DE3247331C2 - Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Bilddrehungen in Bildröhren - Google Patents

Abstract

Ein vertikalfrequenter und ein horizontalfrequenter Sägezahngenerator (22, 24) werden gleichzeitig durch die elektrische Fokussierungssteuerspannung einer Bildröhre gesteuert, um einen durch elektrische Fokussierungsjustierungen hervorgerufenen Bilddrehfehler aufzuheben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung einer Bilddrehung in einer Bildröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auf dem Gebiet von Fernsehkameras tritt bei Vidicon-Biidröhren, wie sie beispielsweise als Aufnahmeröhren in Fernsehkameras verwendet werden, das als »Bilddrehung« bekannte Problem auf, das sich aus der justierung der Elektronenstrahi-Fokussierungsfelder ergibt. Das Problem entsteht aufgrund einer Elektronenstrahldrehung in der Röhre, d. h., aufgrund der Tatsache, daß der Strahl von der Kathode zum Schirm der Röhre auf einem spiralförmigen Weg verläuft, wobei ■Änderungen in der elektronischen Fokussierung des Strahls zu einer Drehung des Abtastrasters in seiner Lage auf dem Schirm führen. Dies führt wiederum zu einer Bilddrehung im dargestellten Bild. Darüber hinaus ist die Empfindlichkeit der Drehung, d h., der resultierende Bilddrehungslehler im Vergleich zu der durchgeführten Fokussierungsjustierung groß. Dies kann insgesamt zu einem unannehmbaren Drehfehler aufgrund einer nicht wahrnehmbaren Änderung der elektrischen Fokussierung führen.

Jede gewollte oder ungewollte Änderung der Fokussierungssteuerspannung verschärft daher speziell in Farbkameras das Problem der räumlichen Deckung. Ist eine Neufokussierung einer Röhre in einer Farbkamera notwendig, so ist es daher praktisch zwingend, daß zur Korrektur der Bilddrehung auf dem Schirm eine volllständige Neueinstellung der Kamera durchgeführt wird. Die Wechselwirkung zwischen dev .Tokussierungseinstellung und der Deckungseinstellung ist dabei ziemlich komplex.

Die klassische Maßnahme zur Korrektur einer Bilddrehung aufgrund der elektrischen Fokussierung ist eine direkte mechanische Drehung des Ablenkjochs. Diese Maßnahme ist offensichtlich schwerfällig und zeitaufwendig, da der Fehler durch Justierungen hervorgerufen wird, welche von einem entfernt liegenden Punkt aus durchgeführt werden, während die Korrektur lokal am Kamerakopf durchgeführt werden muß. Die Maßnahme wird weiter dadurch kompliziert, daß gewöhnlich am Kamerakopf keine geeignete Anzeigeeinrichtung vorhanden ist.

In Kameras wird zur Korrektur des Fehlens der Orthogonalität, welche den Ablenksystemen der meisten Kameraröhren eigen ist, ein Schräglauf in einer Achse ausgenutzt. Das bedeutet, daß der Schräglauf in einer Achse dazu benutzt wird, den Zustand zu korrigieren, bei dem die Horizontal- und Vertikalachse nicht unter einem rechten Winkel zueinander verlaufen. Die Schräglaufkorrektur dient dazu, die Achsen vor der Durchführung des in Deckungbringens des Bildes und von Korrekturen während des Röhrenbetriebes senkrecht zueinander auszurichten.

Bei komplizierteren Kamerasystemen, beispielsweise solchen Systemen, bei denen eine automatische Regelung beispielsweise der Bilddeckung und der Schattenkorrektur durchgeführt wird, sind daher einzeln justier-

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bare elektrische Schrägiaufregelungen vorhanden, welche eine unabhängige Drehung der Vertikal- und Horizontalabtastachse ermöglichen. Nach der Fokussierung der Röhre werden dabei individuelle Horizontal- und Vertikal-Schräglaufregeljustierungen durchgeführt, um die durch den Fokussierungsvorgang hervorgerufene Bilddrehung zu korrigieren.

Ein derartiges Verfahren zur Korrektur der Bilddrehung mittels unabhängiger Achsen-Schräglaufjustierungen stellt zwar eine wesentliche Verbesserung gegenüber mechanischen Korxekturverfahren dar. Es sind dabei jedoch noch zwei Einzel-Kompensationsjustierungen jedesmal dann durchzuführen, wenn die elektrische Fokussierung geändert wird.

Aus der DE-OS 28 15 028 ist eine Schaltungsanordnung für Fernsehgeräte bekannt, mit der ein periodisches parabelförmiges Signal für die Korrektur der Rasterverzeichnung oder für die dynamische Fokussierung der Bildröhre erzeugt wird. Mit einem derartigen Signal ist die übliche S-Korrektur (Tangens-Korrektur) in Fernsehempfängern möglich. Die oben erläuterten Bilddrehungen aufgrund von Änderungen der Strahlfokussierung in Karneraröhren sind damit jedoch nicht ohne weiteres beherrschbar.

Aus der DE-AS 23 37 088 ist eine Schaltungsanordnung zum Fokussieren des Elektronenstrahls eines Elektronenstrahlgeräts bekannt, mit der eine Kompensation der Rasterdrehung bzw. Bilddrehung möglich ist. Diese Schaltungsanordnung ist jedoch auf die Verwendung mindestens zweier koaxial angeordneter Wicklungen abgestellt, wobei die Windungsflächen von jeweils zwei in Reihe geschalteten Wicklungen symmetrisch unter dem gleichen Winkel zur Wicklungsachse geneigt sind. Eine derartige spezielle Wicklungskonfiguration mit daran angepaßter Schaltungsanordnung ist jedoch relativ aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatische Korrekturmöglichkeit für die Bilddrehung anzugeben, die als Funktion der elektrischen Fokussierungssteuerspannung durch eine Änderung der Fokussierung hervorgerufen wird, wobei die Fokussierungssteuerspannung den Drehfehler induziert.

Die elektrische Drehkorrektur soll dabei gleichzeitig für beide Achsen direkt aus der elektrischen Fokussierungssteuerspannung möglich sein.

Weiterhin soll dabei eine Bilddrehungskorrektur erzeugt wercien können, welche gerade den durch eine Änderung der elektrischen Fokussierungssteuerspannung hervorgerufenen Dr°hfehler aufhebt, wobei eine elektrische Fokussierungsjustierung ohne die gewöhnliche Bilddrehung durchfüc/bar sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird gleichzeitig die notwendige elektrische Drehkorrektur für beide Achsen direkt aus der elektrischen Fokussierungssteuerspannung erzeugt, welche den durch Justierung der Fokussierung hervorgerufenen Drehfehler induziert. Der Anteil der elektrischen Drehkorrektur ist so gewählt, daß der durch den Fokussierungsvorgang hervorgerufene Rasterdrehfehler gerade aufgehoben wird. Als effektives Ergebnis folgt, daß die elektrische Drehjustierung automatisch als Funktion der elektrischen Fokussierungssteuerspannung erfolgt, wodurch jede resultierende Bilddrehung aufgrund der Fokussierungsjustierung umgangen wird.

In Ausgestaltung der Erfindung sind Sägezahngeneratoren mit Vertikalfrequenz und Horizontalfrequenz vorgesehen, deren Ausgangsamplituden und -Polaritäten durch eine einzige Eingangs-Steuergleichspannung steuerbar sind. Diese Sägezahngeneratoren sind an einem gemeinsamen Eingang über Potentiometer an eine elektrische Fokussierungssteuerspannungs-Quelle angekoppelt Die Amplituden- und Polaritätsempfindlichkeiten der Generatoren sind so gewählt, daß die entsprechenden Ausgangssignale bei gleichzeitiger Ansteuerung durch eine einzige Eingangssteuerspannung, welche die elektrische Fokussierung justiert, so beschaffen sind, daß die angekoppelten Horizontal- und Vertikal-Abtastzentrierungssysteme den durch die elektrische Fokussierungsjustierung induzierten Bilddrehfehler aufheben. Die elektrische Fokussierung kann daher ohne eine begleitende Bilddrehung durchgeführt werden.

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird im folgenden :>ⁿhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Blockscnaltbildes nach Fig. 1;
Fig.3 ein Schaltbild eines in den Schaltungsanordnungen nach den F i g. 1 und 2 verwendbaren Sägezahngenerators; und

F i g. 4 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Blockschaltbildes nach Fig. 1.
Gemäß dem Blockschaltbild nach Fig. 1 liefert ein Hauptsteuersystem 12, das beispielsweise der zentralen Steuereinheit eines Fernsehkamerasystems entsprechen kann, unter anderem eine elektrische Fokussierungssteuerspannung, die zur Justierung der elektrischen Fokussierung mindestens einer Bildröhre (nicht dargestellt) in einer Kamera verwendbar ist Die Fokussierungssteuerspannung wird über eine Leitung 14 in einen Fokussierungsspannungsregler 16 eingespeist, wie er in jed-~m Kanal der Bildröhre vorhanden ist. Dieser Regler ist über eine Leitung 18 an eine Fokussierungselektrode der Röhre angekoppelt.

Erfindungsgemäß sind Potentiometer 20 und 21 an einem gemeinsamen Eingang an die Fokassierungssteuerspannungs-Leitung 14 und sodann an einen Vertikal- und einen Horizontal-Sägezahngenerator 22 und 24 angekoppelt. Der Ausgang des Vertikal-Sägezahngenerators 22 ist über eine Leitung 26 an eine der Röhre zugeordnete (nicht dargestellte) Horizontal-Zentrierungsschaltung angekoppelt, während der Ausgang des Horizontal-Sägezahngenerators 24 über eine Leitung 28 an eine der Röhre zugeordnete Vertikal-Zentrierungsschaltung angekoppelt ist. An die Horizontal-Zentrierungsschaltung wird daher ein Vertikal-Säcezahnsignal angekoppelt, während an die Vertikal.-Zeiurierungsschaltung ein Horizontal-Sägezahnsignal angekoppelt wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden der Vertikal- und Hori '.ontal-Sägezahngenerator 22 bzw. 24 im folgendpn als »Schräglaufw-Generator 22 bzw. 24 bezeichnet.

Ist beispielsweise eine Bilddrehung in einer der Richtungen, beispielsweise ein Bilddrehfehler im Uhrzeigersinn vorhanden, so werden ein Vertikal- und ein Horizontal-Sägezahnsigr.ol in die Horizontal- bzw. Vertikal-Zentrierungsschaltung eingespeist, wodurch der Dreh-

fehler bei Abtastung des Schirms durch den Elektronenstrahl proportional zu den zugeführten Sägezahnkomponenten reduziert wird. Im Effekt wird das Bild in gegensinniger Richtung gedreht, um den Drehfehler zu kompensieren. Wie bereits ausgeführt, ist die Bilddrehung das Ergebnis einer Rasterdrehung.

Gemäß Fig. 1 sind sowohl der Horizontal- und der Vertikal-Schräglaufgenerator 22 bzw. 24 an ihren Eingängen zusammengeschaltet und sodann über entsprechende Potentiometer 20, 21 an die Fokussierungssteuerspannungs-Leitung 14 angekoppelt, wodurch beide Schräglaufgeneratoren durch eine einzige Steuerspannung angesteuert werden. Dies führt nicht zu einer Einzel-Achsenschräglaufsteuerung sondern zu einer Bilddrehung. Jede Änderung der Fokussierungssteuerspannung wird daher automatisch in den Vertikal- und Horizontal-Schräglaufgenerator 22 bzw. 24 eingespeist, um eine gegensinnige Drehung des Bildes zu realisieren, welche der Bilddrehung aufgrund der Justierung der che Bilddrehung als Funktion von Justierungen der elektrischen Fokussierungssteuerspannung auf der Leitung 14 sowie eine getrennte direkte Steuerung der Horizontal- und Vertikal-Schräglauf- und Bilddrehung.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform eines in den Schaltungsanordnungcn nach den F i g. 1 und 2 verwendbaren Sägezahngenerators. Eine Eingangslcitung42 liefert eine Steuerspannung, d. h., die Fokussierungssteuerspannung auf der Leitung 14 zu einem Operationsverstärker 44. Dieser Verstärker ist mittels eines Eingangswiderstandes 46 und eines parallelen Integrationskondensators 48 als Integrator geschaltet. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers verläuft mit einer durch die Eingangsspannung auf der Leitung 42, den Widerstandswert des Widerstandes 46 und die Kapazität des Kondensators 48 festgelegten Frequenz aufwärts oder abwärts. Ein Schalter 50 beispielsweise in Form eines Schalttransistors oder Feldeffekttransistors liegt parallel zum Kondensator 48. Der Schalter schließt den Kon

Fckiissierungsstsuerung entgegenwirkt. Die Größe des 20 densa'.or periodisch kur?.

in die Horizontal- und Vertikal-Zentrierungsschaltung eingespeisten Vertikal- und Horizontalsägezahns werden beim Einstellen der Röhre so gewählt, daß die Generatoren danach eine Drehung hervorrufen, welche dem durch die Fokussierungsjustierung hervorgerufenen Drehbetrag exakt gleich und entgegengerichtet ist. Damit wird automatisch jede Bilddrehung während der Fokussierungsjustierung vermieden.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 kann beispielsweise während des Einstellens der Kamera durch Darstellung etwa von Horizontal- und Vertikallinien auf einem gebräuchlichen Kamera-Videomonitor (nicht dargestellt) eingestellt werden. Die Fokussierungssteuerspannung und damit die Fokussierung wird über ihren gesamten Bereich variiert. Gleichzeitig werden die Potentiomet>;r 20 und 21 einzeln so eingestellt, daß die entsprechende Drehkomponente der Horizontal- und Vertikallinien, welche durch die Änderung der Fokussierungssteuerspannung hervorgerufen wird, gerade aufgehoben wird. Die Schaltungsanordnung ist nunmehr geeicht und korrigiert automatisch jede nachfolgende, durch Fokussierungsjustierungen hervorgerufene Bilddrehung.

Fig.2 zeigt eine Ausführungsform, die ebenfalls einen Vertikal- und Horizontal-Sägezahn-Schräglaufgenerator 22 bzw. 24 gemäß F i g. 1 besitzt. Sich entsprechende Komponenten sind in den F i g. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Potentiometer 20 ist an einen Summationspunkt 30 und sodann über entsprechende Summationspunkte 32 und 34 an den Vertikal- bzw. Horizontal-Schräglaufgenerator 22 bzw. 24 angekoppelt. Bei eine? derartigen Ausgestaltung liefert das Hauptsteuersystem 12 eine direkte Drehsteuerspannung auf eine Leitung 36, welche über den Summationspunkt 30 an die Generatoren 22 und 24 angekoppelt ist

Das Hauptsteuersystem liefert weiterhin die konventionellen Horizontal- und Vertikal-Schräglaufsteuerspannungen über Leitungen 38 und 40, welche über die Summationspunkte 32 und 34 an den Vertikal- und Horizontalgenerator 22 und 24 angekoppelt sind. Die Ausführungsform nach Fig.2 ermöglicht daher die Verwendung von konventionellen Einzel-Schräglaufkorrektursteuerungen, während gleichzeitig auch die grundlegende Schräglaufschaltung vorhanden ist, um über die Kombination der Potentiometer 20, 21 sowie der Summationspunkte 30,32 und 34 mit den Generatoren 22 und 24 eine automatische Bilddrehungssteuerung durchzuführen. Insgesamt erfolgt eine gegensinnig glei

Masse zu legen, wobei die Zeitperiode durch einen horizontalfrequenten oder vertikalfrequenten Impuls auf einer Schaltersteuerleitung 52 festgelegt ist.

Wird eine negative Steuerspannung auf die Eingangsleitung 42 gegeben, so verläuft die Steuerspannung auf einer Ausgangsleitung 54 gemäß einem Kurvenzug 56 aufwärts, bis der Kondensator 48 über den Schalter 50 auf Masse gelegt wird. Wird eine positive Steuerspannung a'!? die Eingangsleitung 42 gegeben, so verläuft die Ausgangsspannung gemäß einem gestrichelt dargestellten Kurvenzug 58 abwärts, bis der Kondensator 48 über den Schalter 50 auf Masse gelegt wird. Die Größe der Steuerspannung auf der Eingangsleitung 42 entspricht beispielsweise der Fokussierungssteuerspannung auf der Leitung 14 gemäß den Fig. 1 und 2, die durch Einstellen der Potentiometer 20,21 justiert wird.

Die in F i g. 3 generell dargestellte Schaltung kann im Bedarfsfall komplexer ausgebildet werden, wenn beispielsweise eine größere Genauigkeit erforderlich ist.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei der die Eichung des Systems automatisch und nicht über die Potentiometer 20 und 21 durchgeführt wird. Entsprechende Komponenten wie in anderen Figuren sind auch hier mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführungsform sind die Potentiometer 20 und 21 durch ferngesteuerte Verstärkungssteuerstufen 60 und 62 ersetzt. Durch diese Stufen werden die den Generatoren 22 und 24 zugeführten Spannungen als Funktion von Steuerspannungen auf Steuerleitungen 64 und 66 eingeregelt. Die Steuerspannungen werden ihrerseits beispielsweise von einer (nicht dargestellten) au.-.anatischen Einstelleinheit geliefert, wie sie beispielsweise in einer schwebenden Anmeldung der Anmelderin (Aktenzeichen der US-Anmeldung 1 39 604) beschrieben ist. Bei den Steuerspannungen handelt es sich dabei um Signale, welche den Grad des Drehfehlers anzeigen. Speziell können die Steuersignale digitale Befehle sein, welche die Amplituden- und Polaritätsempfindlichkeiten der Schräglaufgeneratoren auf diejenigen Werte einstellen, die durch die automatische Einstelleinheit als Optimum festgelegt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Vermeidung einer Bilddrehung in einer Bildröhre, an die eine Schaltung s (12) zur Erzeugung einer variablen Fokussierungssteuerspannung angekoppelt ist, gekennzeichnet durch eine von der Fokussierungssteuerspannung angesteuerte Schaltung (20, 21,22, 24,30, 32, 34; 22, 24, 60, 62) zur Erzeugung einer Bilddrehung in der Bildröhre, welche der durch Änderung der Fokussierungssteuerspannung erzeugten Bilddrehung entgegengesetzt gleich ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bilddrehung erzeugende Schaltung (20,21,22,24,30,32,34; 22,24, 60. 62) als an die die Fokussierungssteuerspannung erzeugende Schaltung (12) angekoppelte Sägezahngeneratorschaltung ausgebildet ist, die eine einer gegebenen Bildverzerrung um eine entsprechende Achse entsprechende Sägezahnspannung liefert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahngeneratorschaltung (22,24) einen Vertikal- und einen Horizontal-Sägezahngenerator (22 bzw. 24) aufweist, die an die die Fokussierungssteuerspannung erzeugende Schaltung (12) angekoppelt sind und als Funktion der Fokussierungssteuerspannung entsprechende Sägezahnspannungen liefern.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, gekennzeichnet durch an den Vertikal- und den Horzontal-Sägezahngeneratcr (22 bzw. 24) angekoppelte Impulsquellen init Vertikal- und Korizontalfrequenz.

5. Schaltungsanordnung nacH einem der Ansprüehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bilddrehung erzeugende Schaltung (20,21,22,24,30,32, 34; 22, 24,60,62) einen mit seinen Eingängen an die die Fokussierungssteuerspannung erzeugende Schaltung (12) angekoppelten Eichkreis (20, 21, 30, 32,34; 60,62) zur Justierung der zugeführten Spannung proportional zu der Horizontal- bzw. Vertikalverzerrung im Bild aufweist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichkreis (20, 21, 30, 32, 34) zwischen die die Fokussierungssteuerspannung erzeugende Schaltung (12) und die Sägezahngeneratorschaltung (22, 24) geschaltete Potentiometerzweige (20,21) aufweist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometerzweige (20,21) jeweils ein an einen Eingang des Vertikal- bzw. Horizontal-Sägezahngenerators (22,24) gekoppeltes Potentiometer aufweisen.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichkreis zwischen die die Fokussierungssteuerspannung erzeugende Schaltung (12) und die Sägezahngeneratorschaltung (22, 24) gekoppelte Verstärkungssteuerzweige (60, 62) sowie eine an diese gekoppelte Verstärkersteuersignal-Quelle zur Änderung von deren Verstärkung als Funktion von Änderungen der Fokussierungssteuerspannung aufweist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichkreis in Form eines Paars von Eichstufen (60,62) an einem gemeinsamen Eingang an die Schaltung (12) zur Erzeugung der variablen Fokussierungssteuerspannung angekoppelt ist und daß der Vertikal- und Horizontal-Sägezahngenerator (22 bzw. 24) jeweils an eine Eichstufe (60 bzw. 62) angekoppelt und von der Fokussierungssteuerspannung angesteuert ist.