DE1762098A1 - Farbfernsehempfaenger - Google Patents

Description

DIPL..ING. H.LEINWEBER dipping. H.ZIMMERMANN

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Dresdner Bank AG. Münctiwi 2, Marlanplalz, Kto.-Nr. 92790

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LolnpM München

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8 München 2, Rotental 7, 2 Autg (Kustermann-Paesage)

^den 5. April 1968

MATSUSHITA ELECTRONICS C0P0RATI0N, Osaka, Japan Farbfernsehempfänger

Die Erfindung bezieht sich auf einen Farbfernsehempfänger mit drei Elektronenkanonen, bei dem die Abweichung vom Normalzustand des Farbtones einstellbar ist, die von Kennlinienänderungen der Vakuumröhren, insbesondere des Farbdifferenz-Verstärkers aufgrund des Alterns und/oder von Änderungen der verschiedenen Kennlinien der Farbbildröhre an sich aufgrund des Alterns herrühren, (

In den meisten der im Handel erhältlichen Farbfernsehempfänger wird eine Schattenmasken-Bildröhre mit drei Elektronenkanonen verwendet. Normalerweise werden in einer solchen Bildröhre an die Kathoden aller Elektronenkanonen ein Luminanzsignal oder ein Y-Signal, und an die Gitter der Elektronenkanonen für die Farben Rot, Grün und Blau drei Farbdifferenzsignale R-Y, G-Y bzw.

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B-Y gelegt. Um in einem solchen Farbfernsehempfänger eine farb~ tonrichtige Wiedergabe zu erhalten, müssen die jeweiligen Farbdifferenzsignale ohne Verzerrung verstärkt und zur Bildröhre übermittelt werden. Um das Gleichspannungsniveau jedes Farbdifferenzsignals beim richtigen Wert zu halten, wurde bisher unter Ver- ·.■! * wendung eines sogenannten "Austaster"-Verstärkers (blanker amplifier) das Farbdifferenz-Ausgangssignal derart gesteuert, daß ι es während der horizontalen Bücklaufzeit Null wird. Es ist jedoch auch mit einem derartigen Verfahren nicht möglich, die Unsymmetrie zwischen den Farbdifferenzsignalen zu vermeiden, die darauf beruht, daß die Arbeitspunkte der Vakuumröhren aufgrund von Änderun- gen der Vakuumröhren-Konstanten aufgrund des Alterns verlagert

werden. Um eine derartige Unsymmetrie der Farbdifferenzsignale auf- $

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grand der Verlagerung der Röhrenarbeitspunkte zu verhindern, ist " es bekannt, die Farbdifferenzverstärker Wechselstrom zu koppeln und 4e» Klemmstromkreise zuzuschalten, in denen jeweils eine Diode vor die Gitter der Kathodenstrahlröhre geschaltet ist. Dadurch ist ein Verlagern der Gleichstroa-Arbeitspunkte der Vakuumröhren verhindert. Durch dieses Verfahren können Farbänderungen aufgrund einer Verlagerung der Arbeitspunkte der Vakuumröhren der Farbdifferenzverstärker zwar weitgehend vermieden werden, Farbänderungen

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aufgrund von Änderungen der Bildröhrenkennlinien durch Altern sind jedoch nicht ausgeschaltet.

Ziel der Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen. Dies v'ird erfindungsgemäß durch einen Farbfernsehempfänger bewirkt, ~■-■:. dem der endgültige Farbausgleich auf dem Bildschirm ungeachtet der Kennlinienänderungen in einer Vakuumröhre oder der Bildröhre im bestmöglichen Zustand gehalten werden kann, so daß sich für den Betrachter immer ein möglicher Farbausgleich ergibt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindungergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen

Fig-, 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Schema zur Erklärung der Betriebsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3a bis 3f graph:jene Darstellungen von Wellenformen,

Fig. 4 eine scher atische Darstellung mit einem Teil des Stromkreises der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Schema der Signalklemmschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

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Fig. 6 ein Schema des Systems sum Übertragen von Signalen zur Bildröhre.

Fig. 1 zeigt eine Schaltanordnung, in der über Anschlußklemmen 1 Farbdifferenzsignale in einen Farbdifferenzverstärker 2 ) eingespeist, darin verstärkt und einer Bildröhre 3 vorgelegt werden.

Sine Farbfilter-Einheit 4 für die drei Grundfarben filtert eine Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des Weißausgleichs aus, die auf dem Bildschirm der Bildröhre 3 erzeugt wird und zerlegt die Bezugsfarbbeleuchtung in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen. Die so voneinander getrennten Lichtstrahlen werden auf eine lichtempfindliche Vorrichtung 5 projiziert, die beispielsweise aus pho-" toleitfähigen Zellen für die jeweiligen Farben bestehen kann. Schwankungen der Widerstandsverte der lichtempfindlichen Mittel entsprechend der Energie der aus gefilterten Lichtstrahlen werden

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auf die Farbdifferenzverstärker/rückgekoppelt. Dadurch wird die an den Gittern der Farbröhre liegende Vorspannung, die aufgrund von Änderungen der Farbdifferenzsignale schwanken kann, unmittelbar oder mittelbar gesteuert.

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fig. 2 zeigt beispielsweise eine zur Durchführung des beschriebenen Steuerarbeitsgangs verwendete Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals zum Steuern der Farbwiedergabe. In dieser Vorrichtung wird an einem kleinen Teil 8 eines Endabschnittes 7 des Bildschirms 6 der Bildröhre eine Bezugsfarbbeleuchtung erzeugt und mittels liot-, Grün- und Blaufilter 9, 10 bzw. 11 ausgefiltert. Diese filter entsprechen der Farbfiltereinheit 4 gemäß Fig. 1. Dadurch werden die den drei Grundfarben entsprechenden Ausgangssignale getrennt voneinander abgenommen. Die getrennten, gefilterten Lichtstrahlen werden dann auf photoelektrisch leitende Zellen 12, 13 und 14 aufgestrahlt, die der lichtempfindlichen Vorrichtung 5 gemäß Fig. 1 entsprechen. Dadurch werden die Wideratandswerte der Zellen entsprechend der Energie der aufgefallenen Lichtstrahlen verändert.

Die so erhaltenen V/iderstandsänderungen werden, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, in jedem Fall unmittelbar oder mittelbar zu den Gittern der Bildröhre für die Farben Rot, Grün und Blau zurückgeführt, wodurch eine einwandfreie Farbwiedergabe erreicht ist. Die Bildung desjenigen Teils auf dem Bildschirm, der eine Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des Weißausgleichs

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gemäß Fig. 2 erzeugen kann, ist durch Verwendung eines Videosignals gemäß Fig. 3 erzielbar. Fig. 3a bis 3f zeigen Wellenformen, die alle über der gleichen horizontalen Zeitachse aufgetragen sind. Fig. 3a zeigt Rücklaufimpulse, die in einer vierten, mit einem Rücklauf-Transformator gekoppelten Spule auftreten, fc Fig. 3b zeigt das im Videosignal enthaltene Luminanzsignal Y, Fig. 3c die durch Blockieren des Luminanzsignals mittels eines weiter unten noch genauer beschriebenen Klemmstromkreises erhaltenen Impulse, Fig. 3d das an das Gitter für die Farbe Rot gelegte, blockierte Farbdifferenzsignal (R-Y), Fig. 3e das an das Gitter für die Farbe Grün gelegte, blockierte Farbdifferenzsignal (G-Y), und Fig. 3f das an das Gitter für die Farbe Blau gelegte, blockierte Differenzsignal (B-Y).

* Diese jeweiligen blockierten Signale werden mit Hilfe des beispielsweise in Fig. 5 dargestellten Klemmstromkreises erzeugt. Dieser Stromkreis umfaßt Eingangsklemmen 31, einen Widerstand 32, einen in Emitter-Schaltung geschalteten Transistor 33, einen Emitter-Vorspannungskreis 34 für den Transistor 33» eine Kollektorlast 33 für den Transistor 33, einen Widerstand 36 zum Bestimmen des Arbeitspunktes des Transistors, eine Diode 37, Signalausgangsklemmen 38, die von der Kollektor-Elektroaenklemme des Transistors

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53 ausgehen, eine vierte Spule 39 eines löicklauftransiormators, fie über die Mode 37 mit der Basis des Transistors 33 verbunden ist, einen iuicklauf transformator 40, eine mit dem Rücklaufstrom-. iüiis gekoppelte Primärspule 41, eine mit einem Stromkreis zum :_r:eugen einer hohen Spannung verbundene Hochspannungsspule 42 ta,u eine mit der Kücklaufspule gekoppelte Sekundärspule 43. Bei -iner derartigen Ausbildung des Stromkreises v/ird an die Basis des Transistors 33 über die Diode 37 während des negativen Abschnitts der iiücklaufimpulse ein Signal angelegt, aber der Transistor 35 wir, leitend, wenn die iiücklaufimpulse noch negativer v/erden als die Emitter spannung oder während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten 51' und 52' (Fig. 3^). Auf dies^; We^-5Se wird ein an die Eingangsklemmen 31 angelegtes Eingangssignal während des Intervalls blockiert, bevor es zu den Ausgangsklemmen 38 gelangt. Las heißt, wenn ein Yideo-Luminanzsignal, z.B. das gemäß Fig. 3b, an die Eingangsklemmen 31 gelegt wird, tritt ein Signal, das während eints Intervalls tp, das auf das Intervall t.. folgt, welches der Pe lode des Synchronisierungsimpulses entspricht, blockiert vsr, an den Ausgangsklemmen 38 auf, wie in Fig. 3c durch die durchgezogene Linie verdeutlicht ist.

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In ähnlicher Weise treten, wenn die Signale Ii-Y, G-Y und B-Y an die Eingangskieramen 31 dieses Stromkreises angelegt werden, an den Ausgangsklemmen 38 Farbdifferenzsignale auf, die entsprechend den durchgezogenen Linien in den Fig. 3d, 3e und 3f blockiert sind. In den Fig. 3c bis 3f geben die gestrichelt gezeichneten Kurven die Wellenfornren vor dem Blockieren wieder.

Fig. 6 zeigt den Hauptteil des Empfängers, bei dem in jedes Signalübertragungssystem ein Klemmstromkreis eingeahaltet ist. In Fig. 6 umfaßt die Schaltung eine Farbbildröhre 16 mit drei Kanonen, Gitter 17, 18 und 19 der Elektronenkanonen für die Farben Hot, Grün bzw. Blau und Kathoden 20, 21 bzw. 22 für diese Elektronenkanonen, Klemmstromkreise 51, 132, 53 und 54 dienen für das Luminanzsignal Y, das Signal R-Y, das Signal G-Y bzw· das Signal B-Y. Diese Klemmstromkreise können beispielsweise die Schaltung gemäß Fig. 5 haben. Die Vorrichtung weist auch Eingangsklemmen 55, 56, 57 bzw. 58 für das Luminanzsignal, das Signal K-Y, das Signal G-Y bzw. das Signal B-Y auf.

Wenn die Signale mit Hilfe der obigen Stromkreise blockiert werden, ist auf dem Schirm der Bildröhre 16 am Endabschnitt 7 o(Fig. 2) ein länglicher, weißer Abschnitt sichtbar, dessen Breite Intervall t_? entspricht, da die jeweiligen Farbdifferenzsignale das Luminanzsignal blockiert sind, so daß sich eine Luminans it vorbestimmtem Nive.au ergibt. Um den Informationsschwund auf

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ein Mindestmaß zu beschränken, ist das Blockieren entweder bei Beginn oder bei Ende der vertikalen Abtastperiode während eines Intervalls durchführbar. Dies kann durch weitere Steuerung der Klemmstromkreise mittels des vertikalen Ablenk-Synchronisierungssignals bewirkt werden.

Auf diese Weise wird die Bezugsfarbbeleuchtung zum Ein- ^j stellen des Weißausgleichs an einem Endabschnitt des Bildschirms erzeugt und die Farbwiedergabe durch die Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des V/eißausgleichs entsprechend Fig. 4 durchgeführt .

Die blockierten Farbdifferenzsignale B-Y, G-Y und B-Y werden von den Klemmen 23, 24 und 25 an die Gitter für die Farben Rot, Grün und Blau der Bildröhre 16. über Kondensatoren C gelegt und das blockierte Luminanzsignal Y wird von Klemmen 26, " 27 und 28 an die Kathoden für die Farben Hot, Grün bzw. Blau der Bildröhre gelegt. Da das Bezugsfarbsignal in diesen Signalen enthalten ist, wird die Bezugsbeleuchtung für die Farbe Weiß an einer Stelle des Bildschirms erzeugt. Die Bezugsfarbbeleuchtung 15 zum Einstellen des V/eißausgleichs wird auf die Rot-, Grün- und Blaufilter 9, 10 und 11 projiziert, die außerhalb der

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Bildröhre angeordnet sind, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Auf diese Weise wird der durch den Rotfilter 9 gefilterte Lichtstrahl auf die photoelektrisch leitende Zelle 12 aufgestrahlt, der durch den Grünfilter 10 gefilterte Lichtstrahl auf die photoelektrisch leitfähige Zelle 13, und der durch den Blaufilter 11. * gefilterte Lichtstrahl auf die Zelle 14.

Jede dieser photoelektrisch leitfähigen Zellen ist mit einer Klemme mit einem der jeweiligen Gitter der Bildröhre verbunden. Die andere Klemme ist entsprechend Fig. 4 geerdet. Fig. 4 zeigt Gitter-Vorspannungswiderstände E-, Bp und R,, die mit einer Gitter-Vorspannungszuführklemme 29 verbunden sind.

Wenn bei dem Stromkreis der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung die drei Grundfarben der Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des Weißausgleichs richtig gesteuert sind, wird die Energie der auf die lichtelektrisch leitfähigen Zellen 12, 13 und fallenden gefilterten Lichtstrahlen gleich und die die Gitter der Bildröhre beaufschlagende Vorspannung wird bei einem konstanten Wert gehalten, der durch die Widerstände der photoelektrisch leitfähigen Zellen und die Gittervorspannungswiderstfinde bestimmt ist, so daß eine farbtreue Wiedergabe erzielbar ist. Wird jedoch die das Rotgitter

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beaufschlagende Vorspannung aus irgendwelchen Gründen zum Positiven geändert, so daß das Bild als Ganzes rötlich wird, nimmt nur der auf die photoelektrisch leitfähige Zelle 12 durcli den liotfilter 9 aufhellende Lichtstrahl in seiner Energie zu, so daß der Widerstand c: iiotoelektrisch leitenden Zelle 12 dementsprechend abnimmt, l· ül^lich ändert sich die am liotgitter liegende Vorspannung und nimmt Λ ab, Der Itot-, Grün- und Blauausgleich wird folglich auf geeignete t/eise korrigiert. Auf diese V/eise ist eine farbgetreue Wiedergabe erreicht. Dies gilt selbstverständlich auch für die Gitter 18 und 19

sich

fur die Farben Grün und Blau. Selbst wenn/die Vorspannungen im negativen Sinn ändern, kann durch die genaue Umkehrung des beschriebenen Betriebs eine gleichartige, selbsttätige Uachstellung durchgeführt werden. Zwar sind in der obigen Beschreibung die photoelektrisch ieitfähigen Zellen unmittelbar mit den Gittern der Bildröhre ver- i bunden, es ist jedach auch möglich, daß diese beispielsweise in die jeweiligen Verstärkerstromkreise für die vier Signale eingeschaltet sind. Das heißt, diese ZeJlen können mit jedem Teil verbunden sein, bei dem sie aufgrund ihrer Einschaltung in den Videostromkreis die Ausgangsspannung steuern können.

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Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, wi,rd bei dem erfindungsgemäßen Farbfernsehempfänger die auf dem Bildschirm erzeugte Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des Weißausgleichs durch die Rot-, Grün- und Blaufilter in drei getrennte Grundfarben-Lichtstrahlen ausgefiltert, die auf der Betrachterseite sichtbar sind. Die Gittervorspannungen für die Bildröhre werden durch die Widerstände der lichtempfindlichen Elemente gesteuert, die von den Energien der aufgestrahlten Lichtstrahlen und den GittervorspannungE widerständen der Bildröhre abhängen. Dadurch ist immer eine wirksame Nachstellung der Farbänderungen möglich, die von Änderungen der Farbdifferenzsignale aufgrund des Alterns oder dergleichen der in den jeweiligen Farbdifferenzverstärkern verwendeten Vakuumröhren oder der Verschlechterung der Bildröhrenkennlinien an sich aufgrund des Alterns usw. herrühren, wodurch das Bild auf dom Schirm farbtreu wiedergegeben ist.

Als lichtempfindliche Elemente können entweder Phototransistoren oder Photodioden verwendet werden. So ist eine Farbausgleicheinstellung entsprechend der obigen Beschreibung dadurch erzielbar, daß der Vorspannungs- oder Verstärkungsfaktor des Videoverstärkers entsprechend der von diesen Elementen erzeugten elektrischen Signale gesteuert wird, oder durch unmittelbares oder

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mittelbares Steuern des Gitter- oder Kathodenstromkreises der Bildröhre in Übereinstimmung mit den elektrischen Signalen.

Weiterhin ist es auch möglich, daß das erfindungsgemäße Prinzip zum Einstellen des Weißausgleichs nicht nur auf einen Farbfernsehempfänger anwendbar ist, bei dem die Bildröhre unmittelbar durch Signale H, G und B anstelle von Signalen Y, B-Y, G-Y undB-Y beaufschlagt wird, sondern auch auf einen Fernsehempfänger, bei dem eine andere Bildröhre als eine Schattenmasken-Bildröhre verwendet wird.

In der obigen Beschreibung ist die Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des Weißausgleichs ein von den Klemmstromkreisen erzeugtes konstantes, weißes Luminanzsignal. Eine genaue Einstellung des Farbausgleichs ist jedoch über einen breiteren Bereich durch periodisches Indern der Amplitude des Luminanzsignals möglich. Dabei wird vom Schwarzniveau bis zum Weißniveau ein gleichmäßiger Weißausgleich erhalten. In diesem Fall können die Gleichstromkomponenten der Lichtstrahlen, die durch die jeweiligen Farbfilter ausgefiltert werden, zum Steuern des mittleren Farbausgleiches verwendet werden. Die V/echselstromkomponenten sind dageger zum Steuern des Verstärloigsfactors des Videoverstärkers einschließ-

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lieh des Bildröhren-Stromkreises verwendbar. Die Selektion ist wahlweise, ob die Kontrolle nun durch Verwendung beider oder nur eines der Gleich- und Wechselstromkomponenten durchgeführt werden soll.

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Claims (8)

1. Patentansprüche :

   Farbfernsehempfänger, gekennzeichnet durch Farbfilter (A) sur Aufnahme einer an einem Abschnitt (8) des Bildschirms (6) ei zeugten Bezugsfarbbeleuchtung (15) zum Einstellen des Ueißaus- ^leichs und durch eine lichtempfindliche Vorrichtung (5), die im Strahlengang der von den Farbfiltern (4) auftretenden Lichtstrahlen angeordnet ist und eine Steuerung für einen Videostromkreis zum Einstellen der Energie der von einer Farbbildröhre (3) erzeugten liot-, Grün- und Blaustrahlen darstellt.
2. 2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfarbbeleuchtung zum Einstellen des Weißausgleichs aus roten, grünen und blauen Farbdifferenzsignalen besteht, die durch im Innern des Fernsehempfängers vorgesehene Klemmstromkreise (51, 52, 53, 54) und ein Luminanzsignal blockiert sind, das während des gleichen Zeitabschnitts blockiert ist wie die Farbdifferenzsignale.

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3. 3. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung (5) aus lichtempfindlichen Widerständen (12, 13, 14) besteht.
4. 4. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung (5) aus Photo-

   ^ transistoren besteht.
5. 5. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung aus Photodioden besteht.
6. 6. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung zum Einstellen des Verstärkungsfaktors des Videoverstärkers (2) dient.
7. 7. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung zum Einstellen der Vorspannung für den Videoverstärker (2) dient, der mit den Kathoden oder Gittern der Farbbildröhre Gleichstrom gekoppelt ist.

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8. 8. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung· aus photoempfindlichen Widerständen besteht, die mit den Gittern oder Kathoden der Farbbildröhre verbunden sind und als Vorspannungs-Teilerwiderstände dienen (Fig. 4).

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