DE2811715A1

DE2811715A1 - Projektions-farbfernsehsystem mit einem projektionsschirm, drei kathodenstrahlroehren und drei linsensystemen

Info

Publication number: DE2811715A1
Application number: DE19782811715
Authority: DE
Inventors: Yoshimasa Takahashi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1978-09-21
Also published as: JPS5739713B2; JPS53115137A; US4219843A; DE2811715C2

Description

GLAWE, DELFS₁ MOLL & PARTNER

Sanyo Electric Co., Ltd. 18, Keihan-hondori 2-chome, Moriguchi-shi, Osaka-fu, JAPAN

Projektions-Farbfernsehsystem mit einem Projektionsschirm, drei Kathodenstrahlröhren und drei Linsensystemen

PATENTANWÄLTE

DR.-1NG. RICHARD GLAWE, MÖNCHEN D1PL.-ING. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8000 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05

MÜNCHEN

A 01

2000 HAMBURG POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE TEL. (040)410 20 TELEX 21 23

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Projektions-Farbfernsehsysteia. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Korrektionsschaltung, die dafür benutzt wird, die Farbleuchtdichte oder Helligkeit eines Bildes zu korrigieren, das auf den Projektionsschirm eines Farbfern-5 sehgerätes projiziert vird.

Im allgemeinen hat ein Projektions-Farbfernsehsystem drei Kathodenstrahlröhren, die Seite an Seite zueinander angeordnet sind und Ton denen jede Lichtstrahlen einer der drei Primärfarben rot,

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S-

grün oder blau abgibt, die durch eine Linsenordnung auf einen Projektionsschirm projiziert werden. Die drei Lichtstrahlen verschiedener Farbe bilden das gewünschte Farbbild, wenn sie auf solche Weise auf den Projektionsschirm projiziert werden, daß ohne irgendwelche Tersohiebungen Bilder verschiedener Farbe einander überlagert werden. Damit sich die drei verschiedenen Farbbilder vollständig und perfekt überlappen, müssen die drei Lichtstrahlen unterschiedlicher Farben von genau demselben Ort ausgehen. Sa es jedoch nicht möglich ist, daß die drei Kathoden- strahlen zur selben Zeit den selben Platz einnehmen, sind sie Seite an Seite miteinander ausgerichtet, um die seitlichen Verschiebungen zwischen den Lichtquellen der drei verschiedenen Grundfarben möglichst klein zu machen.

Sie deutsche Patentanmeldung P 26 56 170.6 vom 10.12.1976 (an der der Erfinder der gegenwärtigen Anmeldung beteiligt ist) und die gleichzeitig anhängige US-Patentanmeldung No. 839 597» die am 5*12.1977 eingereicht wurde, sind beide an die Anmelderin der vorliegenden.Anmeldung übertragen und beschreiben eine solche Anordnung, wie/sie in Fig. 1 der beigefügten Zeiohnung geseigt ist. Bei der in fig. 1 gezeigten Anordnung sind die vorderen Glas platten 11, 12 und 15 der Kathodenstrahlröhren 1, 2 und 3 in einer Ebene angeordnet, die parallel zum Projektionsschirm S ist. Hauptebenen 04, 05 und 06 der drei Linaensyateme L1, L2 und L3 sind in einer anderen Ebene angeordnet, die parallel zum Projektions- schirm S ist. Es ist auch in diesen Anmeldungen offenbart, daß

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der Projektionsschirm S ein Plattenelement 7 aus durchsichtigem Material wie z.B. Acrylkunetharz einschließt, dessen eine, zu den Kathodenstrahlröhren zeigende Oberfläche als eine Linsenförmige Linse oder in Form eines Linsenrasters ausgebildet ist und dessen andere Oberfläche mattiert ist, um eine Streuoberfläche zu bilden.

die

Mit dieser optischen Anordnung, bei der/Linsencharakteristiken der Lineensyeteme L1, L2 und L3 einander gleichen, können die Bilder verschiedener Farben, nachdem sie durch die entsprechen den Linsensysteme hindurchgegangen sind, gleich stark vergrößert werden, so daß die Bilder verschiedener Farben geometrisch zusammenpassen, wenn sie auf den Projektionsschirm projiziert werden. Auf diese Veise sind also die auf den Projektionsschirm S projizierten Bilder in den drei verschiedenen Farben einander auf geeignete Weise überlagert, um ein Farbbild zu bilden, daß keine unvorteilhaften Farbverschiebungen auftreten, trotz der Tatsache, daß der Abstand D zwischen benachbarten Röhren verhältnismäßig groß sein kann. Da eine erste Ebene, die die drei Leuohtschirme der drei Kathodenstrahlröhren einschließt, eine zweite Ebene, die die Hauptebenen der Linsenanordnungen einschließt, und eine dritte Ebene, die die Fläche des Projektionsschirm* einschließt, parallel zueinander sind, fallen darüberhinaua die entsprechenden Bildebenen für die verschiedenen Farblichtstrahlen, die von den drei Kathodenstrahlröhren projiziert werden, miteinander in der dritten Ebene zusammen, die die Fläche des Projektionsschirm* einschließt. Daher

" ³ " ORIGINAL INSPECTED

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kann in dieser Hinsicht in der optischen Anordnung der deutschen Patentanmeldung F 26 56 170.6 ein Linsensystem verhältnismäßig sehr großer Öffnung für jede der Lineenanordnungen verwendet werden. Mit der oben beschriebenen Anordnung konnten Linsensysteme in der optischen Anordnung verwendet werden, die Öffnungsverhältnisse von bis zu f = 2,0 hatten, während die bei anderen Anordnungen verwendeten Öffnungeverhältnisse bis zu f = 2,8 haben konnten, um ein qualitätsmäßig gleiches Farbfernsehbild zu erhalten, wie dieses durch menschliche Augen wahrgenommen wird, und zwar unter Bedingungen, bei denen die Vergrößerung der Linsenanordnung 6-fach ist und wobei die in Diagonalrichtung gemessene Größe des Projektioneschirmes 750 mm bei gleich großer Projektionsentfernung ist. Die Helligkeit des auf den Schirm projizierten Farbbildes mit der optischen Anord nung des oben beschriebenen Types ist daher zwei mal so groß wie diejenige bei anderen Typen.

Obwohl die optische Anordnung des oben beschriebenen Typs jener anderen Typen vom Gesichtspunkt der Helligkeit und des Zusammenpassen» der projliierten Bilder der drei verschiedenen Farben überlegen ist, so hat doch eine Schwierigkeit bestanden, die mit einer Unregelmäßigkeit im po j lasierten Farbbild auf dem Schirm zusammenhängt, wenn die drei Farbbilder gemischt werden sollen. Gemäß den bereits erwähnten deutschen und US-Anmeldungen wird dieser Nachteil durch Verwendung einer Schirmanordnung ver mieden, die so ausgebildet ist, daß der Lichtstrahl horizontal

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mit einem großen Streuwinkel relativ zur Sahn des ankommenden Lichtstrahls gestreut wird und daß der Lichtstrahl vertikal unter einem kleinen Streuvinkel relativ zur Richtung der Bahn des auftreffenden Lichtstrahls gestreut wird. Im Gegensatz zu einer solchen Ausbildung der Schirmanordnung wird bei der vorliegenden Erfindung eine Korrektionsschaltung verwendet, um Unregelmäßigkeiten in den sich ergebenden Farbbildern zu beseitigen.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Projektions-Farbfernsehsystems, das eine Korrektionsschaltung zum Beseitigen von Unregelmäßigkeiten des projizierten Farbbildes aufweist.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Projektione-Farbfernsehsysterne der oben beschriebenen Art, bei der es möglich ist, das Verhältnis der Helligkeit dee projizierten Bildes in der Mitte des Schirms zu derjenigen in den Bandabschnitten des Schirmes innerhalb von 2:1 zu halten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Projektions-Farbfernseheysterne der oben besohriebenen Art, das einfach im Aufbau ist und leicht hergestellt werden kann.

Sie erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Kathodenstrahlröhre für die Grundfarbe mit der höchsten in Lumen gemessenen

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Helligkeit zwischen den Kathodenstrahlröhren für die anderen beiden Farben angeordnet ist, daß die Mittelpunkte der Linsensysteme auf Geraden zwischen dem Mittelpunkt des entsprechenden Leuchtschirm und des Projektionsschirms liegen, und daß die Kathodenstrahlröhren an eine Korrektionsschaltung zum Korrigieren der Helligkeit der Bildanteile angeschlossen sind, durch die das Helligkeitsverhältnis der Grundfarben über die gesamte Fläche des Projektionsschirms auf einem vorbestimmten Wert gehalten ist.

Bas erfindungsgemäße Projektions-Farbfernsehystem enthält drei Kathodenstrahlröhren, um ein Farbbild auf einen Projektionsschirm zu projizieren. Die drei Kathodenstrahlröhren haben Leuchtschirme, um Lichtstrahlen der drei Grundfarben herzustellen und auf den Projektionsschirm zu projizieren, die in sich eine BiIdinformation enthalten. Sie drei Kathodenstrahlröhren sind mit ihren Leuchtschirmen in einer ersten Ebene angeordnet, die parallel zum Projektionsschirm ist. Außerdem sind die Leuchtschirme auf einer ersten Geraden angeordnet, die parallel zu einer horizontalen Abtastrichtung des Lichtstrahles ist. Von diesen Kathodenstrahlröhren ist eine Kathodenstrahlröhre, die in Lumen gemessen die Farbe mit der größten Helligkeit, abgibt,zwischen den beiden anderen Kathodenstrahlröhren angeordnet. Farbsignale, die an die beiden Kathodenstrahlröhren angelegt werden, die je auf einer Seite der in der Mitte befindlichen Kathodenstrahlröhre angeordnet sind, werden auf

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solche Weise korrigiert, daß die Helligkeit des auf den Schirm projizierten Bildes von den beiden Kathodenstrahlröhren in einem Torbestimmten Verhältnis in Bezug auf die Helligkeit des Bildes gehalten werden kann, das auf den Schirm von der in der Mitte befindlichen Kathodenstrahlröhre projiziert wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer optischen Anordnung des erfindungsgemäßen Projektions-Farbfernsehsyetems;

Fig. 2 eine graphische Barstellung der relativen Helligkeit der drei verschiedenen Grundfarben, die auf den Schirm projiziert werden, vor deren Korrektur;

Fig. 3 eine graphische Barstellung von Korrektionskurven, die für die roten und blauen Lichtstrahlen notwendig

sind;

Fig. 4 ein Schaltschema der Korrektioneschaltung für die Helligkeit der Lichtstrahlen;

Fig. 5 (a) bis 5 (d) graphische Darstellungen von Wellenformen, die an verschiedenen Punkten der in Fig. 4 gezeigten

Schaltung auftreten;

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Pig. 6 ein Schaltschema ähnlich wie in Pig. 4, das jedoch eine Modifikation zeigt, und

Pig. 7 (a) bis 7 (f) graphische Barstellungen von Wellenfoxmen, die an verschiedenen Funkten der in Pig. 6 gezeigten Schaltung auftreten.

In den beigefügten Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Pig. 1 ist dargestellt, daß eine optische Achse A1 für den Lichtstrahl, der von der Kathodenstrahlröhre 1 projiziert

ist, unter einem Winkel von B gegenüber einer optischen Achse A2 für den Lichtstrahl geneigt ist, der von der Kathodenstrahlröhre 2 projiziert wird. Entsprechend ist eine optische Achse A3 für den Lichtstrahl, der von der Kathodenstrahlröhre 3 projiziert wird, zur anderen Seite der Achse A2 unter einem Winkel 6 gegenüber der Achse A2 geneigt. Es sind daher die von den Kathodenstrahlröhren und 3 projizierten und durch die Linsensysteme L1 bzw. L3 aufgenommenen Lichtstrahlen um den selben Winkel β gegenüber den Achsen der Kathodenstrahlröhren 1 bzw. 3 geneigt.

Unter der Annahme, daß das Bild auf dem Leuchtschirm jeder Kathodenstrahlröhre gleichförmige Helligkeit hat und perfekt gestreut ist, und daß jedes Linsensystem das Öffnungsverhältnis 1 und

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gleiche spektrale Durchlässigkeit für die drei Farben hat, wird die Helligkeit des Bildes auf dem Projektionsschirm S auf solche Weise geändert, daß die Helligkeit des Bildes in Richtung von der Achse jedes Linsensystems abnimmt. Unter der Annahme, daß die Helligkeit des Bildes, das von der Kathodenstrahlröhre 2 auf den Projektionsschirm S projiziert wird, in der Mitte desselben eins ist, ist die relative Helligkeit des

Bildes auf dem Schirm S gleich cos 0, wobei θ der Winkel des Lichtstrahles ist, der vom Linsensystem abgegeben wird. Diese Beziehung ist als das Gesetz der vierten Potenz des Kosinus des Winkels bekannt.

Es soll nun die Beziehung zwischen der Helligkeit der Lichtstrahlen der drei verschiedenen Farben rot, grün und blau, die

röhren
von den Kathodenstrahl/ 1, 2 bzw. 3 abgegeben werden, und dem

wiedergegebenen Farbbild auf dem Schirm S näher betrachtet werden.

Wenn unter Nr. P-22 bei der JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) registrierte Leuchtröhren als Lichtquellen verwendet werden, sind die Koordinaten der Grundfarben rot, grün und blau auf einem CIE Farbtondiagramm (Farbtondiagraram der Commission Internationale de l'eclairage) t

rot χ =» 0,660 y = 0,334 grün χ * 0,286 y = 0,606 blau χ * 0,151 y - 0,061

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Um auf dem Schirm S eine weiße Farbe unter Benutzung der oben beschriebenen drei Grundfarben zu erhalten, kann das Verhältnis der Lichtmengen der drei Grundfarben in Lumen durch die folgende Gleichung gegeben werden :

rot : grün : blau } 1 : 3,78 : 0,53 (1).

wobei rot als ein Lumen genormt ist.

Die Koordinaten der erhaltenen weißen Farbe auf dem CIE-Farbtondiagramm sind :

weiß χ = 0,283 y = 0,297.

Wie aus Gleichung (1) oben ersichtlich ist, ist die Helligkeit des grünen Lichtstrahles mehr als die Hälfte der Helligkeit, die notwendig ist, um weiße Farbe herzustellen, um die weiße Farbe über die gesamte Fläche des Schirms S zu erzeugen, ist es notwen-r dig, die Forderung der Gleichung (1) auf jedem Punkt über den ge eaaten Schirm S zu erfüllen.

Dagegen ist es, abgesehen von der Notwendigkeit, die Helligkeit der drei Grundfarben im oben gegebenen Verhältnis zu halten, zu bevorzugen, daß jeder Punkt auf dem Schirm gleiche Helligkeit hat. Ea wurde jedoch durch Versuche herausgefunden, daß die Helligkeit im Bandbereich des Schirmes, wenn sie nur wenigstens halb so

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groß wie die Helligkeit in der Mitte des Schirmes ist, für das menschliche Auge den Eindruck normaler Bedingungen des projizierten Bildes gibt. Anders gesagt kann die Helligkeit auf dem Schirm praktisch als annehmbar angesehen werden, wenn das Verhältnis der Helligkeit des zusammengesetzten Bildes in der Mitte des Schirmes S zu derjenigen in den Randbereichen des Schirmes nicht mehr als 2:1 beträgt. Gemäß einer Aueführungsform der Erfindung wird dieses Erfordernis dadurch erfüllt, daß die Kathodenstrahlröhre, die die hellste Farbe abgibt, in diesem Falle grün, in der Mitte zwischen den beiden anderen Kathodenstrahlröhren 1 und 3 angeordnet wird.

Unter der Bedingung, daß das Verhältnis der Helligkeit in der Mitte des Bildschirmes zu derjenigen an den Randabschnitten des Bildschirmes innerhalb des Verhältnisses von 2:1 gehalten wird, ist es nun notwendig, das Helligkeiteverhältnis der drei verschiedenen Farben in der oben gegebenen Gleichung (i) herzustellen. Sa es möglich ist, jedes Linsensystem so herzustellen, daß sein Öffnungsverhältnis und seine spektrale Durchlässigkeit im wesentlichen eins ist, ist es klar, daß die Unregelmäßigkeit des erzeugten Farbbildes, das auf den Schirm projiziert ist, in der Hauptsache durch das Gesetz von der vierten Potenz des Kosinus des Vinkels verursacht wird.

Es wird wieder auf Fig. 1 Bezug genommen. Wenn ein Maximalwinkel g[, der durch die optische Achse der Kathodenstrahlröhre 2,

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die in der Mitte angeordnet ist, und eine Gerade eingeschlossen wird, die sich zwischen dem Mittelpunkt des Leuchtschirms 12 der Röhre 2 und der am weitesten entfernt liegenden Kante des Schirms erstreckt, 17,σ beträgt und wenn der Winkel ß zwischen den optischen Achsen Al und A2 5,21° beträgt, so ist die Helligkeit jeder auf den Schirm S projizierten Farbe am größten an dem Funkt, zu dem der Leuchtschirm direkt hinzeigt, und nimmt allmählich mit wachsender Entfernung von diesem Funkt ab. Eine solche Beziehung zwischen der Helligkeit des projizierten Bildes einer bestimmten Farbe und dem Funkt auf dem Bildschirm S ist in Fig.

gezeigt,bei der die Abezissenachse den Projektionswinkel des Lichtstrahles und die Ordinatenachse die relative Helligkeit darstellt. In der Sarstellung der Fig. 2 stellen die mit Bezugszeichen R, G und B bezeichneten Kurven die relative Helligkeit der drei verschiedenen Farben rot, grün und blau dar. Es sollte festgehalten werden, daß die Kurven R, G und B normalisiert sind, um in der Mitte des Schirmes eine Helligkeit 1 zu geben. Anders gesagt ist die Helligkeit der drei Grundfarben in der Mitte des Schirme so ausgebildet, daß das vorher erwähnt Verhältnis eingehalten wird.

Ba die grüne Lichtstrahlen, d.h. die hellste der drei Grundfarben, abgebende Kathodenstrahlröhre 2 der Mitte des Schirms gegenübersteht, während die beiden anderen zwei Kathodenstrahlröhren 1 und 3 je auf einer Seite der Kathodenstrahlröhre 2 angeordnet aiBd, ist die Helligkeit des vollständigen Bildes auf dem Schirm S am wirksamsten verteilt, was zu einem vernünftigen Verhältnis für die Helligkeit führt.

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Darüberhinaus ist verständlich, da das Verhältnis der Gesamthelligkeit zur Helligkeit der grünen Farbe in der Mitte des Schirms S 5,31:3,78 ist, daß das grüne Licht selbst mehr als die Hälfte zur Helligkeit in der Mitte beiträgt. Sogar in den Randabschnitten, in denen die Helligkeit des grünen Lichtes auf 80 i» reduziert ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, hat das grüne Licht immer noch mehr als die Hälfte der Helligkeit, die es in der Mitte hat, da das Verhältnis der Gesamthelligkeit in der Mitte dee Schirms zur Helligkeit der grünen Farbe an den Randabschnitten 5,31:3,02 ist.

Es sollte hier festgestellt werden, daß die Kathodenstrahlröhren 1 und 3 eine gegenüber der in Fig. 1 gezeigten umgekehrte Stellung in Bezug auf die dazwischen befindliche Kathodenstrahlröhre 2 einnehmen können.

Indem die Kathodenstrahlröhren 1,2 und 3 in der oben beschriebenen Weise angeordnet werden, wird die Unregelmäßigkeit des erzeugten Farbbildes, das auf den Schirm projiziert ist, dadurch korrigiert, daß die Helligkeit der Farben rot und blau in Bezug auf die Helligkeit der Farbe grün geändert wird. Insbesonde re ist in der graphischen Sarstellung der Fig. 2 am Funkt M z.B. eine solche Korrektur erforderlich, daß die Helligkeit τοη rot reduziert wird, um zur Helligkeit von grün zu passen, und daß die Helligkeit ron blau erhöht wird, um zur Helligkeit τοη grün zu passen.

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Eine solche Korrektur wird Über das gesamte Gebiet des Schirme bewirkt} das notwendige Maß an Korraktur ist durch die folgenden Gleichungen gegeben s

A_, cos ομίλι /_o\

= cos^öv - ^v ' ——— (2)

cos ß

r(0L) = cos*a - ^COB **-*' ——- (3)

cos⁴ ß

wobei b (oC) die Menge von Helligkeit ist, die notwendig ist, um die Helligkeit der blauen Lichtstrahlen, die von der Kathodenstrahlröhre 3 abgegeben werden, zu korrigieren, während r (cO diejenige Menge von Helligkeit ist, die notwendig ist, um die Helligkeit der roten Lichtstrahlen zu korrigieren, die von der Kathodenstrahlröhre 1 abgegeben werden. Indem der Maximalwinkel 0I_1n = 17»8° und der Winkel ß = 5,21° in die obigen Gleichungen (2) und (5) eingesetzt werden, würde sich für b (ot) und r (cd) ein Maxiaalbetrag von ungefähr 0,10 ergeben. Es ist daher höchstens erforderlich, die ursprüngliche Helligkeit um 10 $ zu erhöhen oder zu erniedrigen.

Was die Helligkeit auf dem Schirm betrifft, so ist der nötige Betrag der Korrektur für rot und blau in der graphischen Darstellung der Fig. 5 gezeigt, in der die Abszissenachse den Projsktionswinksl des Lichtstrahles und In der die Ordinatoaachse dia relative HeIIiLg-

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keit darstellt, die notwendig ist, die entsprechende Farbe in Bezug auf die ursprüngliche Farbe zu korrigieren. In der graphischen Darstellung der Fig. 3 stellen die durch Bezugszeichen r (oL) und b (<X) bezeichneten Kurven relative Helligkeit dar, die notwendig ist, um die Farben rot bzw. blau zu korrigieren. Wie aus der Darstellung der Fig. 3 ersichtlich ist, haben die Kurven r (oL) und b (et) in gewissem Ausmaß S-Form, sind jedoch ungefähr geradlinig. Da der Unterschied zwischen der Kurve und der geraden Linie höchstens β % beträgt, ist es möglich , die gerade Linie als einen angenäherten Wert für die Korrektur zu nehmen. Obwohl die obigen Gleichungen (2) und (3) unter der Voraussetzung erhalten wurden, daß das Öffnungsverhältnis der Linsensysteme L1, L2 und L3 eins ist, würden die Korrektionskurven r (dl) und b (öl) die gleichen sein, sogar wenn sich das Öffnungsverhältnis mit einer Änderung des Winkels oL ändern würde.

Eine Korrektur, wie sie in der graphischen Darstellung von Fig. 3 gezeigt ist, wird erhalten, indem die an die Kathodenstrahlröhren 1 und 3 angelegte Spannung geändert wird. Wenn eine solche Korrektur ausgeführt wird, ist es notwendig, andere Faktoren in Betracht zu ziehen, wie z.B. Streueigenschaften des Schirms, Unterschiede im Beleuchtungsverhältnis des auf den Schirm projizierten Bildes, die durch das Öffnungsverhältnis verursacht werden, den Zusammenhang zwischen der Leuchtdichte des Lüttes von den Leuchtschirmen der Kathodenstrahlröhren und dem Strahlstrom, der Aufbau der

2^ Elektronenkanone, die in jeder Kathodenstrahlröhre vorgesehen ist, und die Spannung-Strom-Kennlinien einer solchen Elektronenkanone.

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-Ai-

Ee soll nun im folgenden, unter Bezugnahme auf Wellenformen, die an verschiedenen Punkten dieser Schaltung auftreten, eine Ausführungsform der Korrektionsschaltung beschrieben werden, die bei dem erfindungegemäßen Projektions-Farbfernsehsystem verwendet wird.

In Fig. 4 ist eine Korrektionsschaltung E. gezeigt, die eine Schaltung 20 zum Zusammensetzen von Wellenformen, einen Gleichspannungsverstärker 30 und eine Phasentrennungsschaltung 40 enthält, die in Reihe geschaltet sind. Die Schaltung 20 zum Zusammensetzen von Wellenformen schließt einen Pulsverstärker 31 mit einem transistor T₁, einen Sinuswellengenerator 33» der mit dem Pulsveretärker 31 verbunden ist, eine Sägazahnwellen-Konvergenzschaltung 34« die mit dem Pulsvsrstärker 31 verbunden ist, und einen Pufferverstärker 36 sin. Der Sinusgenerator 33 schließt einen parallel geschalteten Resonanzkreis 32 mit einer Resonanzfrequenz von 15»75 KHz und einen Transistor T„ ein, dessen Kollektor mit dem Resonanzkreis 32 verbunden ist, um das PuIseignal vom Pulsverstärker 51 in eine sinusförmige Wellenform umzuwandeln. Diese Sägezahn-Konvergenzschaltung 34 schließt einen Transistor T,, der als Schalttransistor arbeitst, und sinsa Emitterfolgertransistor T. ein. Diese Transistoren T-, und T, bilden ein® Bootstrap-Schaltung. Der Pufferverstärker 56 schließt einen Transistor Tc «in, dessen Basis mit dem Pulevexstärker 31₉ dem Sinuswellengenerator 33 und der Sägesahn-Konvergenzaehalfruag 34 verbus=· den ist, um eine zusammengesetzt® Wellenform au erhalten, dl© Pulse,

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eine sinusförmige Welle und eine Sägezahnspannung enthält.

An die beschriebene Schaltung 20 zur Zusammensetzung von Wellenformen wird das Pulssignal zur Horizontalsynchronisation angelegt, das an einen Eingang 51a des Pulsverstärkers 31 angelegt wird. Wenn ein solches Pulssignal der Hori zontalsynchronisation aufgenommen wird, wird ein Pulssignal vom Kollektor des Transistors T₁ erzeugt, dessen Wellenform in Fig. 5 (a) gezeigt ist.

Wenn ein solches Pulssignal empfangen wird, wird ein in Fig. 5 (b) gezeigter Sägezahnpuls vom Emitter des Transistors T. erzeugt, während ein in Fig. 5 (c) gezeigter sinusförmiger Puls vom Kollektor des Transistors T₂ erzeugt wird. Wenn diese,

in Fig. 5 (a), 5 (b) und 5 (c) gezeigten Pulssignale an den Tranwerden, sistor 5 angelegt / wird ein in Fig. 5 (d) gezeigtes primäres

Korrektionssignal vom Emitter des Transistors Tj. erzeugt.

Der Gleichspannungsverstärker 50 schließt Transistoren T- und Tg ein, die miteinander zusammenarbeiten, um einen Differenzverstärker zu bilden, wobei ein Transistor Tg so mit den Emittern der Transistoren T„ und Tg verbunden ist, daß er als Eingangsimpedanz des Differenzverstärkers wirkt, und wobei ein Transistor Tg zwischen die Basis des Transistors T_ß und Erde gelegt ist. Das primäre Korrektionssignal, das vom Emitter des Transistors T₁- erhalten wird, wird an die Basis des Transistors Tg gelegt und wird

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verstärkt, wobei die Linearität desselben im Differenzverstärker verbessert wird.

Eine Leuchtdichte-Einstellschaltung 50 zum Einstellen der Leuchtdichte des Gesamtfarbbildes ist mit der Basis des Transistors Tq verbunden. Wenn ein Gleichspannungssignal von der Leuchtdichte-Einstellschaltung 50 empfangen wird, arbeitet der Transistor T- so, daß er das Niveau eines Signales, das vom Kollektor des Transistors T„ erhalten wird, proportional zum Gleichspannungs= signal einstellt. Demgemäß wird ein Hauptkorrektionssignal vom Kollektor des Traneistors T„ erzeugt und durch einen geeigneten Kondensator zur Phasentrennungsschaltung 40 weitergeleitet.

Die Phasentrennungsschaltung 40 schließt einen Transistor T₁-ein. Das Hauptkorrektionssignal wird der Basis des Transistors T_1n zugeleitet. Von dem Emitter des Transistors T_1n wird ein erstes Korrektursignal erzeugt, das einem Rot-Videoverstärker 54 zum Korrigieren eines Chrominanzsignales oder Farbdifferenzsignales R-Y, das von einem Farbsignalverstärker 55 erzeugt ist, zugeführt wird. Andererseits wird vom Kollektor des Transistors T_1n ein zweites Korrektursignal erzeugt, das einem Blau-Videoverstärker 53 zugeführt wird, um ein Farbdifferenzsignal B-Y zu korrigieren, das vom Farbsignalverstärker 55 erzeugt wurde. Es sollte festgestellt werden, daß das erste Korrektursignal, das vom Emitter des Transistors T_1n erzeugt wurde, dieselbe Phase wie diejenige des Signales aufweist, das an die Basis desselben angelegt wird, während das awaita Korrektursignal^

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das vom Kollektor des Transietors T erzeugt ist, eine Phase hat, die derjenigen des Signalee, das der Basis des Transistors zugeführt ist, entgegengesetzt ist. Es sollte festgestellt werden, daß die ersten und zweiten Korrektursignale, die wie beschrieben den Rot- und Blau-Videoverstärkern 54 bzw. 55 bei der vorhergehenden Ausführungsform zugeführt worden sind, nach Verstärkung um einen vorbestimmten Betrag an ein erstes (nicht gezeigtes) Gitter der Kathodenstrahlröhren 1 bzw. 3 angelegt werden können, so daß der Abtaststrahl in der Kathodenstrahlröhre direkt gesteuert wird.

Sie obige Beschreibung bezieht sich zwar besonders auf eine Korrektionsschaltung, die die Unregelmäßigkeit des zusammengesetzten Farbbildes in einer horizontalen Richtung korrigiert, die parallel zur Richtung ist, in der die drei Kathodenstrahlröhren ausgerichtet sind, wobei die Unregelmäßigkeiten des zusammengesetzten Farbbildes in einer senkrechten Richtung, die durch das Gesetz der vierten Potenz des Kosinus des Winkels verursacht wurden, durch eine Korrektionsschaltung beseitig werden können, die gleichzeitig auf allen drei Differenzsignalen R-Y, G-Y und B-Y arbeitet.

Es sollte festgehalten werden, daß die Helligkeit des erzeugten Farbbildes auf dem Schirm mehr oder weniger durch den Schirmtyp, der verwendet wird, beeinflußt wird. Z.B. würde die Helligkeit des erzeugten Farbbildes in den Fällen kleiner werden, bei denen der Schirm von einem Typ ist, der aus einem Material wie z.B. milchigen Acryl-

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platten oder -blättern besteht, die einen Lichtstrahl fast gleichmäßig in die Umgebung das Schirms streuen, wo sich Beobachter befindenc In diesem Falle sind die Amplitude der ersten und zweiten Korrektursignale unter Berücksichtigung j der Verkleinerung der Helligkeit des gesamten Farbbildes reduziert*

Andererseits ist die Helligkeit des zusammengesetzten Farbbildes in den Fällen groß, in denen der Schirm von einem Typ ist, der Lichtstrahlen intensiv in Eichtungen zu dsn B@~ obachtern und nicht in Richtungen nach oberhalb und unterhalb des Projektionsschirms streut, wie dies z.B_e in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung Ho, 839 597 beschrieben ist„ In diesem Falle sind die Amplituden d©r erstsn und zweiten Kos· rektursignale unter Berücksichtigung der erhöhten Hslligkeit erhöht.

Bei jeder der beiden oben beschriebenen Fäll© ist durch den Erfinder beobachtet worden, daß die Unregelmäßigkeit des erzeugten Farbbildes in vorteilhafter ¥eise b@&©itigt

In Fig. 6 ist ein© Korssktlonasehaltung E_g gsseigt, dio oia© Abwandlung der oben besehriabonsn Ko£Esktion©@ehaltuag E. ist,, Die Korrektionseehaittrag E₂ enthält ©iae Schaltung 150 aua Erzeugen einer SägeZahnspannung_B sis© Amplitmd©nkontE©llschaltung

20

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und eine ImpedanzkonTergenzschaltung 170* die in Reihe ge-Behaltet sind. Die Schaltung I50 zum Erzeugen einer Sägezahnspannung schließt !Transistoren T₁₁ und T₁ „ ein, die zwischen Erde und einer positiven Versorgungsleitung in Reihe geschaltet sind, wobei ein Kondensator 155 zwischen Erde und einem Verbindungspunkt zwischen den Transistoren T₁₁ und T₁₂ geschaltet ist. Außerdem enthält die Schaltung I50 Widerstände 152, 153 und 154» die in Reihe zwischen Erde und der positiven Versorgungsleitung geschaltet sind. Diese Widerstände I52, 153 und I54 dienen als Vorbelastungswiderstände, um einen Vorspannungsstrom an die Transistoren T₁₁ und T₁„ zu legen. Bei Anlegen des Pulssignals der Horizontalsynchronisation, wie dies in Fig. 7 (a) gezeigt ist, an einen Eingang I5I der Schaltung 150 zum Erzeugen von Sägezahnspannungen, leitet der Transistor T₁₁ während einer Periode E₁, wie dies in Fig. 7 (a) angedeutet ist, um den Kondensator 155 schnell zu laden. Während der nächsten Periode K-, die ebenfalls in Fig. 7 (a) angedeutet ist, leitet nur der Transistor T₁₂, und der Transis to r T₁₁ bleibt im nichtleitenden Zustand, so daß der Kondensator 155 über den Transistor T₁₂ und einen Widerstand 156 mit einer Zeitkonstante entladen wird, die durch die Kapazität des Kondensators 155 und den Widerstand des Transistors T₁₂ und den Widerstand 156 bestimmt wird. Mit dieser Anordnung wird ein Pulssignal von Sägezahnform mit einer Wellenform, die in Fig. 7 (b) gezeigt ist, vom Kollektor des Transistors T₁₂ erzeugt. Das auf diese

Weise erzeugte Sägezahnpulssignal wird über einen Transistor T an

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2 B Ί1715

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die Amplitudenkontrollschaltung 16O weitergoleiteto

Die Amplitudenkontrollschaltung 16O schließt einen Transistor T₁C mit geerdeter Basis und einen Transistor T₁ , ein, durch den die Verstärkung des Transistors T₁ c ia Bezug auf ein durchschnittliches Niveau eines Videoeignales gesteuert wird, das in Fig. 7 (c) gezeigt ist und an einen Eingang 161 der Amplitudenkontrollschaltung 16O gelegt ist. Insbesondere wird das Videosignal (Leuchtdichtesignal), das an den Eingang 161 gelegt ist, in einer Integratorschaltung integriert, die aus einem Widerstand 163 und einem Kondensator 162 besteht. Ein solches integriertes Videosignal, das ein Maß für das durchschnittliche Niveau des Videosignales ist, wird an die Basis des Transistors T.. gelegt, um die Amplitude* des Sägezahnpulβsignales durch den Transistor T₁₁- zu steuern. Z.B. wird in dem Falle, wenn das Videosignal verkleinert ist, das bedeutet, wenn das Bild auf dem Schirm dunkel wird, das Spannungsniveau an der Basis des Transistors T.. anwachsen, um das Spannungsniveau am Emitter des Transistors T^ zu erhöhen, wodurch die Verstärkung des Transistors T₁,- verkleinert wird. Als Ergebnis hiervon wird die Amplitude des Sägezahnpulssignales, das vom Kollektor des Transistors T₁₁- erzeugt wird, reduziert.

Die Impedanzkonvergenzschaltung 170 schließt Transistoren T₁. g und T₁₇ ein, die zwischen Erde und der positiven Versorgungsspannungsleitung in Reihe geschaltet sind und miteinander verbunden sind.

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Das vom Kollektor des Transistors T₁^ erzeugte Sägezahnpulssignal wird an die Basis des Transistors T.g gelegt, um das erste in Pig. 7 (e) gezeigte Korrektursignal vom Emitter des Transistors T₁ g zu erzeugen, während das durch den Transistor T.g hindurchgelangte Sägezahnpulssignal an die Basis des Transistors T₁^ gelegt wird, um das in Fig. 7 (f) gezeigte zweite Korrektionssignal vom Emitter des Transistors T.„ zu erzeugen. Danach wird in ähnlicher Weise, wie dies weiter oben in Verbindung mit der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde, das erste Korrektionssignal, das dieselbe Phase wie das vom Kollektor des Transistors T._ erzeugte Signal hat, an den Rot-Videoverstärker angeschlossen, während das zweite Korrektursignal, das eine Phase hat, die entgegengesetzt der Phase des Signals ist, das vom Kollektor des Traneistore T₁₇ erzeugt wird, an den Blau-Videoverstärker angelegt wird.

Gemäß einer bevorzugten Anordnung der Korrektionsschaltung E-, die unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wurde, können wesentliche elektrische Elemente wie Widerstände und Kondensatoren, die in der Schaltung verwendet wurden, folgende Werte haben»

Kondensator 155 8.200 pF

Widerstand 156 1

Widerstand I65 100

Kondensator 162 1 uP.

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e e r s e ι t e

Claims

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER

Sanyo Electric Co., Ltd. 18, Keihan-hondori 2-chome, Moriguchi-shi, Osaka-fu, JAPAN

Projektions-Farbfernsehsystem mit einem Projektionsschirm, drei Kathodenstrahlröhren und drei Linsensystemen

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWErMONCHEN DIPL.-ING. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8000 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05

MÜNCHEN

A 01

2000 HAMBURG POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE TEL. (040)410 20 TELEX 21 29

Patentansprüche

( 1«) Projektions-Farbferasehsystem mit einem Projektionsschirm,
mit drei Kathodenstrahlröhren mit Leuchtschirmen für den Bildanteil in je einer der drei Grundfarben und mit drei vor je einem der
Leuchtschirme angeordneten Linsensystemen.zum Projizieren der BiId-5 information der Leuchtschirme auf den Projektionsschirm, wobei die
drei Leuchtschirme auf einer Geraden angeordnet sind , dadurch
gekennzeichnet , daß die Kathodenstrahlröhre (2) für
die Grundfarbe mit der höchsten in Lumen gemessenen Helligkeit zwischen den Kathodenstrahlröhren (1, 3) für die anderen beiden Farben 10 angeordnet ist, daß die Mittelpunkte der Linsensysteme (L1, L2, L3)

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auf Geraden (Al, A2, 13) zwischen dem Mittelpunkt des entsprechenden Leuchtschinns (11, 12, 15) und des Projektionsschirms (S) liegen, und daß die Kathodenstrahlröhren (11, 12, 13) an eine Korrektionsschaltung (E₁, E₂) zum Korrigieren der Helligkeit der Bildanteile angeschlossen sind, durch die das Hellig keitsverhältnis der Grundfarben über die gesamte Fläche des Projektionsschirms auf einem vorbestimmten Wert gehalten ist.

2. Projektions-Farbfernsehsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Korrektionsschaltung (E₁,

E_) auf die Kathodenstrahlröhren (1, 3) für die beiden anderen

Farben wirkt, um das vorbestimmte Helligkeitsverhältnis der Helligkeit in Bezug auf die Helligkeit der der ersten Kathodenstrahlröhre (2) zugeordneten Farbe aufrechtzuerhalten.

3. Projektions-Farbfernseheyetem nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitskorrektur der beiden anderen Farben gemäß den Beziehungen :

CO8⁴

. CO8 (Ot+ß)

b(ct) - co«*ol τ (a)

ooe* ß

ooe* ß

r(0C)

durchgeführt, worin % (oC) und r (o£) <ü· zu korrigierende Helligkeit bezeichnen, wobei oCder horizontale Projektionewinkel

80 9 8 3 8 /0,9 8 6

28Ί1715

des Lichtstrahles von der Kathodenstrahlröhre (1, 2, 3) auf den Projektionsschirm (s) in Bezug auf eine Axialrichtung der Kathodenstrahlröhre ist und wobei ß der Winkel ist, der durch vom Mittelpunkt des Projektionsschirms (S) ausgehenden Geraden eingeschlossen ist, die sich zum Mittelpunkt des einen Leuchtschirms (12) und zu einem der anderen Leuchtschirme (11 bzw. 13) erstrecken.

4. Projektions-Farbfernsehsystem nach Anspruch 3 * dadurch gekennzeichnet , daß jede der in den Gleichungen

(a) und (b) dargestellten Punktionen ungefähr linear von oL abhängen.

5. Projektions-Farbfernsehsystem nach einem der Ansprüche

1 bis 4 « dadurch gekennzeichnet , daß die drei Grundfarben rot, grün und blau sind und daß die genannte eine Kathodenstrahlröhre (2) Licht grüner Farbe liefert.

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