульсы.

Три составл ющих модулирующего напр жени  представл ют из себ  зависимости модулирующих напр жений от текущего времени. Эти напр жени  пода ютс  обычно на три модул тора одновременно. Поскольку в предлагаемом устройстве применен только один модул тор, то используетс  поочередное подключение этого модул тора к контактам, на которые подаютс  модулирующие напр жени . Кроме того, информаци  об изменени х модулирующих напр жений передаетс  за более короткое чем обычно врем . Дл  этого производитс  сжатие сигнала во времени. Дл  трех модулирующих сигналов коэффициент сжати  равен 3. Процесс сжати  сигнала может быть осуществлен несколькими способами . В насто щей за вке приводитс  пример осуществлени  сжати  сигналов с помощью применени  элементов цифровой.тёхники.

Схема временного сжати  и распределени  модулирующих сигналов на цифровых элементах (фиг.12) состоит из электронных ключей 18, 19 и 20 управл емых генератором 21, дл  красной, зеленой и синей составл ющих напр жений соответственно . Ключи 18,19 и 20 через коммутаторы записи 22 подключены к модул м  чеек пам ти 23. Выходы всех  чеек пам ти через коммутаторы опроса 24 и регулируемые усилители 25, 26 и 27 соединены с выходным, коммутатором 28, выход которого св зан с модулирующим электродом электронно-лучевой трубки. . :

Управл ющие входы всех коммутаторов подключены к выходам синхронизатора 29. Два входа этого синхронизатора подсоединены к нечетной и четной группам экранов 13 (четна  группа образуетс  соединением четных номеров экрана, счита  слева направо , а нечетна  - нечетных экранов).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Длительность строки телевизионного сигнала равна 64 мкс и кажда  строка содержит примерно 640 информативных точек . Предположим, что дл  устройства выбран экран размером примерно равным 40 х 40 см. Тогда изображение одной точки на нем соответствует кругу диаметром 0,6 мм. Длительность возбуждающего импульса дл  изображени  одной точки составл ет 0,1 мкс..

Информаци  о цветности в телевизионном сигнале находитс  в закодированном виде и выдел етс  в блоке цветности телевизора (напримертипа УЛПЦТ-59-П). На выходах блока цветности образуютс  три напр жени , модул ции которых соответствуют красной, синей и зеленой составл ющим изображени .

Поэтому дл  осуществлени  предлагаемого устройства обычный черно-белый теле- виэор должен быть дополнен блоком цветности и другими схемными узлами, необходимыми дл  обеспечени  работы в режиме приема цветного .телесигнала и его обработки вплоть до выделени  модулирую- щих сигналов цветности. Сигналы цветности подаютс  параллельно на три входа схемы временного сжати  и распределени  модулирующих напр жений, Эта схема изображена на фиг. 12 и работает следующим образом.

На входы ключей 18, 19 и 20 поступают модулирующие напр жени , соответствующие красной,.зеленой и синей составл ю- щим, На управл ющие входы этих ключей подаютс  импульсы примерно равные по длительности 60 не, с промежутками между ними равными 120 не. На выходах ключей получаютс  последовательности амплитуд- но-модулированных импульсов. Закон модул ции их соответствует форме огибающих входных напр жений. Через коммутаторы записи 22 каждый импульс поступает на  чейку пам ти в модуле 23. В  чейках пам ти происходит преобразование величин амплитуд импульсов в цифровой код и он запоминаетс  в них. При работе коммутатора опроса 24 в опрашиваемой  чейке производитс  обратное преобразование и на выхо- де коммутатора 24 по вл етс .импульс, амплитудй которого соответствует записанной информации. Врем  опроса каждой  чейки равно длительности импульса, поэтому общее врем  опроса всех  чеек в три раза меньше, чем врем  записи. После опроса модул   чеек пам ти дл  красной со- ставл ю.щей производитс  опрос  чеек дл  зеленой составл ющей, а затем - дл  синей составл ющей.

В каждом модуле по 20 и более  чеек, пам ти. На фиг.13а) в качестве примера показаны импульсы на выходах ключей 18, 19 и 20 - дл  красной, зеленой и синей составл ющих . Условно изображенные на эпюрах амплитуды импульсов могут быть закодированы цифрами: 3, 2, Т, 3 дл  красной 1,3, 1. 2 дл  зеленой и 2, 1, 3, 2 дл  синей составл ющих . На фиг. 136) эти импульсы изображены на входах регулируемых усилителей 25, 26 и 27. Масштаб времени на всех эпюрах одинаков, поэтому нагл дно видно, что в каждом канале на выходе сигнал в три раза короче, чем на входе. Это дает возможность подать на модул тор света последовательно все три составл ющие напр жений цветности . Дл  осуществлени  синхронизации работы коммутаторов записи 22, коммутаторов опроса 24 и выходного коммутатора 28 используетс  синхронизатор 29. Синхронизаци  осуществл етс  следующим образом . Вс кий раз, когда электронный луч при его сканировании пробегает по точке, где металлический экран 13 соприкасаетс  со стекл нной поверхностью ЭЛТ, в этом экране возникает импульс. Возникновение этого импульса св зано с тем, что потенциал в момент нахождени  электронного луча в точке соприкосновени  мгновенно повышаетс  и через толщину стекла он наводитс  в металлическом экране-13. Втора  причина возникновени  импульса дл  случа  применени  металлического экрана 13 с покрытием его селеном 14 (см. фиг.9) заключаетс  в том, что при свечении световода (10, 11, 12} энерги  свечени  преобразуетс  в электрическую энергию. Возникший в экране 13 эл.ектрический импульс усиливаетс  усилителем в синхронизаторе 29 и запускает сначала коммутаторы записи 22 дл  всех трех составл ющих цветности . При этом амплитуды каждого импульса на выходах ключей 18, 19, 20 записываютс  в соответствующих  чейках пам ти. Процесс записи производитс  одновременно во все  чейки пам ти модулей 23. После прихода второго импульса, возникающего в экране 13, начинаетс  работа коммутатора опроса дл  красной составл ющей . После прихода третьего и четвертого импульсов поочередно работают коммутаторы опроса дл  зеленой и синей составл ющих . Врем  опроса  чеек пам ти в три раза меньше, чем врем  записи. Поэтому за врем  одного цикла записи производитс  три цикла опроса и этим обеспечиваетс  возможность последовательного воспроизведени  всех трех отрезков на одном участке строки. Уровень напр жени  на каждом отводе  чейки пам ти соответствует передаваемой

телевизионным сигналом информации об  ркости соответствующей точки, т.е. напр жение на первом отводе пропорционально  ркости первой точки, на втором отводе оно пропорционально  ркости первой точки, на втором отводе оно пропорционально  ркости второй точки и т.д. до двадцатой точки. Уровни напр жений, снимаемых с выходов коммутаторов опроса поступают на регулируемые усилители 25, 26, 27, а затем на вход суммирующего коммутатора 28, который с помощью синхронизатора 29 включен так, что напр жение с выхода; элемента 25 подаетс  на модул тор ЭЛТ. Электронный ключ, сканиру , засвечивает первый отрезок (равный одной трети участка строки). Этот отрезок соответствует красной составл ющей, При этом  ркость свечени  каждой точки определ етс  уровнем напр жени  на соответствующем ей отводе  чейки пам ти 23.

Из-за некоторой нелинейности развертки электронного луча на отдельных отрезках может помещатьс  большее или меньшее количество информационных точек . Поэтому в модуле 23 должно быть предусмотрено несколько большее, чем 20, количество  чеек пам ти. Количество  чеек пам ти должно быть рассчитано так, чтобы обеспечить с учетом возможных нелинейно- стей полное заполнение отрезков информа- ционными точками. Переключение на заполнение второго отрезка строки осуществл етс  при помощи импульса, по вл ющегос  при пересечении электронного луча линии нахождени  экрана 13 четной группы. При этом запускаетс  второй коммутатор с- регулируемым усилителем 26. Второй коммутатор подключает отводы  чеек пам ти к входу регулируемого усилител  26 и на его выходе после усилени  по вл ютс  инфор-. мативные уровни напр жени . Эти напр жени  через элемент 29, включенный к этому времени соответствующим образом, поступают на модул тор ЭЛТ. Электронный луч. засвечивает второй отрезок. При этом  ркость свечени  каждой точки этого отрез кэ соответствует зеленой составл ющей. Процесс модул ций на втором отрезке заканчиваетс  воздействием импульса, по вл ющимс  на экране 13 нечетной группы. Затем, аналогичным образом начинаетс  и заканчиваетс  засветка третьего отрезка. Яркость каждой точки этого отрезка соот- . ветствует уровн м напр жени  синей составл ющей . :

Таким образом, на первом участке первой строки получаютс  три отрезка, расположенных последовательно. В каждом отрезке - по 20 точек (без учета корректировочных точек, предназначенных дл  устранени  нелинейностей развертки). Первый, отрезок несет информацию о красной составл ющей изображени , второй и третий - о зеленой и синей составл ющих,

Далее, таким же образом, как было описано выше, засвечиваетс  второй участок, третий и т.д. до конца строки. Последующие строки формируютс  аналогичным образом до образовани  всего кадра, В отличии от обыч0 ного изображени  телевизора в предлагаемом устройстве кадр предварительно состоит из отдельных вертикальных полос. Хот  изображение черно-белое, но оно содержит в себе информацию в цвете.

5 При этом, перва , четверта , седьма  и т.д. полосы несут информацию о красной составл ющей изображени , втора , п та , . восьма  и т.д. - о зеленой составл ющей, а треть , шеста , дев та  и т.д. - о синей со0 стзвл ющей предварительного изображени  кадра, Это изображение в каждой полосе искусственно, сжато в три раза по горизонтальному размеру. Поэтому, кроме окрашивани , размер каждой полосы не5 обходимо расширить в три раза и все точки изображени  расставить в соответствующие им места. Эти процессы производ тс  с помощью вертикального и горизонтального распределителей света, а также цветным

0 светофильтром. Как было условлено ранее точка занимает круге диаметром равным 0,6 мм. После сжати  во времени этот круг преобразуетс  в эллипс с размерами 0,6 мм по вертикали и 0,2 мм по горизонтали. Дл  это5 го случа  на экране каждый отрезок занима .ет полоску экрана размером 0,2 х 20 4 мм.

Этому размеру должны соответствовать

размеры первой, второй и третьей светорас . пределительных колонок (поз. 7, 8 и 9 на

0 фиг.2, 3 и 4). Размер по горизонтали их должен быть 4 мм, ai ширина входа каждого светосжимающего клина (поз. 10,11 и 12 на фиг. 2, 3 и 4) должна быть 0,6 мм. Выходы их представл ют щель размером 0,2 х 4 мм.

5 Светораспределительные колонки составл ют вертикальный триадный распределитель света. При соприкосновении его с экраном вс  светова  энерги  изображени  распредел етс  по узким щел м, шириной 4

0 мм и толщиной 0,2 мм. При этом изображе- ниекрасной,. составл ющей сдвинетс  вверх, зеленой - расположитс  посредине, а синей - сдвинетс  вниз каждой строки. После прохождени  через цветовой свето5 фильтр 3, кажда  составл юща  света приобретает соответствующую ей окраску. Затем все три составл ющие поступают на входы горизонтального триадного распределител  света. Благодар  расшир ющемус  от входа к выходу световодному каналу в

светораспределительных пластинах, кажда  составл юща  изображени  точки увеличиваетс  в три раза. При этом, кажда  из них располагаетс  друг над другом, а затем все точки изображени  кадра занимают соответствующие места. Таким образом, воссоздаетс  окончательное цветовое изображение кадра. Дл  регулировки нужной насыщенности каждой составл ющей используютс  регулируемые усилители 25, 26 и 27.

При организации больших размеров изображени  на близком рассто нии от него глаз может различить отдельные составл ющие цвета точки. Дл  устранени  этого недостатка в предлагаемом устройстве может быть применен светосмеситель 5 на фиг.1. Он может быть, например, выполнен из оргстекла, в виде пластины, размером равным изображению кадра. На этой пластине могут быть нанесены 625 горизон- тальны.х канавок, центры которых размещаютс  напротив центров изображени  строк. Углы наклона стенок этих канавок выбираютс  экспериментально так, чтобы при отражении от них света отдельные составл ющие цветов хорошо смешивались и не были бы различимы. Качество изображени  при этом может быть улучшено.

Применение в предлагаемом устройстве одноцветной (черно-белой) ЭЛТ резко увеличивает надежность телевизора, т.к. из-за чрезвычайно сложной конструкции самым ненадежным комплектующим элементом в цветном телевизоре  вл етс  трехкатодна  ЭЛТ. Она требует примерно в два раза более высокого напр жени  дл  своего питани , чем одноцветна . Поэтому эксплуатаци  ее св зана с большими предосторожност ми в смысле соблюдени  техники безопасности и пожарной безопасности . Кроме того, трехкатодна  трубка обладает существенно большим рентгеновским нежелательным излучением, чем одноцветна . В трехкатодной трубке сравнительно быстро происходит обеднение цветов. Это св зано с тем, что цветной люминофор наноситс  на триады изображени  очень тонким слоем. Поэтому он быстро тер ет первоначальные свойства и подвергаетс  необратимым изменени м. В отличии от этого экран одноцветной ЭЛТ покрыт люминофором, который может быть нанесен более надежным толстым слоем. Все это вместе вз тое доказывает целесообразность замены трехцветной ЭЛТ на одноцветную .

Claims (5)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство воспроизведени  цветного телевизионного изображени , содержащее источник одноцветного модулированного излучени , преимущественно выполненный в виде черно-белой электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), и цветной све- 5 тофильтр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества воспроизводимого изображени  путем уменьшени  потерь световой энергии, введен блок временного сжати  (ВВС) модулирующих

   0 сигналов, а также введены расположенные на одной оптической оси с источником одноцветного модулированного излучени  и цветного светофильтра оптические вертикальный триадный распределитель света и

   5 горизонтальный триадный распределитель света, при этом цветной светофильтр находитс  между вертикальным и горизонтальным распределител ми света, электрические выходы вертикального триадного

   0 распределител  света подсоединены к соответствующим входам синхронизации блока временного сжати  модулирующих сигналов , а выход ВВС модулирующих сигналов подключен к входу источника одноцветного

   5 модулированного излучени .
2. 2. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что блок временного сжати  модулирующих сигналов содержит синхронизатор , трехканальный генератор, выходной

   0 коммутатор и три канала основных цветов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ключа, коммутатора записи , блока пам ти, коммутатора опроса и регулируемого усилител , при этом выходы

   5 регулируемых усилителей всех каналов через выходной коммутатор подключены к выходу БВС модулирующих сигналов, выходы трехканального генератора подсоединены к .управл ющим входам ключей, а выходы син0 хронизатора подключены к управл ющим входам соответствующих коммутаторов записи , коммутаторов опроса и выходного коммутатора, при этом входы синхронизатора  вл ютс  входами синхронизации бло5 ка временного сжати  модулирующих сигналов.
3. 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее- с   тем, что вертикальный триадный распределитель света состоит из трех чередующих0 с  и примыкающих торцами одна к другой вертикальных колонок, разделенных экранами , при этом выходы экранов  вл ютс  выходами вертикального триадного распределител  света.

   5
4. 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что горизонтальный триадный распределитель света состоит из трех чередующихс  между собой горизонтально расположенных пластинок.
5. 5. Устройство по пп.З и 4, отличаю- обеих сторон покрыт светочувствительным щ е е с   тем, что разделительный экран с слоем, например селеном.

   Фиг. 2

   в13

   &ZZZZZA ФУ г.з

   %Ш

   //

   vzm

   А7

   &ш.

   / /

   у///л Ж

   т /,

   Фиг.ч

   А7,

   %т

   ш.

   ш

   у////,

   Жь