DE1121108B - Farbwiedergabevorrichtung mit einer Indexroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbwiedergabevorrichtung mit einer Indexröhre zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern in Form einer Elektronenstrahlröhre mit einer Elektronenspritze, mit einer Bündelintensitäts-Steuerelektrode und einem Schirm, der aus einem sich wiederholenden Muster von Gruppen wenigstens zweier Leuchtstreifen aufgebaut ist, die je Licht in einer verschiedenen Farbe erzeugen können, mit Mitteln zur Elektronenbündelablenkung in dieser Röhre für die horizontale und vertikale Abtastung und zum ununterbrochenen Bewegen des Bündels über aufeinanderfolgende Gruppen von Leuchtstreifen, Mitteln zum Anlegen eines Bündelmodulationssignals, welches praktisch sinusförmig ist, und mit einer von der Sättigung und dem Farbton der wiederzugebenden Farbsignale abhängigen Amplitude und Phase an die erwähnte Bündelintensitäts-Steuerelektrode mit einer solchen Frequenz, daß eine Periode dem Abtasten einer Gruppe von Leuchtstreifen entspricht, und mit einem auf dem Schirm sich wiederholenden Muster wenigstens zweier Indexstreifen für jede Gruppe von Leuchtstreifen, wobei die Indexstreifen aus den erwähnten Leuchtstreifen oder zu diesen parallelen anderen Streifen bestehen, die derart angebracht sind, daß jede Indexgruppe auf gleiche Weise einer der Gruppen von Leuchtstreifen zugeordnet ist.

Bei der Farbfernsehwiedergaberöhre der Indexart wird kontinuierlich oder periodisch Information über die Lage des Elektronenbündels gegenüber der Reihe farberzeugender Elemente auf dem Röhrenschirm entnommen. Diese Information wird dazu benutzt, entweder die richtige gegenseitige Lage des Elektronenbündels und der Gruppe von Elementen beizubehalten oder das richtige Zeitverhältnis zwischen der Bündellage und dem an die Bündelintensitäts-Steuerelektrode der Wiedergaberöhre angelegten Signal beizubehalten.

Es wurden vielerlei Formen von Röhren und Schaltungen beschrieben oder vorgeschlagen. Bei einer bestimmten Vorrichtung wird eine Elektronenstrahlröhre mit einer einzigen Elektronenspritze verwendet, und die Gruppe farberzeugender Elemente nimmt die Form feiner paralleler Phosphorstreifen an, welche vertikal in der Reihenfolge Rot, Blau, Grün, Rot, Blau, Grün .. . angebracht sind (diese Reihenfolge ist als »kontinuierliche« Reihenfolge bekannt im Gegensatz zu den sogenannten »Umkehr«- Reihenfolgen). Zwischen benachbarten Phosphorstreifen können nichtleuchtende Sicherheitsbänder angebracht sein, welche als Aufgabe haben, einen Beitrag zur Erzielung gesättigter Farben zu liefern.

Farbwiedergabevorrichtung
mit einer Indexröhre

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 5. August 1959 (Nr. 26 750)
und 9. Mai 1960

Dennis Arthur Rudd, Redhill, Surrey

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Bei dem sogenannten »Dekodieren-in-der-Röhre«- Prinzip (was bedeutet, daß die Demodulation der auf einer Hilfsträgerwelle modulierten Farbsignale nicht getrennt, sondern in der Bildröhre selbst erfolgt) tritt die Schwierigkeit auf, daß die Phase der beiden von den beiden Indexstreifen erzielten Indexsignale (oder gegebenenfalls drei Indexstreifen, was bedeutet, daß drei Indexsignale erzielbar sind) von dem Farbton und der Sättigung des Bündelmodulationssignals abhängig ist, so daß beim Bewegen des Elektronenbündels längs der Indexstreifen keine gute Information über die Bündellage erhalten wird.

Um diese Schwierigkeit zu umgehen, behandelt die Schaltung nach der Erfindung die Indexsignale auf besondere Weise, und sie weist dazu das Kennzeichen auf, daß Mittel vorgesehen sind zum Erzeugen eines ersten nahezu sinusförmigen Teilindexsignals, indem das Bündel die ersten Indexstreifen sämtlicher Gruppen passiert, weiterhin Mittel zum Erzeugen eines weiteren nahezu sinusförmigen Teilindexsignals, indem das Bündel die zweiten Indexstreifen der Gruppen passiert, Mittel zum Phasendrehen der erwähnten Teilindexsignale, um sämtliche Teilindexsignale praktisch in die gleiche Phase zu bringen, Mittel zum anschließenden Summieren der Teilindexsignale zu einem endgültigen nahezu sinusförmigen Indexsignal zur Erzielung des gewünschten Verhältnisses zwi-

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sehen der Phase des erwähnten Bündelmodulationssignals und der momentanen Bündellage gegenüber den Leuchtstreifen, um praktisch die gewünschte Farbwiedergabe zu erzielen.

Einige mögliche Ausführungsformen von Vorrichtungen nach der Erfindung werden nunmehr beispielsweise an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die verschiedenen Leuchtstreifen des Bildröhrenschirmes mit dazwischenliegenden Sicherheitsbändern;

Fig. 2 zeigt verschiedene Graphiken zur Erklärung des »Dekodieren-in-der-Röhre«-Prinzips;

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung mit nur einem Indexstreifen bei jeder Gruppe von Leuchtstreifen;

Fig. 4 zeigt einige weitere Graphiken zur Erklärung der unerwünschten Phasenverschiebung, welche in dem bei der Schaltung nach Fig. 3 entwickelten Indexsignal auftritt;

Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 6 zeigt einige Graphiken zur Erklärung der Phase des entwickelten Indexsignals, wenn das Bündelmodulationssignal Farbinformation enthält, gegenüber den Indexsignalen, wenn das erwähnte Signal keine Farbinformation enthält;

Fig. 7 zeigt eine weitere Bauart des Bildröhrenschirmes, bei der verschiedene über den Leuchtstreifen angebrachte Indexstreifen mit abweichendem Sekundäremissionskoeffizienten dargestellt sind;

Fig. 8 zeigt wieder eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der nur zwei Photozellen-Indexvorrichtungen verwendet werden, und

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, die nur wenig von der nach Fig. 8 abweicht.

Fig. 1 zeigt einen typischen Aufbau eines Quer-Schnitts des Röhrenschirmes in bezug auf eine typische Annäherung der Größe des in gestrichelter Linie dargestellten Lichtflecks 1. Bei horizontaler Ablenkung des Elektronenbündels über den Schirm leuchten die Phosphore auf den Streifen G, R und B nacheinander in den Farben Grün, Rot und Blau auf, wobei die von einem bestimmten Phosphor emittierte Lichtmenge durch das Signal bedingt wird, das an die Röhre in dem Augenblick gelegt wird, in dem das Bündel den Phosphor trifft. Zwischen den Phosphorstreifen G, R und B befinden sich Sicherheitsbänder 2.

Die Frequenz, mit der drei Phosphorstreifen abgetastet werden, wird als »Schreibfrequenz« (/„,) bezeichnet. Fig. 2 zeigt, wie durch das Anlegen einer Sinuswelle mit der Schreibfrequenz f_w eine Farbe jeden gewünschten Farbtons oder Sättigungsgrads erzeugt werden kann.

In Fig. 2 A, welche die Phase der Sinuswelle darstellt, die an die Bündelintensitäts-Steuerelektrode gelegt wird, gegenüber den Streifen G, R und B zur Wiedergabe einer ungesättigten grünen Farbe, fällt das Maximum der Sinuswelle mit der Mitte des grünen Phosphorstreifens G zusammen. Es werden daher eine gewisse Menge grünes Licht und kleinere, gleiche Mengen blaues und rotes Licht erzeugt, so daß das Auge eine ungesättigte grüne Farbe wahrnimmt. Durch Vergrößerung der Sinuswellenamplituge kann ein gesättigtes Grün erzeugt werden (Fig. 2B). In diesem Falle beträgt der Bündelstrom 0 Ampere, wenn das Bündel die roten und blauen Phosphorstreifen R und B kreuzt.

Fig. 2 C zeigt ein Signal zur Wiedergabe von ungesättigtem Gelb, welches die gleiche Amplitude, jedoch naturgemäß eine verschiedene Phase gegenüber dem Signal nach Fig. 2 A aufweist. Das Maximum der Sinuswelle des Signals nach Fig. 2 C fällt mit der Mitte der Sicherheitsbänder 2 zwischen den roten und grünen Phosphorstreifen R und G zusammen, so daß gleiche Mengen rotes und grünes Licht und eine kleine Menge blaues Licht erzeugt werden. Das Auge sieht daher eine ungesättigte gelbe Farbe. Gesättigtes Gelb kann durch Vergrößerung der Sinuswellenamplitude erzeugt werden (Fig. 2D).

Die weiße Farbe wird wahrgenommen, wenn die Amplitude der Sinuswelle gleich Null ist und an die Steuerelektrode eine konstante Spannung gelegt wird (Fig. 2E). In diesem Falle werden gleiche Mengen rotes, grünes und blaues Licht erzeugt.

Der Farbton der erzeugten Farbe hängt also von der Phase der Sinuswelle ab und die Sättigung von ihrer Amplitude und von der Gleichspannungskomponente des Signals, welche vom Bildinhalt abhängig und normal als die »monochrome« Komponente bekannt ist. Ebenso hat die Sinuswellenkomponente eine veränderliche Phase und Amplitude, die je vom Bildinhalt abhängig sind, und ist als »Interpunktierungs«-Komponente oder »Bildpunktinterpunktierungs«-Komponente bekannt. Dieses Signal ist also dem NTSC-Signal sehr ähnlich, und ein NTSC-Signal kann in die entsprechenden Signalkomponenten übergeführt werden durch Verwendung einer geeigneten Schaltung, wie sie z. B. von B. D. Loughlin in Proc. I. R. E. vom Januar 1954, S. 299 bis 308, beschrieben wurde.

Der Modifikationskreis, der das NTSC-Signal in ein Interpunktierungssignal ändert, ändert nicht die Signalfrequenz, d. h., er erzeugt das Interpunktierungssingal bei der Hilfsträgerwellenfrequenz (mit f_sc bezeichnet). Das Interpunktierungssignal muß daher von der Hilfsträgerwellenfrequenz in die Schreibfrequenz umgesetzt werden, was in einer Frequenzmischröhre oder Mischschaltung erfolgt.

Wenn also ein Signal mit einer Frequenz /_w—/_Sf mit konstanter Amplitude und Phase in einem Mischer mit dem Interpunktierungssignal mit der Frequenz f_sc gemischt wird, so hat die Summenfrequenzkomponente am Ausgang eine Frequenz f_w und führt die Phasen- und Amplitudenänderungen des Interpunktierungssignals. Dieser Ausgang ist daher geeignet zum Anlegen an die Bündelintensitäts-Steuerelektrode. Das Signal mit der Frequenz f_w—f_s
d Ä

g q _wsc

den Änderungen von /„, genau folgen. Diese Änderungen treten auf infolge von NichtUnearität bei horizontaler Abtastung, Änderungen in der Rasterbreite, Unvollkommenheiten im Legen der Phosphorstreifen usw. Dieses Signal wird daher dem Röhrenschirm selbst entnommen, so daß es möglich ist, diesen Änderungen von f_w genau zu folgen.

Das Indexsignal kann dem Schirm auf verschiedene Weise entnommen werden. Eine mögliche Weise ist in Fig. 3 dargestellt, in der einige bei / schematisch dargestellten Mittel zum Feststellen der Bewegung des Bündels über das Phosphormuster wiedergegeben sind. Angenommen sei, daß die Mittel/ aus einer Photozelle bestehen, die für Blau empfindlich und in eine Lage gesetzt ist, in der sie den Schirm als Ganzes sehen kann. Angenommen sei weiterhin, daß an die Steuerelektrode C der Bildröhre T eine konstante Spannung gelegt wird, so daß Weiß wiedergegeben wird. Die Photozelle / erzeugt Impulse mit einer Periodenzeit gleich der Schreibfrequenz f_w. Wenn die

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Photozelle / als Belastung einen abgestimmten Kreis 2 beute der blauen Phosphorstreifen in diesem Falle

mit einer Resonanzfrequenz /„, hat, so wird eine Fig. 4 C entspricht.

Sinuswelle erzeugt, deren Frequenz f_w beträgt. Diese Das Zuführen eines Farbsignals zur Wiedergabe-Sinuswelle folgt also auftretenden Änderungen der röhre, bei der ein solches Indexsystem verwendet Schreibfrequenz /,,, und weist eine konstante Phase 5 wird, verursacht also unzulässige Änderungen in der gegenüber den Phosphorstreifen auf. Wenn diese Amplitude und Phase des Indexsignals. Übersprechen Sinuswelle mit dem in einem Ortsoszillator 3 er- zwischen den Färb- und Indexsignalen ergibt nämlich zeugten Signal mit der Hilfsträgerwellenfrequenz /_i(. in eine positive Rückkopplungsschleife für das Farbeiner ersten Frequenzmischvorrichtung 4 gemischt signal, und daraus kann sich eine Unstabilität erwird und die Differenzfrequenz (/„. —/_st.) beim Aus- io geben.

gang selektiert wird, erfüllt das resultierende Signal Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, eine (fw — fsc) die oben beschriebenen Bedingungen. verbesserte Indexschaltung zu schaffen, die stabil Weitere physikalische Erscheinungen zur Erzielung arbeiten und den durch das obenerwähnte Übereines Indexsignals sind verwendbar. Zum Beispiel sprechen verursachten Phasenfehler derart herabkönnen Streifen aus Material mit einem verhältnis- 15 setzen kann, daß er auf die Farbwiedergabe keinen mäßig hohen sekundären Emissionskoeffizienten großen Einfluß ausübt.

hinter einen bestimmten Farbstreifen jeder Dreizahl Die im Zusammenhang mit der Erfindung verwengelegt werden, und der Sekundäremissionsstrom kann deten Indexstreifen und zugeordnete Schaltung kann zum Steuern der Mittel /, die das Indexsignal er- von jeder physikalischen Erscheinung Gebrauch zeugen, verwendet werden. 20 machen, z. B. elektrischer Leitung, Ultraviolett- oder Fig. 3 zeigt auch eine zweite Frequenzmischvorrich- Sekundäremission. Die Lage der Indexstreifen ist tung5. An die Mischvorrichtung 5 wird das Differenz- nicht wichtig, vorausgesetzt, daß die zu jeder Gruppe signal (j_w — f_SL) und gleichzeitig das Interpunktie- von Leuchtstreifen gehörigen Indexstreifen die gleiche rungsfarbsignal f_ic gelegt. Das Signal f'_sc enthält die Anordnung gegenüber ihrer Gruppe haben wie sämtgewünschte Information bezüglich Farbton und Sätti- 35 liehe anderen Indexstreifen gegenüber ihren respekgung der wiederzugebenden Farben und wird dem tiven Leuchtgruppen, und vorausgesetzt auch, daß Block 6 entnommen. Der Block 6 ist der letzte Ver- wenigstens zwei getrennte und deutliche Teilindexstärker nach dem zweiten Demodulator in einem signale von jeder Gruppe von Leuchtstreifen erzielt Farbfernsehempfänger. So ist das Signal j'_sc ein werden können. Insbesondere können sämtliche Farbsignal, das auf die Hilfsträgerwelle mit einer 30 Indexstreifen von den Leuchtstreifen des Schirmes Frequenz /_Sf aufmoduliert ist. (Bemerkt wird, daß die gebildet werden oder, umgekehrt, sind sämtliche Hilfsträgerwelle selber unterdrückt werden kann.) Am Indexstreifen andere Streifen als die Leuchtstreifen Ausgang von 5 ergibt sich also ein Interpunktierungs- des Schirmes. Auch ist es möglich, eine gemischte signal mit einer Frequenz /„, zum Anlegen an die Anordnung zu haben, z. B. zwei Indexstreifen pro Steuerelektrode der Bildwidergaberöhre. Dem Signal 35 Gruppe, von denen einer aus einem blauen Phosphormit der Frequenzf_w wird in einem Summierkreis 7 die streifen des Schirmes besteht, während der andere monochrome Komponente M zugesetzt, welche dem ein Ultraviolett- oder Sekundäremissionsstreifen ist, Block8 entnommen ist. Das Signal M + /,„ wird der der auf einem Sicherheitsband mitten zwischen zwei Steuerelektrode C zugeführt. Wenn das Signal M+ /_u. blauen Phosphorstreifen liegt. Eine weitere Möglichin Wirklichkeit an die Röhre T gelegt wird, ist nach- 4° keit besteht in der Anwendung eines gemischten weisbar, daß das resultierende System unstabil ist, da Phosphorstreifens, z. B. eines Gemisches von zwei das Farbsignal einen unerwünschten Einfluß auf das Phosphoren, von denen einer ein ultraviolettes Licht Indexsignal ausübt. Dies gilt unabhängig davon, ob für Indexzwecke emittiert, während der andere Licht die Mittel / auf photoelektrischer Basis oder auf Se- in einer sichtbaren Farbe für Wiedergabezwecke auskundäremissionsbasis wirken, aber es ist zweckmäßig, 45 sendet.

den Effekt an Hand von Mitteln / zu beschreiben, Was die leuchtenden oder Wiedegabestreifen an-

welche die Form einer Photozelle haben. Betrachtet belangt, so können dabei verschiedene Phosphore, die

man z. B. den Effekt der in Fig. 2 dargestellten Färb- Licht verschiedener Farbe emittieren, oder optische

signale. Wenn die Indexvorrichtung eine für Blau Filterstreifen verwendet werden, welche letzteren die

empfindliche Photozelle ist, so wird das Indexsignal 50 verschiedenen Farben von einem weißleuchtenden

auf eine Amplitude gleich Null herabgesetzt, wenn Phosphor aus liefern.

gesättigtes Grün oder gesättigtes Gelb (Fig. 2 B, 2D) Wenn die Leuchtstreifen nicht nur zur Wiedergabe, wiedergegeben werden soll. sondern auch als Indexstreifen verwendet werden, so Das Wiedergeben von ungesättigtem Grün wird die Röhre derart vereinfacht, daß sie keine be-(Fig. 2A). führt zum Erzeugen eines Indexsignals, 55 sonderen Indexstreifen braucht. In diesem Fall dessen Phase aber verschoben ist. Die Fig. 4 A und 4 B müssen aber der Schaltung Photozellen mit Farbfiltern zeigen, wie dies erfolgt. Während der Lichtfleck über zum Festsetzen der Bewegung des Lichtflecks zugeden blauen Phosphor läuft, ändert sich die Lichtaus- ordnet werden. Ein Beispiel einer jeden dieser Vorbeute der blauen Phosphorstreifen auf die in Fig. 4 A richtungen nach der Erfindung wird an Hand der dargestellte Weise. Das in Fig. 4 B dargestellte Aus- 60 Fig. 5 bis 9 beschrieben, wie sie bei einem Dreigangssignal der Photozelle / mit der abgestimmten farben-Fernsehwiedergabesystem für einen Farbfern-Belastung 2 ist die Grundkomponente des in Fig. 4 B sehempfänger verwendet werden, dargestellten Indexsignals, und die Phase des er- In einem typischen Falle kann die Breite eines wähnten Ausgangssignals ist in Richtung des Pfeiles α jeden der Phosphorstreifen G, R und B 0,25 mm beverschoben. 65 tragen, und die Sicherheitsbänder 2 können dieselbe Dagegen hat das zum Wiedergeben eines ungesät- Breite haben, woraus sich eine Gesamtbreite von tigten Gelbs (Fig. 2 C) erzielte Indexsignal die richtige 1,5 mm für jede leuchtende Dreizahl ergibt (diese Phase, wie in Fig. 4 D dargestellt, da die Lichtaus- Vorrichtung kann durch Fig. 1 wiedergegeben

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werden). Bei solchen Abmessungen werden die ein- beiden Signale in die gleiche Phase gebracht werden zelnen Farbstreifen bei" normalen Schauabständen wie das Signal G, der grünempfindlichen Photonicht vom Auge unterschieden. In der nachfolgenden zelle P_g, welches überhaupt nicht verzögert wird. Ein Beschreibung wird angenommen, daß die Struktur weiteres Verfahren, die Signale gleichphasig zu der Streifen vertikal ist und daß Ablenkmittel (nicht 5 machen, besteht darin, das »rote« Signal um 60° zu dargestellt) zur horizontalen und vertikalen Abtastung verzögern, das »blaue« Signal um 60° zu beschleunivorgesehen sind. gen und das »grüne« Signal in der Phase umzukeh-Auch wird in der Beschreibung vorausgesetzt, daß ren. Die Weise, wie die Phasenverschiebung erfolgt, das Farbvideosignal in Bildpunktierungsform vor- ist nicht wichtig, insoweit sämtliche drei Signale in handen ist, d.h. aus einer Farbkomponente mit der io nahezu gleiche Phase gebracht werden (Fig. 6B), Hilfsträgerwellenfrequenz f_sc sowie einer mono- wenn an die Elektrode C eine konstante Spannung chromen Komponente besteht. Dieses Farbsignal gelegt wird. Die drei Signale werden dann in einem kann durch Anwendung des Signalverfahrens, be- Summierkreis 12 summiert; das resultierende Auskant als »Y in M-Umsetzung und Hilfsträgerwellen- gangssignal ist in Fg. 6 C dargestellt,
modifikation«, dem gleichwertigen NTSC-Signal ent- 15 Betrachtet man jetzt den Effekt des Anlegens eines nommen werden. Es ist z. B. bekannt, daß das veränderlichen Signals an die Steuerelektrode C der NTSC-Signal bei für Bildpunktinterpunktierungs- Bildwiedergaberöhre T, so daß auf dem Schirm der wiedergabe geeigneten Röhren verwendbar ist, ohne Röhre T Stellen veränderlicher Helligkeit und Farbe daß zu große Farbfehler erzeugt werden, und in erzielt werden. Die drei von den Photozellen P_r, P₁, diesem Falle wäre das Farbsignal in Form von Färb- 20 und P_g erzeugten Signale R₁, B₁ und G₁ sind je Ände- und Helligkeitskomponenten vorhanden. rungen sowohl in der Amplitude als auch in der Fig. 5 zeigt in Draufsicht eine Bildwiedergabe- Phase unterworfen. Das endgültige, den Phasenverröhre T mit einer vertikalen Reihe von Phosphor- Schiebungskreisen 10 und 11 und dem Summierkreis streifen R, B, G, die derart auf den Halter des 12 entnommene Signal bleibt aber unter allen Ver-Röhrenschirmes gelegt sind, daß das auftreffende 25 hältnissen praktisch in der Phase unverändert, und Elektronenbündel Licht verschiedener primärer seine Amplitude bleibt praktisch proportional dem Farben in einer konstant wiederkehrenden Reihen- mittleren Pegel des Bündelstromes der Bildwiederfolge emittiert. Diese Reihenfolge ist im beschriebenen gaberöhre.

Beispiel Rot, Blau, Grün, Rot, Blau, Grün . . ., ob- Fg. 6 D zeigt typische Änderungen, welche in den wohl die genaue Reihenfolge, in der die Phosphore 30 »roten«, R_;, »blauen«, B,, und »grünen« Photozellenaufleuchten, nicht wichtig ist, vorausgesetzt, daß die Signalen G₁ auftreten können, und Fig. 6 E zeigt diese Reihenfolge eine sogenannte kontinuierliche ist. Signale nach dem Passieren der Phasenverschiebungs-Drei Photozellen, von denen eine, P_r, nur für rotes kreise 10 und 11. Das endgültige, den Phasenverschie-Licht empfindlich, eine, P₆, nur für blaues Licht bungskreisen 10 und 11 und dem Summierkreis 12 empfindlich und die dritte, P_g, nur für grünes Licht 35 entnommene Signal ist in Fig. 6 F dargestellt und ist empfindlich ist, sind in eine Lage gesetzt, in der sie praktisch unverändert gegenüber Fig. 6 C. Dieses enddurch von der Reihe von Phosphoren aus emittiertes gültige Indexsignal /„,, nach erfolgter Verstärkung Licht getroffen werden können. Die erwähnte Emp- und nach Durchgang durch einen Amplitudenbegrenfindlichkeit kann dadurch erzielt werden, daß zwi- zungskreis 13 zwecks Entfernung von Änderungen sehen jeder Photozelle und dem Schirm der Bildwie- 4° im mittleren Pegel des Bündelstromes in der Elekdergaberöhre ein geeignetes Farbfilter angebracht tronenstrahlröhre T, ist daher praktisch frei von wird. Zu jeder Photozelle gehört eine Belastung 9, Änderungen infolge von Änderungen im an die die aus einem abgestimmten Kreis besteht, der ein Steuerelektrode C der Bildwiedergaberöhre T geleg-Resonanzfrequenzsignal gleich der Frequenz auf- ten Videosignal und kann auf die für Bündelindexweist, bei der die Dreizahlen Phosphorstreifen vom 45 systeme übliche Weise für Indexzwecke verwendet Elektronenbündel abgetastet werden, d. h. gleich der werden. Dies kann mit Hilfe der typischen darge-Schreibfrequenz /„,. stellten Schaltung erfolgen, deren Wirkungsweise wie

Wenn an die Bündelintensitäts-Steuerelektrode C folgt ist:

der Bildwiedergaberöhre T eine unveränderliche Das Indexsignal /_u, mit konstanter Amplitude wird Spannung gelegt wird, so daß der Bündelstrom beim 50 in einer ersten Mischröhre oder Mischstufe 4 mit dem Abtasten des Röhrenschirmes konstant bleibt, so er- regenerierten Hilfsträgerwellensignal/_S(. gemischt, und zeugen die drei Photozellen je ein etwa sinusförmiges die Differenzkomponente (f_w—f_sc) wird am Aus- »Index«-Signal, dessen Frequenz gleich der Schreib- gang4 selektiert. Das Differenzfrequenzsignal (/_w — /_s<) frequenz f_w ist, und diese Signale weisen je eine wird dann in einer zweiten Mischstufe 5 mit der Phase auf, die gegenüber denen der anderen zwei 55 Farbkomponente oder Interpunktierungsfarbkompo-Signale um 120° verschoben ist. Fig. 6 A zeigt die nente f'_sc des Videosignals gemischt, wobei die Beziehung zwischen den Signalen R₁, B₁ und G₁, Schreibfrequenzkomponente f_w mit Farbinformation welche die von den Photozellen P_r, P_b und P_g mit am Ausgang von 5 selektiert wird. Das Ausgangsihren zugeordneten Belastungen 9 erhaltenen Index- signal f_w enthält also die Phasen- und Amplitudensignale darstellen. Diese drei Signale werden, insoweit 60 änderungen des Interpunktierungsfarbsignals/i,., und notwendig, von getrennten Phasendrehungs- oder der darauffolgende Zusatz der Helligkeitskompo-Verzögerungskreisen gesteuert, so daß sie gegenseitig nente M macht dieses Signal zum Anlegen an die gleichphasig gemacht werden. Fig. 5 zeigt Verzöge- Steuerelektrode C der Bildwiedergaberöhre Γ gerungskreise, wodurch das Signal R, der rotempfind- eignet.

liehen Photozelle P_r in einem Verzögerungskreis 10 65 Jetzt wird ein anderes Verfahren zum Erzeugen

um 240° verzögert wird, während das Signal B₁ der eines Indexsignals beschrieben,

blauempfindlichen Photozelle P_b in einem Verzöge- Fig. 7 zeigt einen horizontalen Schnitt durch den

rungskreis 11 um 120° verzögert wird, so daß die Schirm einer geeigneten Bildwiedergaberöhre T. Auf

den Träger des Glasschirmes werden auf normale Weise Phosphorstreifen R, B und C in einer kontinuierlich wiederkehrenden Reihenfolge gelegt, während Sicherheitsbänder 2 aus nichtleuchtendem Material zwischen die Phosphorstreifen gelegt werden. An der Elektronenkanonenseite der Phosphorstreifen werden Streifen 15_t, 35., und 15., aus einem für Elektronen durchlässigen Leitungsmaterial, z. B. Aluminiumfilm, gelegt, wobei diese Streifen gegenseitig isoliert sind. Die Zahl der hinter einer Dreizahl Phosphoren gelegten Leitungsstreifen ist nicht wichtig, vorausgesetzt, daß dieselbe ganze Anzahl Streifen hinter jede Dreizahl gelegt und mehr als ein Streifen pro Dreizahl vorhanden ist. Beim dargestellten Beispiel sind drei leitende Streifen hinter eine Farbendreizahl gelegt (wobei jeder Leitungsstreifen einen Phosphorstreifen überdeckt). Sämtliche in derselben Lage gegenüber den Farbdreizahlen gelegten Leitungsstreifen 15 sind elektrisch miteinander verbunden und an eine Elektrode gelegt, an die äußere Verbindungen angeschlossen werden können. So sind sämtliche Leitungstreifen 15, miteinander verbunden, sämtliche Streifen 15., und sämtliche Streifen 15.,. Der Röhre können also drei Indexsignale R₁, B₁ und G₁ über die entsprechende Durchverbindung der Elektroden 15p 15., und 15., entnommen werden. Beim Bewegen des "Elektronenbündels über den Schirm durchläuft der Bündelstrom seinerseits ein jedes der Elektrodensysteme 15,, 15., und 15.,, wobei in einem jeden dieser Elektrodensysteme Impulse mit einer Geschwindigkeit gleich der Schreibfrequenz erzeugt werden. An die drei Durchverbindungen ist je eine Belastung angeschlossen, die aus einem auf der Schreibfrequenz abgestimmten Kreis besteht, wie in Fig. 5 dargestellt, während auch der übrige Teil der Schaltung Fig. 5 entsprechen kann.

Wenn eine verschiedene Zahl von Leitungstreifen pro Farbendreizahl verwendet wird, z. B. zwei Streifen pro Dreizahl, so werden zwei Elektrodensystemen der Röhre zwei Signale entnommen. Wenn der Bündelstrom konstant ist (d. h. bei Abwesenheit von Bündelmodulation), so sind diese Signale gegenseitig um 180° phasenverschoben, wobei die beiden Teilsignale durch Phasenumkehrung des einen oder des anderen Signals in die gleiche Phase gebracht werden können.

Die Schaltung nach Fig. 5 oder eine entsprechende Vorrichtung, in der Leitungsstreifen, wie an Hand von Fig. 7 beschrieben, verwendet werden, kann ohne weiteres zur Verwendung in Systemen mit nur zwei Phosphorstreifen verschiedener Farbe in jedem Element des Phosphormusters angepaßt werden. Ein solches Muster kann z. B. abwechselnd Orange- und Cyanstreifen für Zweifarbenwiedergabe eines Farbfernsehbildes haben. Das dem einen Satz Phosphoroder Leitungsstreifen entnommene Teilindexsignal kann um 180° phasenverschoben sein (z. B. durch Phasenumkehrung) und dann dem anderen Teilindexsignal zugeführt werden, so daß es mit diesem praktisch gleichphasig ist und das gewünschte endgültige Indexsignal liefert.

Dieses System ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Hier sind nur zwei Indexphotozellen P₁ und P., und ein Summierkreis 12 dargestellt, was in Funktion dem aus drei Zellen bestehenden Kreis von Fig. 5 entspricht (die übrige Schaltung kann derjenigen von Fig. 5 entsprechen und ist deutlichkeitshalber weggelassen). In dieser Schaltung speist die Photozelle P₁ ihren Ausgang von ihrer abgestimmten Anodenbdasi.up.g 9 aus, während die Photozelle P₁ den mit ihrer Kathode verbundenen abgestimmten Kreis 9 als Belastung hai. In Fig. S sind die Sicherheitsbänder 2 zwischen den ■>roten«, /?, und den »grünen« Phosphorstreifen G durch Leuchtstreifen U ersetzt, welche beim Auftreffen des Elektronenbündels ultraviolettes Licht emittieren. Wenn als die Photozelle P₁ nur für ultraviolettes Licht und die Zelle P., nur für blaue

ίο Leuchtstreifen B empfindlich ist, können U und B als Indexstreifen wirken. Da die Indexstreifen U zwischen den Indexstreifen B symmetrisch angebracht sind (welche also zwei Funktionen erfüllen), sind die beiden Teilindexsignale nominal gegenseitig um 180^c phasenverschoben.

Jedoch das Anbringen der Belastung von P, in ihrem Anodenkreis hat zur Folge, daß ihr Teilindexsignal U₁ umgekehrt wird, während beim Teilindexsignal B₁ im Kreis P., keine Umkehrung erfolgt. Die beiden Ausgangssignale U) und B_f können daher ohne vorhergehende Phasenverschiebung summiert werden und brauchen sogar keine besondere Schaltung zum Umkehren eines der Signale. Die Indexstreifen können auch zwei in gleichem Abstand voneinander liegende ultraviolettemittierende Streifensätze sein, einer an jeder Schirmseite. In der Praxis ist eine gewisse Verstärkung vor oder nach der Summierung erwünscht, aber dies ist ebenso der Fall bei der Photozellenschaltung nach Fig. 5.

Fig. 9 zeigt eine weitere Schaltung mit zwei Zellen. Bei dieser Schaltung werden die Zellenausgänge den Anoden entnommen und sind daher gegenseitig um 180" phasenverschoben. Diese Signale werden aber einander gegenüberliegenden Enden einer mit einer Zwischenanzapfung versehenen primären Wicklung eines Transformators 16 zugeführt. Kondensatoren 17. 18 und 19 sind zugefügt, um die ganze Schaltung auf die gewünschte Schreibfrequenz f_w abzustimmen. Gegebenenfalls können einige Dämpfungswiderstände 20 und 21 mit der Primärwicklung des Transformators 16 verbunden werden. Die Schaltung 16 bis 21 erfüllt sowohl die Phasenverschiebungsfunktion als auch die Addierfunktion. Es kann wieder erwünscht sein, vor oder nach dem Transformator 16 zu verstärken. Was die verwendeten Indexstreifen anbelangt, gilt dasselbe wie bei Fig. 8. Es kann in der Praxis erwünscht sein, die Widerstände 20 und 21 als regelbarer Potentiometer auszubilden, um die Schaltung bei ungleichen Empfindlichkeiten in den beiden Zellen P₁ und P., in den Gleichgewichtszustand zu bringen.

Ein Dreifarbensystem, bei dem nur zwei Teilindexsignale verwendet werden, kann leicht stabil sein. Stabilität kann als die Bedingung betrachtet werden, bei der die Farbwiedergabe des Systems, obwohl möglicherweise unrichtig, bei einem bestimmten Farbsignal konstant bleibt. Im Falle eines Systems, bei dem ein Farbsignal verwendet wird, welches eine Sinuswelle konstanter Frequenz mit einer sich ändernden Phase ist. welche den Farbton wiedergibt, kann diese Stabilität als eine Bedingung betrachtet werden, bei der sich praktisch ein konstanter Farbton in der Farbwiedergabe bei jeder bestimmten Phase des Farbsignals befindet. Die verbleibenden Phasenfehler sind für die meisten Anwendungen zulässig. Aus den beschriebenen Beispielen ist ersichtlich, daß noch der Vorteil besteht, daß der Indexsteuerkreis automatisch selbststartend ist, ohne daß weitere

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Mittel oder irgendwelche Beschränkungen für das verwendete Arbeitsverfahren notwendig sind. Diese Eigenschaft ist auf das ununterbochene Verhandensein der Einfarbenkomponente M zurückzuführen (z. B. in Fig. 5 wird diese Komponente an die Elektrode C der Röhre T über keine andere Schaltung als einen Addierkreis gelegt), während bei den meisten anderen Systemen sämtliche an diese Steuerelektrode gelegten Signale von Torimpulsen getort werden und diese ihrerseits den Indexsignalen abgenommen werden. Diese bekannten Vorrichtungen brauchen einige Mittel zum Erzeugen eines Anfangsimpulses, der beim Anfang jeder Zeile eingeschaltet wird, um zu erreichen, daß der Bündelstrom wenigstens einen Indexstreifen trifft, der dann die Steuerkreise in Betrieb setzen kann. Ein ähnliches Problem entsteht, wenn der Bündelstrom in der Mitte einer Zeile bis Null abnimmt infolge des Vorhandenseins einer dunklen Szene (Schwarzpegel) im Bild. Es gibt Verfahren zum Lösen dieser Probleme bei bekannten Systemen, aber diese erfordern zusätzliche Schaltelemente oder verursachen eine Verschlechterung des Bildes oder beides. Bei der oben beschriebenen Vorrichtung ist die Helligkeitskomponente am Anfang jeder Zeile vorhanden und erscheint wieder nach jeder dunklen Szene des Bildes; diese Komponente ist an sich ausreichend, um den Indexsteuermechanismus wieder zu starten.

Während die Beispiele mit vertikalen Streifen beschrieben wurden, welche durch eine horizontale Abtastung bestrichen werden, gibt es die weitere Möglichkeit einer Struktur mit horizontalen Streifen kombiniert mit einer vertikalen Wellenbewegung des Bündels während der horizontalen Abtastung. Damit diese Vorrichtung der der Beispiele entspricht, muß die Bündelbewegung naturgemäß eine praktisch sägezahnförmige Welle mit einer praktisch vernachlässigbaren Rücklaufzeit und einer Amplitude entsprechend der Breite einer Gruppe von Leuchtstreifen beschreiben.

Wie bei den meisten Indexsystemen kann das Indexsignal zum Einstellen der Abtastgeschwindigkeit anstatt, wie hier beschrieben, zum Regem der Phase des Farbsignals verwendet werden, um das richtige Zeitverhältnis zwischen dem Farbsignal und der momentanen Bündellage beizubehalten. Ebenso wie bei anderen Systemen ist es aber in der Praxis besonders zweckmäßig, die Regelung gemäß dem zweiten Verfahren durchzuführen.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Farbwiedergabevorrichtung mit einer Indexröhre zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern in Form einer Elektronenstrahlröhre mit einer Elektronenspritze, mit einer Bündelintensitäts-Steuerelektrode und einem Schirm, der aus einem sich wiederholenden Muster von Gruppen wenigstens zweier Leuchtstreifen besteht, die je Licht in einer verschiedenen Farbe erzeugen können, mit Mitteln zur Elektronenbündelablenkung in dieser Röhre für die horizontale und vertikale Abtastung und zum ununterbrochenen Bewegen des Bündels über aufeinanderfolgende Gruppen von Leuchtstreifen, Mitteln zum Zuführen eines nahezu sinusförmigen Bündelmodulationssignals mit einer Amplitude und Phase, welche von der Sättigung und dem Farbton der wiederzugebenden Farbsignale abhängig sind, zur Bündelintensitäts-Steuerelektrode mit einer solchen Frequenz, daß eine Periode der Abtastung einer Gruppe von Leuchtstreifen entspricht, und mit einem auf dem Schirm sich wiederholenden Muster wenigstens zweier Indexstreifen für jede Gruppe von Leuchtstreifen, wobei die Indexstreifen entweder aus den erwähnten Leuchtstreifen bestehen oder zu diesen parallele andere Streifen sind, die derart angebracht sind, daß jede Indexgruppe auf gleiche Weise einer der Gruppen von Leuchtstreifen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zum Erzeugen eines ersten nahezu sinusförmigen Teilindexsignals, indem das Bündel die ersten Indexstreifen sämtlicher Gruppen passiert, weiterhin Mittel zum Erzeugen eines weiteren nahezu sinusförmigen Teilindexsignals, indem das Bündel die zweiten Indexstreifen der Gruppen passiert, Mittel zur Phasendrehung dieser Teilindexsignale, um sämtliche Teilindexsignale praktisch auf die gleiche Phase zu bringen, Mittel zum anschließenden Summieren der Teilindexsignale zu einem endgültigen nahezu sinusförmigen Indexsignal.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der drei Streifen in jeder Gruppe von Leuchtstreifen zur Dreifarbenwiedergabe und zwei Indexstreifen für jede Gruppe von drei Leuchtstreifen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexstreifen der einen Lage symmetrisch zwischen die Indexstreifen der anderen Lage gelegt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel besitzt zum Zuführen eines Helligkeitssignals zur Bündelintensitäts-Steuerelektrode unabhängig von dem Vorhandensein bzw. der Abwesenheit von Indexsignalen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel wirken durch Beeinflussung der Mittel zum Zuführen von Bündelmodulationssignalen zur Elektronenstrahlröhre.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel für die horizontale Abtastung das Bündel in einer zur Richtung der Leuchtstreifen senkrechten Richtung ablenken können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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