DE3429264C2 - Fernsehkameraschaltung zur Korrektur einer Farb-, bzw. Helligkeitsverschiebung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fernsehkamera, die durch Digital-Einschreibung verursachte Verschiebungen der Helligkeit bzw. der Farbe (Schattierung) korrigieren kann. Die Korrektursignale, die für die Horizontalablenkung und die Vertikalablenkung jeweils zur Einschreibjustierung erzeugt werden, werden erfindungsgemäß durch Differenzierschaltungen (46H, 46V) differenziert und danach nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltungen (47H, 47V) zugeführt, die die differenzierten Signale verarbeiten. Ausgangssignale der nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltungen (47H, 47V) steuern den Verstärkungsgrad einer Videosignalverstärkerschaltung, so daß Komponenten, die die Helligkeitsverschiebung bzw. Farbverschiebung verursachen, aus dem Videosignal entfernt werden können.

Description

|ίί; Die Erfindung betrifft eine Fernsehkameraschaltung zur Korrektur einer Färb- bzw. Helligkeitsverschiebung

ψ-, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche ist aus der DE-OS 31 07 042 bekannt.

K Die aus der DE-OS 31 07 042 bekannte Korrekturvorrichtung dient zur Korrektur von durch Unyleichlormig-

% keiten im Ausgang der Fernsehkameraröhre oder des Sensors bewirkten Bildabschattungen. Diese treten auf-

*>j 50 grund der Interferenz der Ablenkschaltung od. dgl. mit Ungleichförmigkeiten des Vorlichts od. dgl. auf.

:f Dagegen zielt die vorliegende Erfindung darauf, die aufgrund eines digitalen Einschreibverfahrens einer meh-

|c^: rere Aufnahmeröhren verwendenden Fernsehkamera auftretenden Färb- bzw. Helligkeitsverschiebungen zu

& vermeiden.

Is;; Üblicherweise wird bei Anwendungen, wie beim Fernsehrundfunk, der eine hohe Bildqualität erfordert, eine

|.| 55 Mehrröhren-Farbfernsehkamera verwendet, die mehrere Aufnahmeröhren enthält. Insbesondere wird hier eine

U Dreiröhren-Farbfernsehkamera eingesetzt, die das einfallende Licht in drei Grundfarben aufteilt, wobei drei

|| Aufnahmeröhren entsprechend den drei Farben vorhanden sind. Bei solchen Mehrröhren-Farbfernsehkameras

IJ treten verschiedene geometrische Verzerrungen auf, die von dem verwendeten Ablenksystem erzeugten elek-

j;;\ trooptischen Verzerrungen und von herstellungsbedingten Fehlern der Elektronenkanone der jeweiligen Auf-

Pl 60 nahmeröhren herrühren. Weil diese geometrischen Verzerrungen abhängig von der jeweiligen Bildaufnahmc-

SiI; röhre verschiedene Charakteristika haben, neigen die von den jeweiligen Bildaufnahmeröhren erzeugten Bilder

γ zu gegenseitiger Versetzung. Um deshalb trotzdem die drei erzeugten Bilder richtig einschreiben (registrieren)

\ zu können, müssen die geometrischen Verzerrungen der jeweiligen Aufnahmeröhren korrigiert werden. Nach-

\ stehend wird ein herkömmliches Korrekturverfahren beschrieben.

Ein photoleitendes Target in der Bildaufnahmeröhre wird von einem entsprechend abgelenkten Elektronenstrahl abgetastet und die im Target gespeicherten elektrischen Ladungen mittels des Elektronenstrahls ausgelesen und ein elektrisches Signal erzeugt. Um den Elektronenstrahl abzulenken, sind verschiedene clcktrosta-

: tische und elektromagnetische Ablenkverfahren bekannt. Ein in Fig. 1 dargestelltes Sägezahnsignal wird ent-

weder als Spannung oder Strom an eine elektrostatische Ablenkeinheit oder eine elektromagnetische Ablenkeinheit zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bzw. eines magnetischen Feldes angelegt. Beide Ablenkverrahren lenken den Elektronenstrahl in der in F i g. 2 gezeigten Weise in Abtastzeilen 1 ab, die einen Abtastbereich 2 bilden. Die Ablenkung geschieht horizontal und vertikal und die Horizontalablenkung ist synchron mit der Vertikalablenkung. Auf diese Weise wird, wie Fig. 2 zeigt, der Elektronenstrahl wiederholt längs derselben Abtastlinie geführt. Weil die Position des Elektronenstrahls durch die Ablenksignalform während des Abtastens bestimmt ist, kann man geometrische Verzerrungen jeder Aufnahmeröhre durch Änderung der Ablenksignalform korrigieren und damit eine Einschreib-iRegistrier-J-Einstellung der jeweiligen Aufnahmeröhren erreichen. Um die Ablenkung zu verändern, wird üblicherweise der Ablenksignalform (Sägezahn) eine bsstimmte dazu synchrone Signalform überlagert. Die vorgegebsne Korrektursignalform gibt zur Korrektur der Verzerrungen eine Bev/cgung des Elektronenstrahls vor und wird im weiteren Korrektursignalform genannt. Es hat sich ein digitales Registrierverfahren eingebürgert, wodurch die Korrektursignalform aufgrund von digitalen Korrekturwerten, die in einem Digitalspeicher wie ihn die DE-OS 31 07 042 zeigt, gespeichert sind, erzeugt werden kann. Deshalb wird im folgenden anhand eines Beispiels des digitalen Registrierverfahrens eine Registrierjustierung beschrieben.

Beim digitalen Registrierverfahren wird der Fernsehschirm (der Abtastbereich des Target) in eine Anzahl von Bereichen in horizontaler und vertikaler Richtung eingeteilt, und die Registrierjustierung wird unabhängig in horizontaler und vertikaler Richtung innerhalb jedes Bereichs durchgeführt. Die der Korrektur dienenden Digitaldaten sind zuvor in den Digitalspeicher entsprechend einem Mittelpunkt (Rasterpunkt) 3 jedes der Bereiche eingespeichert worden. Die Digitaldaten werden synchron mit dem Abtastvorgang ausgelesen und in ein Analogsignal umgesetzt, das eine Korrektursignalform erzeugt. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung für die digitale Registrierung. Ein Synchronisationssignalgenerator 4 erzeugt synchron mit dem Abtastsignal ein I mpulssignal, das einem Adreßzähler 11 eingespeist wird, der darauf eine entsprechende Adresse für einen Digitalspeicher 9 auswählt. Da die Adressen des Digitalspeichers 9 den jeweiligen Bereichen zugeordnet sind, werden die Digitaldaten synchron mit dem Abtastsignal gelesen. Die gelesenen Digitaldaten werden mittels eines Digital/Analog-Wandlers 8 in ein Analogsignal umgesetzt, das seinerseits eine Glättungsschaltung 7 passiert, die eine geglättete Korrektursignalform erzeugt. Dieses Korrektursignal wird dem Ablenksignal (das der Ablenksignalgenerator 5 erzeugt) mittels einer Addierschaltung 6 überlagert und einer Treiberschaltung 10 für eine Ablenkspule 12 eingespeist. Die Treiberschaltung 10 erzeugt einen dem Ablenksignal proportionalen Strom, der durch die Ablenkspule 12 fließt. Folglich wird der Elektronenstrahl innerhalb einer Aufnahmeröhre 13 zu einer gewünschten Stelle hin abgelenkt.

Auf diese Weise werden die Verzerrungen jeder Aufnahmeröhre korrigiert und die Registrierjustierung durchgeführt. Die Korrekturdaten sind jedoch jeweils für nur einen Punkt innerhalb jedes Bereichs vorgesehen, so daß für die restlichen Punkte weitere Korrekturdaten nötig sind. Dazu wird eine nachstehend beschriebene Interpolation durchgeführt. Für die Horizontalkorrektur erzeugt der Digital/Analog-Wandler eine Korrekturstufen 14 an den Korrekturpunkten aufweisende Signalform, wie dies in Fig. 5a dargestellt ist. Entsprechend der Abtasttheorie leitet man diese Korrekturspannung durch ein Tiefpaßfilter, dessen obere Grenzfrequenz die Hälfte oder mehr der Abtastfrequenz beträgt, wodurch eine geglättete kontinuierliche Korrektursignal form gemäß Fig. 5b entsteht. Auf diese Weise werden für die Horizontalkorrektur die für die anderen Punkte gültigen Korrekturdaten mittels des Tiefpaßfilters gebildet. Für die Vertikalkorrektur kann jedoch kein Tiefpaßfilter zur Glättung eingesetzt werden, da die Korrekturpunkte in Vertikalrichtung abhängig von der Korrektur der Abtastzeilen zeitlich diskret sind. Deshalb verwendet man zur Bildung der Korrekturwerte zwischen den Vertikalkorrekturdaten üblicherweise ein einfaches auf einer Geraden beruhendes lineares Interpolationsverfahren zusammen mit einer analog durchgeführten Glättung. Die lineare Interpolation wird nachstehend anhand der Fig. 6a und 6b beschrieben. F i g. 6a zeigt einen Teil des Fernsehschirms, der eine Gruppe von Abtastzeilen 15 enthält. Der Korrekturwert ist für die Horizontalrichtung und die Vertikalrichtung jeweils durch Achsen 28,29 und 30 dargestellt. Beispielsweise sollen zur Erläuterung die Abtastzeilen 16, 17 und 18 mit Korrekturdaten behaftet sein, die Anzahl der zwischen den Abtastzeilen 16,17 und 18 liegenden zu interpolierenden Abtastzeilen betrage 3 und von den Korrekturpunkten 19-27 soll lediglich der Punkt 23 um einen durch einen Pfeil dargestellten Wert korrigiert werden. Unter dieser Voraussetzung werden die zur Horizontalkorrektur erzeugten Korrektursignalformen, die aus den Korrekturdaten für die Abtastzeilen 16,17 und 18 erzeugt werden, in der zuvor beschriebenen Weise mittels des Tiefpaßfilters geglättet, so daß eine kontinuierliche Signalform entsteht. Die längs einer Geraden A-A', die die Korrekturpunkte 20,23 und 26 derselben Horizontalposition verbindet auftretenden Korrekturwerte der jeweiligen Abtastzeilen sind in Fi g. 6a durch eine breit ausgezogene Linie dargestellt. Anders gesehen sind die Vertikalkorrekturwerte auf der Linie A-A' verteilt, wie dies Fig. 6b zeigt, wobei die einzelnen Korrekturwerte in Ordinatenrichtung als Pfeile eingetragen sind. Für von der Linie A-A' abweichende Horizontalpositionen erhält man Korrekturwerte zwischen den den Korrekturdaten zugeordneten Abtastzeilen in derselben Weise durch lineare Interpolation, indem man eine geglättete Korrektursignalform für die mit den Korrekiurdaten behafteten Abtastzeilen verwendet. Wenn man mit X₁ ein bestimmtes Vertikalkorrekturdatum bezeichnet, das an einer Horizontalposition einer vorangehenden Abtastzeile der Korrekturdaten zugeordnet sind, vorhanden ist, und mit x₂ ein bestimmtes Vertikalkorrekturdatum, das an derselben Horizontalposition an einer mit Korrekturdaten versehenen folgenden Abtastzeile vorhanden ist, erhält man einen Korrekturwert x, an derselben Horizontalstelle wie die Korrekturdaten x, und x₂ für die /-te Abtastzeile gerechnet von der vorangehenden Abtastzeile durch folgende Beziehung:

65 x, = χ, + ^^L · , ₍₁₎

worin η die Anzahl der Abtastzeilen zwischen der vorangehenden und der folgenden Abtastzeile, denen jeweils Korrekturdaten zugeordnet sind, darstellt. Die auf diese Weise interpolierten Korrekturdaten werden durch eine lineare Gleichung dargestellt, und diese Interpolation wird lineare approximative Interpolation genannt. Wenn die durch die Interpolation gemäß Fig. 6a erhaltene Korrektursignalform dem Ablenksignal überlagert wird, überstreicht der Elektronenstrahl das Target 31 einer Aufnahmeröhre längs den in Fig. 7 durchgehend gezeichneten Linien (gestrichelte Linien stellen Abtastzeilen ohne überlagerte Korrektursignale dar). Durch die Anwendung der linearen Interpolation ist der jeweilige Abstand aufeinanderfolgender Abtastzeilen zwischen den mit Korrekturdaten beaufschlagten Abtastzeilen konstant. Beispielsweise ist in Fig. 7 jeweils der Abstand der Zeilen zwischen den Zeilen 16 und 117 und der Abstand der Zeilen zwischen den Zeilen 17 und 18 längs der die Horizontalposition angebenden Linie B-B' konstant.

Durch den Einfluß der Korrektur der geometrischen Verzerrung ändert sich die Geschwindigkeit des Elektronenstrahls in horizontaler Richtung beim Auslesen der elektrischen Ladungen im Target. Ebenfalls ändert sich die Abtastzeüendichte in Vertikalrichtung, was beides einen Einfluß auf das Ausgangssignal der Aufnahmeröhre hat. Die Signalform für die horizontale Korrektur wird mittels des Tiefpaßfilters geglättet, wodurch auch die Änderung des Ausgangssignals geglättet ist. Deshalb ergibt sich daraus kein wesentliches Problem. Die linear interpolierten Korrekturdaten in Vertikalrichtung verursachen jedoch eine schnelle Änderung des Ausgangssignals an den Grenzen der mit Korrekturdaten behafteten Abtastzeilen. In Fig. 8 ist das Profil des Ausgangssignals nach der in F i g. 6a gezeigten Korrektur dargestellt. Die Größe des Ausgangssignals der Aufnahmeröhre ist in Fig. 8 durch eine Achse 32, wie in Fig. 6a dargestellt. Die Horizontal- und Vertikalrichtung ist in Fig. 8 jeweils durch Achsen 29 und 30 dargestellt. Die Fig. 8 zeigt, daß sich das Ausgangssignal an den Grenzen der Abtastzeilen 16, 17 und 18, die mit: Korrekturdaten behaftet sind, schnell ändert.

Die sich daraus ergebende Signalform zeigt Fig. 9. Solche Änderungen des Ausgangssignals bewirken eine ungleichmäßige Helligkeit, die, wenn sis auf einem Monitorschirm angezeigt wird, Schattierung oder Abschattung genannt wird und für das menschliche Sehvermögen sehr störend ist. Im Falle derDreiröhren-Farbfemsehkamera bewirkt die Änderung des Ausgiangssignals eine Farbverschiebung, die eine Wiedergabe einer einzigen Farbe auf einem Bildschirm verhindert.

Durch die Anwendung der linearen Interpolation tritt die Abschattung jeweils an der Grenze der mit Korrekturdaten behafteten Abtastzeilen auf. Man kann die schnelle Änderung des Ausgangssignals durch eine Analogglättungsmethode, die nachstehend beschrieben wird, vermeiden. F i g. 10 zeigt ein Blockschaltbild einer das analoge Glättungsverfahren anwendenden Glättungsschaltung. Ein zeitserielles Lesesignal wird durch einen Analog-Demultiplexer 33 einer Gruppe von Tiefpaßfiltern 34 gesendet, die den jeweiligen Bereichen in der Horizontalrichtung zugeordnet sind. Das Tiefpaßfilter ist so ausgelegt, daß es in Vertikalrichtung in jedem Teilbereich glättet und hat deshalb eine obere Grenzfrequenz, die gleich der Hälfte einer Frequenz ist, die gleich der Vertikalabtastfrequenz mal der Anzahl der Unterteilungen in Vertikalrichtung ist. Die Ausgangssignaie der Tiefpaßfiltergruppe 34 werden synchron mit dem Fernsehabtastsignal durch einen Analog-Multiplexer 35 geschaltet und jedes Ausgangssignal des Multiplexers 35 durch ein Horizontaltiefpaßfilter 36 geleitet, das die Verzerrungskorrektursignalform erzeugt. Dieses Verfahren ermöglicht die Glättung der Korrektursignalform in vertikaler Richtung sowie in horizontaler Richtung, wodurch die schnellen Wechsel des Ausgangssignals vermieden sind. Wenn ein und derselbe Punkt gemäß dem analogen Glättungsverfahren in Vertikalrichtung wie durch lineare Interpolation korrigiert wird, erhält man eine in Fig. 11a dargestellte Korrektur. Die Verteilung der Korrekturwerte längs der Linie A-A' zeigt Fig. 11b. Fig. 12a zeigt Änderungen des Ausgangssignals, und Fig. 12b ein Profil des Signals längs der Linie B-B'. Die Fig. 12a und 12b zeigen, daß der schnelle Wechsel des Ausgangssignals an der Grenze der mit Korrekturdaten behafteten Abtastzeilen durch die Vertikalglättung mittels der Tiefpaßfilter unterdrückt wird.

Trotz dieses analogen Glättungsverfahrens tritt jedoch nach wie vor eine Schattierung auf, wenn der Korrekturbetrag für die digitale Registrierung groß ist, wodurch der Korrekturbetrag auf kleine Werte eingeschränkt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fernsehkameraschaltung in einer Mehrröhrenfernsehkamera zu ermöglichen, die unerwünschte Färb- bzw. Helligkeitsverschiebung, die durch digitale Fehlregistrierung verursacht wird, korrigieren kann.

Die obige Aufgabe wird bei einer Fernsehkameraschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.
Die Ansprüche 2 und 3 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen davon.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 13 ein die Abtastung eines Targers einer Bildaufnahmeröhre durch einen Elektronenstrahl erläuterndes Diagramm;

Fig. 14 ein Diagramm, das die Abstände der Abtastzeilen auf dem Target der Bildaufnahmeröhre erläutert; Fig. 15 ein Teilblockschaltbild einer Fernsehkamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 16a und 16b zwei Ausfuhrungsbeispiele von Differenzierschaltung;
Fig. 17 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsart einer Differenzierschaltung;

F i g. 18 ein Blockschaltbild einer Glättungsschaltung und eine entsprechend einer Analog-Glättungsmethode ausgeführte Differenzierschaltung;

Fig. 19 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung; und Fig. 20 graphisch eine Eingangs/Ausgangskennlinie der Verarbeitungsschaltung der Fig. 19.
Bevor nun ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird, erfolgt eine genaue Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Wenn die im pholoempfindlichen Target einer Bildröhre gespeicherten Ladungen durch das Abtasten des Elektronenstrahls entladen werden, entstehen Signalströme. Deshalb wird der Ausgangsstrom umso größer, je größer die durch den Elektronenstrahl entladene Ladungsmenge ist. Anhand der

Fig. 13 wird nun der Abschattungseffekt beschrieben. In Fig. 13 wird ein photoleitendes Target 37 einer Bildaufnahmeröhre durch einen Elektronenstrahl 38 von links nach rechts abgetastet. Eine Gruppe von Querlinien 41 stellt die Abtastzeilen dar, und die Querschnittsform des Elektronenstrahls wird als zylindrisch angenommen, wobei seine tatsächliche Aufweitung zum Zwecke der einfachen Erklärung vernachlässigt ist. Somit hat der Elektronenstrahl einen Durchmesser, der größer ist als der Abstand benachbarter Abtastzeilen. Da die elektrische Ladung des Targets vom Elektronenstrahl gelesen wird, entspricht die Größe des Ausgangssignalstroms, die der Elektronenstrahl, der eine Abtastzeile 39 abtastet, der Ladungsmenge, die von einer durch die Abtastzeile 39 und der davorliegenden Zeile 40 definierten Fläche entladen wird. Wie zuvor beschrieben, ändert sich die Abtastgeschwindigkeit in Horizontalrichtung, wenn die Korrektur erfolgt, und die Abtastzeilendichte ändert sich in Vertikalrichtung, und als Ergebnis tritt die Schattierung auf. Im folgenden wird diese Erscheinung quantitativ untersucht. Wenn eine im photoleitenden Target gespeicherte Ladung durch Q angegeben wird, ergibt sich der Ausgangsstrom I_s als

'»-it ⁽²⁾

Angenommen, daß Licht gleichmäßig auf das photoleitende Target fällt, ist eine elektrische Ladungsmenge Q₀ pro Flächeneinheit gleichmäßig über das gesamte Target verteilt, und die Größe der pro Zeiteinheit ausgelesenen elektrischen Ladung kann durch

dy = / ■ v · Qudt (3)

ausgedrückt werden, worin /den Abstand zwischen den Abtastzeilen und ν die Abtastgeschwindigkeit des Elektronenstrahls angeben.
Wenn Gleichung (3) in Gleichung (2) eingesetzt wird, ergibt sich

/.v = / · ν ■ Q₀ (4)

Die Gleichung (4) gibt an, daß der Ausgangssignalstrom, den das photoleitende Target erzeugt, proportional zu / und ν ist, wenn Q₀ konstant ist.

Die Position des Elektronenstrahls auf dem photoleitenden Target wird durch die Amplituden der Horizontal- und Vertikalablenksignale bestimmt.

Wenn man nun die Horizontalkorrektur betrachtet, so wird die Position des Elektronenstrahls zur Korrektur der I lorizontalverzerrung entsprechend geändert, und die Abtastgeschwindigkeit des Elektronenstrahls ändert sich zu

dx ...

v_r = — (5)

wobei jreine durch Anlegen des Korrektursignals bedingte Verschiebung des Elektronenstrahls ist. Da xproportional zur Korrektursignalform ist, kann man Gleichung (5) in der Form

de μ ,,,

v_c = an ■ -—- (6)

schreiben,

worin «„eine Konstante und e_H eine Horizontalkorrekturspannung (oder Korrekturstrom) darstellen. Die Ablenksignalform ist gemäß obiger Beschreibung ein Sägezahnsignal und folglich bewegt sich der Elektronenstrahl mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn man dann die konstante Geschwindigkeit des Elektronenstrahls durch v₀ ausdrückt, erhält man den Ausgangsstrom /_SCT/nach der Korrektur durch

/.sr/, = Qo · / · V₀ + Q₀ · / · a_H ^- (7)

= /.s- + Ich (8)

deή Is = Qo ' / · V₀ und Ich ⁼ Qo' I' ⁰H-Jr

Ohne Korrektur entspricht das Ausgangssignal I_s. Wenn dagegen Korrektur stattfindet, tritt ein unerwünschtes Signal auf, das I_CH entspricht, das schließlich zur Abschattung führt. Aus Gleichung (7) ersieht man, daß die Größe der Abschattung proportional zum zeitlich differenzierten Korrektursigna! ist.

Unter Bezugnahme auf F i g. 14 wird die Vertikalkorrektur erläutert. Ohne Korrektur stellen die (n - l)-te, n-te und (n + 1 )-te Abtastzeile 42,43 und 44 die in Fi g. 14 durchgezogenen Linien dar. Unter dieser Bedingung wird der Ausgangsstrom durch Gleichung (4) ausgedrückt. Da der Abstand / der Abtastzeile in Gleichung (4) den

Abstand zwischen einer bestimmten Abtastzeile und der ihr folgenden angibt, ist, wenn die Abtastzeilen 42 und 43 zu den durch gestrichelte Linien in Fig. 14 dargestellten Stellen verschoben sind, der Ausgangssignalstrom I_sct- gegeben durch

/scy = Q_Oy{(y_l,-i+y„-0~(y„+y_n)) C)

- Οαν{Υ.-\ -y„) + öbv Cv.-1 -λ)

£ worin Y und ^jeweils die Position und die Verschiebung des Elektronenstrahls auf dem photoleitenden Target

■ j 10 45 angeben, und ihre Werte sindjeweils der Ablenksignalform und der Korrektursignalform proportional. Wenn

ΐ[ man (>>„-,- y„) zu a_v (e„ . , - e„) setzt, gilt (Y_n - , - Y_n) = / und es ergibt sich

j hcv = Qo ' /" V₀ + Qo ' ν ■ a Ae_n -1 - e„) (11)

I 15 Iscv ⁼ ls +la (12)

|ϊ worin ay eine Proportionalitätskonstante, I₅ = I ■ v₀ · Qo und /_c,- = Q₀ ■ ν · a_v{e„ - \ - e„) sind.

]| Aus Gleichung (11) ersieht man, daß ein unerwünschtes Ausgangssignal, das l_cv entspricht und durch die Ver-

p tikalkorrektur hervorgerufen ist, proportional der Differenz zwischen einem Korrekturwert für die bestimmte

('. 20 Abtastzeile und einem Korrekturwert für die dieser Abtastzeile folgende Abtastzeile ist. Dieses ungewünschle

;; Ausgangssignal verursacht eine Abschattung.

[\ Gemäß der obigen Beschreibung tritt eine ungleiche Verteilung des Ausgangssignals, die für die Schattierung

H verantwortlich ist, auf, wenn sich die Geschwindigkeit des Elektronenstrahls und der Abstand der Abtastzeilen

,| bei der Korrektur der Verzerrung ändert.

4 25 Die Abschattung kann durch eine Verstärkerschaltung mit veränderlichem Verstärkungsgrad korrigiert wer-

'4 den, die die folgende Beziehung zwischen Eingangssignal x,· und Ausgangssignal x„ hat:

30 Wenn man die Proportionalitätskonstante K der Gleichung (13) ändert, kann man den Verstärkungsgrad χJx-, steuern. Das aufgrund der Verzerrungskorrektur auftretende ungewünschte Signal /₍- ist dem Signal /_Λ· übcrlagert, das keiner Verzerrungskorrektur unterworfen ist. Um das Signal l_c zu löschen, kann man aus Gleichung (13) die Beziehung zwischen /_s und /_c ausdrucken zu

35 Is = K(Is+Ic) (I⁴)

und dann kann der Verstärkungsfaktor K

40 κ- TTTT^ ⁽¹⁵⁾

¹ (16)

45 ^{λ +} ί

¹ (Π)

1 +/

50 werden, worin / = I_cHs '^st-

Für die Horizontalkorrektur gilt

/ = W/s
55 Aus Gleichung (8) ergibt sich

/ =!CH

Is

⁶⁰ de_H

Qa - I ■ V₀

65 = M-^JL (18)

v₀ dt

Wegen der Tatsache, daß das Ablenksignal ein Sägezahn ist, ist die Geschwindigkeit v₀ des Elektronenstrahls

konstant. Dann setzen wir — als a\ und erhalten
«Ό

dr

Wenn man Gleichung (19) in Gleichung (17) einsetzt, ergibt sich

K = ^l- (20)

dt

worin O| konstant ist.
Für die Vertikalkorrektur ist I in Gleichung (17) l_cy/I_s- Dann erhält man aus Gleichung (17)

₌ J- e„)

Q₀-I-V₀

weil ν etwa gleich v₀ ist, gilt

, _ Qy(e„ - ι - e„) _(2l)

' ', ^Kil>

Wenn dann a_vll zu a₂ (konstant) wird, gilt

/ - a₂ (e„ - , - e„) (22)

Wenn man Gleichung (22) in Gleichung (17) einsetzt, erhält man

K = ! (23)

I + a₇ (e„ , - e„)

Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die Abschattung korrigierbar ist, indem man die differenzierten Signale der I Iorizontal- und Vertikalkorrektursignale so verarbeitet, daß sie Gleichung (20) und (23) erfüllen, und indem der Verstärkungsgrad K der Verstärkerschaltung mit veränderlichem Verstärkungsgrad entsprechend Gleichung (20) und (23) geändert wird.

Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung, die dieses Prinzip realisiert, wobei dem Grundaufbau der Fernsehkamera die Schattierungskorrekturfunktionen hinzugefügt sind.

Synchron mit einem von einem Synchronisationssignalgenerator4 erzeugten Synchronisationsimpuls werden ein Horizontal-Ablenksignal und ein Vertikal-Ablenksignal jeweils in einer Generatorschaltung SH und 5 V erzeugt.

Digitalspeicher 9 H und 9 V speichern Registrierkorrekturdaten für das Abtasten des Elektronenstrahls einer Bildaufnahmeröhre. Die Horizontalkorrekturdaten werden im Digitalspeicher 9H und die Vertikalkorrekturdaten im Digitalspeicher 9 V gespeichert. Synchron mit dem Synchronisationsimpuls erzeugt ein Adreßzähler 11 Adreß-Signale, die die Speicher 9H und 9 V adressieren, worauf Registrierkorrekturdaten aus den Speichern synchron mit dem Abtastvorgang ausgelesen werden. Die in Form von Digital werten ausgelesenen Korrekturdaten werden in Analogsignale mittels D/A-Wandlern 8// und 8 V umgesetzt. Diese Analogkorrektursignale gehen jeweils durch eine Horizontalglättungsschaltung TH und eine Vertikalglättungsschaltung 7 V, die die Korrektursignale glätten. Durch eine Addierschaltung 6H wird das Horizontalkorrektursignal zum Horizontalablenksignal addiert und die resultierende überlagerte Signalform einer Horizontalablenk-Spulentreiberschaltung 10// eingegeben. Die Treiberschaltung 10// legt Ablenkströme an die Horizontal-Ablenkspule 12//, proportional zum überlagerten Signal. Auf der anderen Seite wird die Vertikalkorrektursignaiform zum Vertikalablenksignal mittels einer Addierschaltung 6 V addiert und die resultierende überlagerte Signalform einer Vertikalablenkspulen-Treiberschaltung 10 Kangelegt, die ihrerseits einen der überlagerten Signalform proportionalen Strom durch die Vertikalablenkspule 12 V fließen läßt. Erfindungsgemäß wird das Horizontalkorrektursignal von der Glättungsschaltung TH einer ersten Differenzierschaltung 46// eingespeist, und das Vertikalkorrektursignal von der Glättungsschaltung 7 V ebenso einer zweiten Differenzierschaltung 46 V eingespeist. Ein Ausgangssignal der Differenzierschaltung 46// wird mittels einer ersten Verarbeitungsschaltung 47// so verarbeitet, daß es Gleichung (20) erfüllt. Ein Ausgangssignal der Differenzierschaltung 46H wird mittels einer zweiten Verarbeitungsschaltung 47 V so verarbeitet, daß es die Gleichung (23) erfüllt. Verstärker 48 V und 48// mit steuerbarem Verstärkungsgrad sind in Reihe in einen Videosignalausgangskanal der Bildaufnahmeröhre 13 eingeschaltet. Der Verstärkungsgrad der Schaltung 48 V wird durch ein Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 47 V und der Verstärkungsgrad der Schaltung 48// durch ein Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung MH gesteuert, so daß in Übereinstimmung mit der Theorie unerwünschte Signale (Komponenten, die die Schattierung verursachen) im Videosignal gelöscht sind und ein schattierungsfreies Videosignal am Ausgangsanschluß

des Verstärkers 48// abgegeben wird. In Fig. 15 haben einige SchaltungsbJöcke folgende Besonderheiten. Die Ausgangssignalform des D/A-Wandlers 8// wird mittels der Glättungsschaltung TH, die ein Tiefpaßfilter ist, in die geglättete Korrektursignalform umgewandelt, die die Horizontaldifferenzierschaliung 46// empfängt. Da das Korrektursignal zeitlich kontinuierlich verläuft, kann es durch eine der in Fig. 16a oder 16b dargestellten Schaltungen direkt differenziert werden. Dies gilt für die Horizontaldifferenzierschaliung.

Die Vertikaldifferenzierschaltung 46 V kann durch eine in Fig. 17 als Blockschaltbild dargestellte Schaltung realisiert werden. Dabei wird die lineare Interpolationsmethode verwendet. In dieser Schaltung geht die eingegebene Korrektursignalform durch eine Verzögerungsschaltung 49, die aus einem Verzögerungselement, wie einer Verzögerungsleitung oder einer CCD-Einrichtung besteht und wird um eine Horizontalperiode verzögert Die Differenz zwischen dem verzögerten Signal und dem eingegebenen Korrektursignal wird einem Differenzverstärker 50 zugeführt und zur Schattierungskorrektur verwendet Entsprechend dem Analog-Glättungsverfahren können die Glättungsschaltung 7 V und die Differenzierschaltung 46 V durch eine in Fig. 18 in Blockform dargestellte Schaltung realisiert werden. Darin sendet ein Analog-Demultiplexer 51 einem Tiefpaßfilter 52 Signale synchron mit den Teilbereichen in Horizontalrichtung. Ausgänge des Tiefpaßfilters 52 werden von einem Analog-Multiplexer 54 abgetastet und durch ein Horizontal-Tiefpaßfilter 56 geführt, das die Korrektursignalform abgibt. Im Falle der Analog-Glättungsmethode kann die zur Differenzierung des Korrektursignals eingerichtete Schaltung die im Falle des linearen Interpolationsverfahrens benötigte Ein-H-Periodenverzögerungsschaltung entbehren. Deshalb kann die Differenzierschaltung durch Differenzierschaltungen 53 wie bei der Horizontaldifferenzierschaltung gemäß den Fig. 16a oder 16b, die Ausgänge der jeweiligen Tiefpaßfilter 52 nachgeschaltet sind, realisiert werden. Ein Analog-Multiplexer 55 schaltet Ausgänge der Analog-Differenzierschaltungen 53 synchron mit dem Abtastvorgang. Ein Ausgang des Analog-MuStiplexer 55 wird durch ein Tiefpaßfilter 57 geführt, das dieselbe obere Grenzfrequenz wie das Tiefpaßfilter 56 hat, das zum Glätten der Verzerrungskorrektur-Signalform dient, wodurch ein Signal zur Abschattungskorrektur erzeugt wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Signalverarbeitungsschaltung beschrieben.

Die Signalverarbeitungsschaltung muö, damit sie die Gleichung (17) erf !lit, eine nichtlineare Schaltung sein. Üblicherweise wird als nichtlineare Schaltung eine auf einer Polygon-Annäherung beruhende Diodenschaltung verwendet. Da diese jedoch nur eine nach oben zunehmend ansteigende Kennlinie hat, wird die eingegebene Signalform invertiert und Gleichung (17) durch

1 ....

y = -; (24)

1 - χ

ersetzt. Die Signalverarbeitung wird dann mittels dieser invertierten Funktion ausgeführt. Fig. 19 zeigt eine Schaltung, die die Funktion gemäß Gleichung (24) ausführt. Ein Ausgang der Differenzierschaltung ist mit einem Eingangsanschluß 58 einer Invertierschaltung 59 verbunden. Die Invertierschaltung 59 enthält einen Operationsverstärker, der das Eingangssignal 58 invertiert. Eine Spannungsdifferenz zwischen Konstantspannungen Vcc und - Vss wird durch Widerstandssätze 60 und 61 geteilt, wobei die jeweiligen Teil spannungen mit Kathoden von Dioden 62 verbunden sind. Wenn eine maximale Eingangsspannung anliegt, sind alle Dioden gesperrt. Wenn die Eingangsspannung abnimmt, bis die Anodenspannung der jeweiligen Dioden kleiner als die jeweiligen Teilspannungen werden, gehen die Dioden nacheinander in den leitenden Zustand über und ändern das Spannungsteilerverhältnis für die Eingangsspannung. Dadurch ist ein nichtlineares Eingangs/Ausgangsspannungsverhältnis gegeben. Ein gewünschtes Ausgangssignal kann an einem Ausgangsanschluß 63 erhalten werden, wenn die Widerstände der Widerstandssätze 60 und 61 geeignete Werte erhalten. Fig. 20 zeigt eine Polygon-Approximationskurve 66 mit Polygon-Punkten 64, die durch Approximation einer Kurve 65 mittels der in Fig. 19 dargestellten Schaltung entsprechend Gleichung (21) erhalten werden.

Die obige Beschreibung zeigt, daß gemäß der Erfindung unerwünschte Abschattungen aufgrund der Digitalregistrierung vermieden werden können. Aus diesem Grunde kann der Korrekturwert für die digitale Registrierung im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren erhöht und eine Bildaufnahmeröhre oder eine Spulenanordnung aus einem weiteren Bereich ausgewählt werden. Dadurch wird die Herstellung der Fernsehkamera verbilligt und die Herstellungsausbeute erhöht.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fernsehkameraschaltung mit mehreren Bildaufnahmeröhren (13), Ablenkeinheiten (12//, 12 V), die an jeder Bildaufnahmeröhre vorgesehen sind und einen Elektronenstrahl innerhalb jeder Bildröhre ablenken, Ablenksignalgeneratoren (5//, 5 V), die Ablenksignale für die periodische Ablenkung der E'.ektronenstrahlen zum Abtasten des Targets der Bildaufnahmeröhren erzeugen,

zumindest einer Korrektureinrichtung (IH, 8//, 9H; 7 V, 8 V, 9 V), die ein Korrektursignal erzeugt, das den Abtastvorgang des Elektronenstrahls zumindest einer der Bildaufnahmeröhren zur Einschreibjustierung der von den Bildröhren erzeugten Bilder beeinflußt,

ίο zumindest einer Einrichtung (6/7; 6 V), die aus dem Ablenksignal und dem Korrektursigna] ein zusammengesetztes Ablenksignal erzeugt, und

zumindest einer Ablenktreiberschaltung (10//; 10 V), die der Ablenkeinheit zumindest einer der Bildröhren das zusammengesetzte Ablenksignal zuführt,
gekennzeichnet durch zumindest eine Differenzierschaltung (46//; 46 V), die das Korrektursignal differenziert,

zumindest eine nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung (47//; 47 V), die das differenzierte Signal verarbeitet,

und zumindest eine Verstärkerschaltung (48#; 48 V) mit veränderlichem Verstärkungsgrad, die ein von der Bildaufnahmeröhre, deren Ablenkeinheit das zusammengesetzte Ablenksignal zur Einschreibjusticrung empfängt, geliefertes Videosignal empfangt und dieses mit einem durch ein Ausgangssignal der nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung gesteuerten Verstärkungsgrad verstärkt.

2. Fernsehkameraschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine erste Differenzierschaltung (46//) das Horizontalkorrektursignal differenziert und eine zweite Differenzierschaltung (46 V), das Vertikalkorrektursignal differenziert,

eine erste nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung (47//), das Ausgangssignal der ersten Differenzierschaltung verarbeitet und eine zweite nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung (47 V) das Ausgangssignal der zweiten Differenzierschaltung verarbeitet, und
eine erste Verstärkerschaltung (48 V) mit veränderlichem Verstärkungsgrad und eine zweite Verstärkerschaltung (48//) mit veränderlichem Verstärkungsgrad der ersten Verstärkerschaltung (48 V) nachgeschaltet ist, wobei die erste Verstärkerschaltung (48 V) an ihrem Eingang ein von der Bildaufnahmeröhre, deren Ablenkeinrichtung durch das korrigierte, zusammengesetzte Ablenksignal betrieben wird, erzeugtes Videosignal empfangt und wobei der Verstärkungsgrad der einen der beiden Verstärkerschaltungen (48 V, 48//) durch ein Ausgangssignal der ersten nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung und der Verstärkungsgrad der anderen Verstärkerschaltung durch ein Ausgangssignal der zweiten nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung gesteuert wird.

3. Fernsehkameraschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltungen (47//; 47 V) eine Invertierschaltung (59), mehrere Widerstands-Spannungstailer (60,61) und mehrere jeweils mit Spannungsteilerpunkten des Spannungsteilers verbundene Dioden aufweist.