DE3542758C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Abgleichverfahren zur Fokussierung des Elektronenstrahls in einer Fernsehaufnahmeröhre.

Zur Fokussierungseinstellung des Elektronenstrahls von Fernsehaufnahmeröhren wurde bisher eine optische Vorlage, wie z.B. ein Testbild, durch das Objektiv der Fernsehkamera auf die Signalelektrode der Aufnahmeröhre projiziert und das davon abgeleitete Videosignal auf dem Bildschirm eines Monitors bzw. Kamerasuchers sowie das dementsprechende Oszillogramm auf einem Oszilloskop dargestellt. Anhand dieser Darstellung wurde dann der sogenannte "Fokusregler" manuell so eingestellt, daß das aufgenommene Testbild möglichst scharf wiedergegeben wurde. Im Falle eines nicht optimal eingestellten Kameraobjektivs mußte die Einstellung der elektrischen Fokussierung nach dem Optimieren des Objektivs erneut nachgestellt werden. Das bekannte Abgleichverfahren war somit relativ umständlich und zeitraubend.

Aus der DE 32 19 436 A1 ist ferner eine Fernsehkamera mit automatischer Fokussiervorrichtung für einen Elektronenstrahl einer Aufnahmeröhre bekannt, wobei ebenfalls eine optische Vorlage, wie z. B. ein Testbild, benötigt wird. Hierbei wird der durch die Fokussier-Spule fließende Fokussierstrom durch ein Modulationssignal so moduliert, daß dieser Strom um den Mittelwert herum zwischen einer Höchst- und einer Mindestgröße variiert. Die Fokussierzustände des Elektronenstrahls bei Höchst- und Mindestgröße des modulierten Fokussierstroms werden durch ein Videosignal von der Aufnahmeröhre mittels einer Auflösungsdetektorschaltung erfaßt. Aufgrund dieser Erfassung wird der Mittelwert des modulierten Fokussierstroms durch eine Recheneinheit so korrigiert, daß diese Fokussierzustände entsprechend den Höchst- und Mindestgrößen des modulierten Fokussierstroms einander gleich werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgleichverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches einfach, d. h. ohne optische Hilfsmittel, durchführbar ist und praktisch automatisch abläuft.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Abgleichverfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine automatische Einstellung der elektrischen Fokussierung der Aufnahmeröhre ohne optische Vorlage und sogar auch ohne Kameraobjektiv möglich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Figuren vorkommende gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Art,

Fig. 2 einige der in Fig. 1 vorkommenden Signale,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Art,

Fig. 4 einige der in Fig. 3 vorkommenden Signale.

In dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 ist eine Fernsehaufnahmeröhre 1 mit einer Signalelektrode 2 und einer Fokussierungsspule 3 dargestellt. Unmittelbar vor der Signalelektrode 2 ist ein Filterrad 4 angeordnet, mit dem verschiedene Graufilter in den Strahlengang des Aufnahmelichtes eingeschwenkt werden können. In einer Fassung des Filterrades 4 ist anstelle eines Graufilters eine lichtundurchlässige Scheibe vorgesehen, wodurch der von außen kommende Lichtstrom vollständig unterdrückt werden kann. An der Signalelektrode 2 ist ein Verstärker 6 angeschlossen, in welchem das entstehende Videosignal verstärkt wird. Am Ausgang 7 steht dann dieses verstärkte Videosignal zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Abgleichverfahrens ist eine Meßschaltung 8 vorgesehen, welche an den Ausgangsverstärker 6 angeschlossen ist. Die Meßschaltung 8 ist mit einem A/D-Wandler 9 verbunden, an dessen Ausgang ein digitaler Meßwert zur Verarbeitung in einer Prozeßsteuereinrichtung 10 für das Abgleichverfahren abnehmbar ist. Diese Einrichtung 10 besteht im wesentlichen aus der eigentlichen Prozeßsteuerstufe 11, einer Speichereinheit 12 sowie einem D/A-Wandler 13.

In der Prozeßsteuerstufe 11 werden die vom A/D-Wandler 9 abgegebenen digitalen Meßwerte mit dem bereits in der Speichereinheit 12 jeweils vorhandenen Wert verglichen, davon wird dann ein neuer Stellwert abgeleitet und ebenfalls abgespeichert. Der neue digitale Stellwert steht nach D/A-Wandlung im Wandler 13 als analoger Stellwert für den angeschlossenen Fokusregler 14 zur Verfügung, so daß damit der Fokussierungsstrom für die Fokussierungsspule 3 entsprechend geregelt wird. Diese Regelung wirkt - gemäß dem erfindungsgemäßen Abgleichverfahren - so, daß eine Minimierung des Abtastflecks des Elektronenstrahls angestrebt wird.

An die Prozeßsteuerstufe 11 ist außerdem eine Gitteransteuerschaltung 16 angeschlossen, welche die Gittervorspannung der Aufnahmeröhre 1 beeinflußt. Ferner ist eine Lichtquelle 17 an der Aufnahmeröhre 1 vorgesehen, welche bekanntlich zur Vorbelichtung der Signalelektrode 2 dient.

Das erfindungsgemäße Abgleichverfahren der ersten Art soll nun in Verbindung mit Fig. 2 näher erläutert werden, wobei die Bezugszeichen der dargestellten Signale an den betreffenden Verbindungsleitungen in Fig. 1 eingezeichnet sind. Während des gesamten Abgleichverfahrens wird die Signalelektrode 2 mit diffusem Licht beleuchtet, welches entweder von außen durch eine der Graufilterscheiben auf die Signalelektrode 2 oder (bei eingeschwenkter lichtundurchlässiger Scheibe) von der Lichtquelle 17 zur Vorbelichtung auf die Signalelektrode 2 gelangt. Zunächst wird ein digital gespeicherter Stellwert nach D/A-Wandlung als Analogwert dem Fokusregler 14 zugeführt, welcher eine dementsprechende Regelung des Fokussierungsstromes durchführt. Danach wird mit Hilfe des Impulssignals a die Gitteransteuerschaltung 16 beeinflußt, durch welche die Gittervorspannung wie folgt gesteuert wird: jeweils während der (positiv dargestellten) Impulse wird der Elektronenstrahl unterbrochen, und während der übrigen Zeit wird die Signalelektrode 2 mittels des Elektronenstrahls normal abgetastet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Elektronenstrahl zwar während je eines Halbbildes unterbrochen, eine zeilenweise oder zeilenabschnittsweise Unterbrechung des Elektronenstrahls wäre jedoch ebensogut möglich. Gemäß dem Impulssignal a kann der Elektronenstrahl während des ersten Halbbildes von Vollbild 1 die Signalelektrode 2 normal abtasten, wogegen er während des zweiten Halbbildes unterdrückt wird, so daß dadurch die Ladung - in diesen Zeilen - nicht gelöscht werden kann.

Am Ausgang der Signalelektrode 2 bzw. des Verstärkers 6 entsteht dann ein Signal entsprechend Fig. 2b, d.h. während der Abtastung der Signalelektrode 2 im ersten Halbbild entsteht ein gewisser Videosignalpegel, und während der Elektronenstrahlunterdrückung im zweiten Halbbild entsteht kein Videosignal. Nach der Abtastung des ersten Halbbildes von Vollbild 2, wobei ein gleicher Videosignalpegel wie bei dem ersten Halbbild von Vollbild 1 entsteht, wird das zweite Halbbild von Vollbild 2 ebenfalls abgetastet, wodurch ein über dem Videosignalpegel des jeweils ersten Halbbildes liegender Wert entstehen müßte. Dieser Wert würde im Idealfall bei optimaler, verlustfreier Fokussierung das Doppelte des Videosignalpegels der jeweils ersten Halbbilder annehmen.

Beim erfindungsgemäßen Abgleichverfahren wird nämlich davon ausgegangen, daß der Elektronenstrahl bei idealer Fokussierung nur sein eigenes Linienraster abtastet, während ein defokussierter Strahl auch das Zwischenzeilenraster des anderen Halbbildes teilweise mitabtastet und damit eine Teilentladung vorwegnimmt. Bei einer Austastung des Elektronenstrahls während des zweiten Halbbildes von Vollbild 1 und Abtastung des zweiten Halbbildes von Vollbild 2 kann also anhand des dann entstehenden Videosignalpegels auf die Fokussierung bzw. Defokussierung des Elektronenstrahls rückgeschlossen werden. Einem maximalen Signalpegel zu diesem Zeitpunkt einerseits entspricht der optimale Fokussierungszustand des Elektronenstrahls andererseits.

Für einen automatischen Abgleichvorgang wird nun der Videosignalpegel immer bei Anlegen eines der Meßimpulse c (jeweils im 2. Halbbild z.B. des zweiten, vierten, sechsten Vollbilds) mittels der Meßschaltung 8 gemessen und dieser Wert mit Hilfe des A/D-Wandlers 9 digitalisiert. Der digitale Meßwert wird nun, wie oben beschrieben, weiter verarbeitet. Wenn der Pegel des angegebenen Videosignals (Fig. 2b) nach Abschluß eines zwei Vollbilder umfassenden Meßzyklus noch nicht einen - theoretisch dem Doppelten entsprechenden - Maximalwert erreicht hat, wird der Meßzyklus nochmals bzw. mehrmals wiederholt bis das zweite Halbbild, z.B. gemäß der Darstellung in Fig. 2b, im sechsten Vollbild etwa diesen Maximalwert erreicht hat. Damit ist dann der gesamte Abgleichvorgang beendet.

Eine Variante dieses Abgleichverfahrens besteht darin, daß in einem Zeitabschnitt unmittelbar nach der Unterdrückung des Strahlstromes das Videosignal gemessen und mit dem vorherigen Meßwert verglichen wird. Hierbei wird dann ein Stellwert im Sinne einer Minimierung des Videosignals erzeugt.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Schaltung gemäß Fig. 1 lediglich durch ein anderes Abtastverfahren, wobei anstelle der zeitweisen Austastung des Elektronenstrahls das Abtastraster des 2. Halbbildes in vertikaler Richtung zeitweise so versetzt wird, daß die Raster des ersten und zweiten Halbbildes übereinandergeschrieben werden. Diese vertikale Versetzung des Abtastrasters wird mit Hilfe der die V-Ablenkspulen 21 steuernden V-Ablenkstufe 22 bewirkt, welcher Rasterversatzimpulse d gemäß Fig. 4 von der Prozeßsteuerstufe 11 zugeführt werden. Danach wird beispielsweise das erste Halbbild normal abgetastet, wogegen das zweite Halbbild mittels des Rasterversatzimpulses in vertikaler Richtung auf die Rasterzeilen des ersten Halbbildes verschoben wird. Das erste Halbbild des zweiten Vollbildes wird wieder normal abgetastet, ebenso das zweite Halbbild des zweiten Vollbildes.

Das am Ausgang des Verstärkers 6 abnehmbare Videosignal weist demnach die im Signal e gemäß Fig. 4 dargestellten Pegel auf. Wird beispielsweise im ersten Halbbild des ersten Vollbildes der in der Fig. 4 dargestellte Wert erreicht, dann sind die Pegel der nachfolgenden Halbbilder (zweites und drittes) wegen der kürzeren Integrationszeit (für die Signalelektrode) nur etwa halb so groß. Erst im vierten Halbbild (oder im zweiten Halbbild des zweiten Vollbildes) wird ein Videosignalpegel entstehen, der etwas über dem Pegel des ersten Halbbildes im ersten Vollbild liegt. Dieser Pegel des vierten Halbbildes wird nun - wie beim Verfahren nach Fig. 1 - durch Anlegen der Meßimpulse f gemessen. Zur Minimierung des Strahlflecks wird dieser Abgleich so oft wiederholt, bis der Videosignalpegel seinen Maximalwert (beispielsweise im sechsten Vollbild) erreicht hat.

Claims (12)

1. Abgleichverfahren zur Fokussierung des Elektronen­ strahls in einer Fernsehaufnahmeröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelektrode der Aufnahmeröhre mit diffusem Licht beleuchtet wird, daß der Elektronen­ strahl während der Rasterabtastung zeitweise unterdrückt wird, daß der Elektronenstrahl in bestimmten Zeitabständen anstelle der vorgesehenen Unterdrückung aufgetastet und das dann an der Signalelektrode entstehende Videosignal gemessen wird, daß dieser Meßwert durch Vergleich mit vorherigen Meßwerten im Sinne einer Maximierung beurteilt wird, daß danach das Regelsignal für die Einstellung der die Fokussierung beeinflussenden Mittel im Sinne einer Verringerung des Strahlflecks gesteuert wird, und daß die zeitweise Unterdrückung des Elektronenstrahls mit nachfolgender zeitweiser Auftastung und das anschließende Meß- und Regelverfahren bis zur Minimierung des Strahlflecks mehrmals wiederholt wird.

2. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Unterdrückung des Elektronenstrahls halbbildweise erfolgt.

3. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Unterdrückung des Elektronenstrahls zeilenweise innerhalb eines Halbbildes erfolgt.

4. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Unterdrückung des Elektronenstrahls in mehreren Abschnitten innerhalb einer Zeile erfolgt.

5. Abgleichverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Unterdrückung des Elektronen­ strahls innerhalb mindestens eines Halbbildes die Auftastung des Elektronenstrahls innerhalb des übernächsten Halbbildes erfolgt, so daß ein Meßzyklus mindestens zwei Vollbilder umfaßt.

6. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückung des Elektronen­ strahls durch Änderung der Gittervorspannung der Aufnahmeröhre erfolgt.

7. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßvorgang mit Beginn der Auftastung des Elektronenstrahls mittels eines Meßimpulses eingeleitet wird.

8. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastraster des einen Halbbildes während der Abtastung zeitweise auf das Raster des anderen Halbbildes versetzt wird, daß der Rasterversatz in bestimmten Zeitabständen aufgehoben und das dann an der Signalelektrode entstehende Videosignal gemessen wird, und daß der zeitweise Versatz mit nachfolgender zeitweiser Aufhebung des Versatzes und das anschließende Meß- und Regelverfahren bis zur Minimierung des Strahlflecks mehrmals wiederholt wird.

9. Abgleichverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitweise Versatz zeilenweise innerhalb eines Halbbildes erfolgt.

10. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert digitalisiert und gespeichert, danach mit einem vorher gespeicherten Meßwert verglichen, davon ein neuer Stellwert abgeleitet und digital abgespeichert wird, und daß zur Einstellung der Fokussierung dieser Stellwert digital-analog- gewandelt und den die Fokussierung beeinflussenden Mitteln zugeführt wird.

11. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterabtastung bei vergrößertem Zeilenabstand erfolgt.

12. Abgleichverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das diffuse Licht durch die Vorbelichtung der Signalelektrode bei Unterdrückung des von außen kommenden Lichtstromes erzeugt wird.