Спосіб створювання точок кольорового телевізійного зображення і система для його здійснення

1. Способ создания точек цветного телевизионного изображения, высвечиваемых световыми сигналами RL\ G±\ BL' с различной длиной волны, цвета которых задаются сигналами основных цветов R, G, В в первом цветовом треугольнике, определяемом на диаграмме цветности Международного комитета по освещению (МКО) угловыми точками, определяемыми главными длинами волн люминофоров кинескопа, причем длинами волн световых сигналов RL', G L \ BL' ограничивают второй цветовой треугольник, отличный от первого и имеющий с первым цветовым треугольником общий цветовой диапазон, а световые сигналы RL\ время как лазерные источники создают монохроматический свет. Телевизионные камеры рассчитаны на правильную цветопередачу в системе обычного телевидения по своей цветовой чувствительности, в то время как проекция с помощью лазерной системы приводит к существенному искажению цветового тона. Такие искажения образуются и из-за того, что источники лазерного света существуют не для всех желательных длин волн, так что даже при тщательном выборе лазеров не удается воспроизвести все необходимые цветовые тона. В упомянутой статье Y. Yamada et al. описана система проекционного телевидения, в которой видеоизображение создается тремя лазерами с длинами волн 488, 514 и 647 нм. Цвета лазеров, таким 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 образом, не соответствуют цветам сигнала в системе NTSC, поэтому авторы предложили корректировать создаваемые лазерами цветовые тона с помощью матричной схемы в цветовые тона, соответствующие стандарту NTSC. Однако такая корректировка возможна лишь в узких пределах. В книге Lang H. Farbmetrik und Farbfernsehen. R. Oldenburg Verlag, Munchen/Wien,1978, описано, как путем матричных операций можно преобразовать цветовые тона одной базовой системы в тона другой базовой системы. В качестве предпосылок возможности такого преобразования указаны, в основном, наличие базовых систем и компонент цветовых тонов и возможность представить их в виде векторов в координатах X, Y, Z. Необходимо указать на возможность затруднений при передаче спектральных цветов, когда некоторые компоненты в векторном пространстве имеют отрицательные значения, а отрицательные цветовые компоненты не имеют физического смысла. Поэтому при появлении отрицательных компонент вектор цветового тона нельзя подвергнуть преобразованию, не дополнив его до получения положительного вектора. Для наиболее совершенного приведения цветов лазера в соответствие цветам люминофоров экрана кинескопа можно использовать лазеры на красителях, с помощью которых можно сдвинуть длины волн света, производимого лазером, и сделать их цветовой тон одинаковым с тоном люминофора. Однако такие лазеры на красителях имеют всегда низкий КПД, так что при такой технологии мощность выходного излучения лазера резко снижается. Создание повышенной мощности чрезвычайно удорожает систему, причем существенного повышения мощности нельзя достичь даже сверхзатратами Fernsehund Kinotechnik, 1974, 6, с. 169. Другой недостаток лазеров на красителях состоит в том, что активируемые лазерным излучением вещества токсичны, что создает большую проблему обращения с ними - прежде всего потому, что долговечность выпускаемых лазеров на красителях крайне ограничена. Несмотря на это, такие лазеры используются для модификации цвета в лазерных системах проекционного телевидения (см., например, Заявка ЕП А-0084434). Выбор длины волны лазера в вышеупомянутой статье автора Т. Clinic также происходит с помощью лазера на краси 26453 теле, причем для красного получают длину волны 600-620 нм, для зеленого 514,5 нм, а для синего 457-488 нм. Для подгонки цветового тона к тону люминофора кинескопа используют схему, в ко- 5 торой управляющие сигналы красного, зеленого и синего преобразуются с использованием гамма-коррекции для достижения диапазона цветовых тонов, приемлемого в телевизионной системе с высокой раз- 10 решающей способностью. Не вполне понятно, правда, как приводит к улучшению цветового воспроизведения гамма-коррекция, которая, по существу, не линейна. Поэтому приходится допустить, что цвето- 15 вые тона, получаемые с помощью этой системы, тоже недостаточно близки к естественным. В книге Falsenberg A. Die Einfuhrung des hochauflosender Fernsehens, Verlag Gerhard Spiehs, Kottgeisering, Oktober 1990, S. 26, выдвинуто требование необходимости существенного улучшения цветовоспроизведения в телевизионных системах с высокой разрешающей способностью. Анализируется ряд предложений в этом направлении^ в том числе связанное с использованием основных цветов воспроизводящего устройства, которые основаны на реальных цветах в приемнике. Это предложение достигать наилучшие цветовые тона матричными преобразованиями затем, однако, снова было отброшено в связи с опасениями ухудшить качество из-за разного рода помех. Учитывая изложенное, в основу изобретения поставлена задача усовершенствования упомянутого известного способа с созданием для зрителя цветовоспроизведения, лучшего, чем у цветовых тонов, заложенных в первой базовой системе. Для осуществления такого способа соответственно должна существовать и система проекционного телевидения. В отношении способа задача решается тем, что длины волн световых сигналов устанавливают такими, что самая короткая составляет 470 нм или меньше и общий цветовой диапазон обоих цветовых треугольников содержит по меньшей мере те угловые точки первого цзетового треугольника, длина волны которых больше, чем самая короткая длина волны первого цветового треугольника, а каждый цветовой тон, создаваемый матричным преобразованием, в пределах общего цветового диапазона обоих цветовых треугольников во втором цветовом треугольнике одинаков с цветным тоном, опреде 20 25 ЗІ 35 40 4§ 50 55 8 ляемым сигналами основных цветов в первом цветовом треугольнике. Тем самым в заявляемом способе длины волн световых сигналов выбираются так, чтобы основные цвета охватывали весь цветовой диапазон, создаваемый красным, зеленым и от голубого до синего и их смеси. При этом допускаются только отклонения в темно-синей области диаграммы МКО на длинах волн менее 470 нм, причем именно здесь способность человеческого зрения различать цвета невелика, как показывает повседневный опыт, самый темно-синий цвет трудно отличить от других темно-синих оттенков и даже зачастую черного. Темно-синюю область, в которой прежде всего можно пренебречь точным преобразованием цветов, определяют по кривым восприятия яркости спектра, разработанным МКО (1924 и 1951 г.). Эти кривые близки к гауссовому распределению в области 50% на длине 40 нм. Для ночного зрения максимум кривой приходится примерно на 510 нм, а для дневного - на 560 нм. Таким образом, наблюдатель хорошо воспринимает ночное изображение только в диапазоне 510.40 нм. Однако, поскольку в изобретении используются для создания видеокадров все длины волн, превышающие 470 нм, в этом способе изменения цветового тона, происходящие вследствие пренебрежения меньшими длинами волн, почти не различимы глазом даже при весьма затемненных кадрах. При дневном зрении, характерном для подавляющего числа видеоизображений, длины волн менее 470 нм воспринимаются глазом только при чувствительности менее 100%, так как даже при полном отсечении цветового диапазона на длинах волн менее 470 нм практически не возникает чувства искажения цветов. В отличие от описанных известных решений, в которых использованными длинами волн лазера не охватывалась зеленая область, хотя глаз особенно чувствителен в диапазоне зеленого, в заявленном решении обеспечивается полное соответствие цвета именно в таком диапазоне. В целом заявленный способ предлагает наиболее благоприятный выбор длин волн световых сигналов, при котором глаз зрителя воспринимает оптимальное цветовое соответствие. В соответствии с изобретением способ использует цветовое преобразование, при котором цветовые тона точно трансформируются с помощью матрицы в общий цветовой диапазон. Соответствующая 26453 формализация известна из публикации Lang, даже если из нее не следует возможность выбора основных цветов, поскольку математические формулы составляются без учета того, играют ли роль при преобразовании отрицательные значения интенсивности цвета. Заявляемым решением сигналы основных цветов R (красный),G (зеленый) и В (синий) подвергают такому матричному преобразованию, а оптические сигналытакому регулированию, чтобы в результате создавалась правильная цветопередача до темно-синей области, определяемой самыми короткими длинами волн основных цветов. Благодаря использованию простого матричного преобразования заявляемый способ позволяет отказаться от дорогих лазеров на красителях для создания тех же цветовых тонов, какие имеют люминофоры кинескопа. Источники света, применяемые для получения световых лучей, можно при этом установить без потерь мощности. Схемное решение для такого матричного преобразования также существенно надежнее и проще, чем лазер на красителе, а замена вышедших из строя конструктивных элементов не представляет серьезной проблемы. Несмотря на то, что в публикации "Телевидение с высокой разрешающей способностью - новое средство массовой информации" Международной сессии Университета Констанцы, 1990 г., с. 30, высказан прогноз о том, что лазерные мониторы с хорошей передачей цвета и изображение появятся только к 2000 году, заявленный способ убедительно доказывает, что такие приборы с высокой верностью цветовоспроизведения можно создать уже сегодня. В предпочтительном варианте осуществления изобретения для возникающих при матричном преобразовании отрицательных интенсивностей цветовых сигналов за пределами общего цветового диапазона возможно вырабатывать световые сигналы с интенсивностью, получаемой из зависимости, асимптотически приближающей отрицательную интенсивность к нулю по логарифмической кривой. Изобрэтение также относится к системе проекционного телевидения вышеописанного вида, особенно предназначенной для воплощения изобретенного способа и отличающийся тем, что самая короткая длина волны световых источников составляет 470 нм или меньше, а другие длины волн установлены так, что общий цветовой диапазон обоих цветовых 5 10 15 20 25 30 35 40 45 . 50 55 10 треугольников содержит, как минимум, те угловые точки первого цветового треугольника, длина волны которых превышает самую короткую длину волны первого цветового треугольника, а матричный умножитель выполнен с возможностью установки цветового тона точки изображения в пределах общего диапазона обоих цветовых треугольников одинаковым с цветовым тоном, определяемым сигналами основных цветов. Заявляемая система проекционного телевидения позволяет наиболее предпочтительно воплощать предложенный способ при использовании блока управления, в который вводятся сигналы входного каскада и подвергаются обработке в матричной схеме, чтобы цветовые тона воспринимались естественными вплоть до области темно-синего. При этом входными сигналами такой схемы могут быть сигналы основных цветов R', G', В', преобразуемые в матрицах в заданные сигналы основных цветов R\ G\ В* для управления источниками света. Это создает преимущество, заключающееся в возможности выполнения входного контура из стандартных элементов, а согласование цветов - только с помощью дополнительной простой схемы линейного преобразования сигналов. В используемых в настоящее время в телевидении стандартах PAL, NTSC и SECAM основные цвета не передаются непосредственно, передаются их линейные сочетания, которые преобразуются в приемнике в сигналы основных цветов с помощью другой схемы, выходные сигналы которой представляются в виде матричного умножения на входные сигналы. Схема проекционного телевидения поэтому должна содержать для преобразования линейных сочетаний RGB-сигналов в R'G'B*-сигналы две схемы преобразования в соответствии с матричным умножением. Издержки такой необходимости можно снизить, если при маточном умножении использовать коэффициенты матрицы для генерирования RGB-сигналов и 1 преобразования RGB-сигналов в R'G'B сигналы, так что в другом предпочтительном варианте электрические сигналы входной схемы содержат яркостный сигнал, пропорциональный сумме трех сигналов основного цвета, и два различных сигнала, пропорциональных цветоразностным сигналам. Благодаря этому на вход блока управления непосредственно подаются яркостный сигнал У и передаваемые цвето 11 26453 разностные сигналы U,V или I,Q, из которых получаются сигналы управления источниками света. Наиболее просто воплощается схема описанного типа по предпочтительному варианту тем, что она содержит цепь сопротивлений, определяющую матричное преобразование. Эта матрица сопротивлений обладает тем преимуществом, что она весьма недорога, особенно, когда нужно воплотить только положительные матричные элементы. Здесь не нужно и дополнительное питающее напряжение, и можно не обращать особого внимания на погрешности, связанные с частотами. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения в матричном преобразователе блока управления для каждого из ее выходных сигналов имеется операционный усилитель, с помощью которого суммируются токи, создаваемые из электрических сигналов и протекающие через входные сопротивления, определяемые коэффициентами матрицы. При суммировании через операционные усилители схемные затраты хотя и превышают на одну матрицу сопротивлений, но позволяют избежать нежелательной связи между входными сигналами В настоящее время имеются настолько недорогие операционные усилители, что дополнительные схемные расходы не стоит применять во внимание по сравнению с преимуществом взаимной развязки входных сигналов схемы.В зависимости от того, используются ли в качестве входных сигналов устройства сигналы основных цветов, или яркостный сигнал вместе с цветоразностными сигналами U.V (стандарт PAL) или также I,Q (стандарты NTSC, SECAM), можно изменять матрицу и, следовательно, сопротивления. Другую матрицу или другие сопротивления нужно собирать в случае использования других источников света, особенно лазеров с другими длинами волн. Поэтому еще в одном предпочтительном варианте входные сопротивления операционных усилителей или упомянутая матричная схема имеют модульную конструкцию, соединяемую с помощью штырьков с остальной частью схемы системы проекционного телевидения. Поскольку в общем случае речь идет о небольшом количестве сопротивлений (в описанном примере три входных и три выходных сигнала, то есть в общей сложности 9 сопротивлений), их можно предпочтительно разместить в простой интегральной схеме А поскольку такая ИС содержит толь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 ко резисторы, ее можно выполнить в виде толстопленочной схемы, в которой номиналы можно реализовать с небольшими затратами даже при малосерийном производстве. При реализации изобретения можно использовать обычные источники света, обеспечивающие легкую фокусировку на экран и позволяющие без особых сложностей изменять интенсивность света частотами в мегагерцовом диапазоне. Самый дешевый с оптической точки зрения известный источник света представляет собой лазер. По мощности и стоимости следует отдать предпочтение лазеру на инертном газе, например, аргоновому или криптоновому лазерам. Они имеют устойчивый режим, а ВЧ-модуляцию интенсивности света можно осуществлять отдельными световыми модуляторами. Однако можно избежать расходов на такие дополнительные модуляторы, если использовать в соответствии с предпочтительным вариантом в качестве источников полупроводниковые лазеры или светодиоды, поскольку они обладают достаточным быстродействием для непосредственного электрического управления. На фиг. 1 изображена блок-схема заявленной системы проекционного телевидения; на фиг. 2 - диаграмма цветности МКО с различными цветовыми треугольниками; на фиг. 3 - принципиальная схема, которую можно использовать в предложенной системе проекционного телевидения. В системе проекционного телевидения, представленной на фиг. 1, во входном контуре 10, содержащем, например, блок настройки телевизионного приема и схемы декодирования цветовых сигналов или сигналов цветовых поднесущих, генерируются три сигнала K.L.M на выходах 12, 14, 16. Эти сигналы в соответствии с описанными известными решениями представляют собой сигналы основных цветов R, G, В, обычно подаваемые на яркостную модуляцию трех цветов в кинескоп. Выходы 12, 14, 16 соединены со входами 21, 22, 23 блока управления 20, действующего как смеситель создающего из входных сигналов К, L, М выходные сигналы R', G1, В', подаваемые на выходы 26, 27, 28. Позже при рассмотрении фиг 3 будет подробно описано, как выходные сигналы R1, G1, В1 образуются из входных сигналов К, L, М. ! 1 Сигналы R , G , В' на выходах 26, 27, 28 блока управления 20 управляют интен 13 26453 сивностью световых лучей 36, 46, 56 источников 30, 40, 50. В примере выполнения источники 30, 40, 50 содержат лазеры 32, 42, 52, работающие в постоянном режиме. Создаваемый ими свет изменяется по интенсивности модуляторами 34, 44, 54 с помощью электрических сигналов R'f G', В1. Для модуляции наиболее подходят известные кристаллы DKDP. Три луча 36, 46, 56 лазеров подаются затем в оптическое устройство 60, выполняющее несколько задач. Первая из них состоит в том, чтобы свести три отдельных луча в общий. Это выполняется известным образом с помощью дихроичных зеркал. Затем оптическое устройство 60 содержит отклоняющую систему для развертки телевизионного изображения. Отклоняющая система построчно разворачивает объединенный лазерный луч аналогично тому, как это делается в кинескопе. Развернутый луч 66 поступает на экран 70, причем в месте его попадания образуется точка 74 изображения На фиг. 1 показано линиями как развертывается телевизионное изображение. Дополнительно к упомянутым функциям в оптическом устройстве 60 могут содержаться фокусировочные приспособления для улучшения качества изображения. Отклоняющая система в оптическом устройстве 60 предпочтительно состоит из быстро вращающихся зеркал, которые по линии синхронизации принимают синхросигнал с выхода 18 входного контура 10 на вход 62 оптического устройства 60, чтобы тем самым синхронизировать развертку зеркалом в соответствии с видеосигналом. Изображение создается на экране 70 обычным путем, при развертке лазерного луча 66 по экрану в соответствии с разверткой передатчика. При этом цветовой тон точки изображения 74 задается сочетанием интенсивности лучей 36, 46 и 56 лазеров. Поскольку использованные в примере лазеры, например, лазеры на инертном газе с установленными за ними лазерами на красителях с длинами волн голубого 470 нм, зеленого 545 нм и красного 620 нм отличаются от длин волн обычно применяемых в телевидении люминофоров, создаваемые во входном контуре при непосредственном подключении к модуляторам сигналы RGB имеют цветовое искажение. Это искажение устраняется блоком управления 20, генерируются новые сигналы R', G\ В', в которых это цветовое искажение скорректировано. Цветовые тона попадают в область векторов 14 МКО, проекция которых на оси х, у показана на фиг. 2 в виде диаграммы МКО. Преобразование сигналов основных цветов R, G, В из первой базовой системы в 5 сигналы R', G', В' второй базовой системы можно поэтому представить как поворот и растяжение в векторном пространстве и выразить математически в виде матричного перемножения. Если в дальней10 шем обозначить как R, G, В значения входных сигналов, а как R\ G\ В' значения выходных сигналов блока управления 20, то можно записать в следующем виде матричное умножение, обозначив коэффи15 циентами а элементы матрицы преобразований "а : 20 25 D а зі или R* G' = а В' R + а 12 G + R + а22 G + R + а 32 G 4 В В в R G В Матричные значения преобразования Р,6,В-сигналов для длин волн 620, 545 и 470 нм приведены в табл. 1а: 30 а„ = 1,24; а„ = -0,09; 21 а„ = -0,02; з, 32 Т а б л и ц а 1а -0,15; - -0,09 1,05; а = 0,03 -0,14; *33 = 1,16; 35 В другом варианте выполнения использованы лазерные источники света с длинами волн для красного 647,1 нм, зеленого 514,5 и синего 458,0 нм. Соответствующие коэффициенты матрицы имеют тогда 40 следующие величины (табл. 16) Т а б л и ц а„ = 0,5677; а 12 = 0,416; а 13 = а12 = 0,0868; а» = 0,8597; а,, = 45 = 00091 а 32 = 0 0 1 6 0,0091; 0,016; 32 а 16 0,0144 0,0543 09753 0,9753 Схематическое выполнение этих преобразований R, G, В-системы в R', G1, В'-систему рассматривается ниже при опи50 сании фиг. 3. В приведенном примере сигналы К, L, М представлены сигналами R, G, В. Возможно, однако, что вместо R, G, В-сигналов на входах 12, 22, 23 яркостный сиг55 нал Y и цветоразностные сигналы U и V или I и Q непосредственно преобразуют1 ся в сигналы R', G В\ Это можно пояснить на примере системы PAL. Аналогичные выкладки можно привести и для систем NTSC и SECAM. 15 26453 В системе PAL сигналы R, G, В генерируются при следующем матричном умножении: R 1; 0; В 1; 1; G = і 1; Y 0; V ; и 5 При этом Ц,, LQ и Ц представляют собой коэффициенты яркости, с помощью 10 которых яркостный сигнал Y можно выразить через сигналы основных цветов R, G, В: Y = I^.R + l^.G + L^.B при Ц + Ц, + Справедливо, таким образом: R G В =ь 15 Y и V 20 где b - матрица преобразований. Из переданного яркостного сигнала Y и цветоразностных сигналов U и М получают, таким образом, R, G, В-сигналы с помощью аналогичного матричного умно- 25 жения, как при создании сигналов R', G', В' из сигналов R, G, В. Можно записать это следующим образом: R' G1 В* - a'b Y U V Это уравнение показывает, что вместо двух контуров, как в рассмотренном примере по фиг. 1, для осуществления преобразования сигналов, представленного матричным умножением, возможно и единичное матричное умножение, однако с последующим изъятием коэффициентов использованной матрицы из произведения а.Ь. Если коэффициенты матрицы в блоке управления 20 устанавливаются в соответствии с матрицей а.Ь, можно подк: лючить этот блок непосредственно к сиг налам Y, U, Y входного контура или в системах NTSC и SECAM к сигналам Y, I, Q. Благодаря этому снижаются схематические затраты на систему проекционного телевидения. На фиг. 3 представлена еще одна проблема, связанная с созданием такой системы. Здесь показаны цветовые треугольники на диаграмме МКО. Представлены ордината 410 и абсцисса 420, на которые нанесены сокращенные составляющие х и у основного цвета. Кривая 400 охватывает все значения цветовой чувствительности, воспринимаемые глазом (треугольник МКО). Жирные точки служат 30 35 40 45 16 ориентирами и относятся к длинам волн 700, 550 и 380 нм. В диаграмме МКО по фиг. 2 заштрихованный треугольник 440 обозначен угловыми точками R, G, В и представляет диапазон цветов, которые может создавать обычный экран кинескопа в соответствии со стандартом ЕСВ. Цветовые тона (с равной длиной волны или преобладающей в тоне) образуются соединительной прямой белого по стандарту Д65 и угловых точек R, G, В с кривой 400 спектральных цветов. Прямая пересекает эту кривую на соответствующей длине волны. На фиг. 2 представлен также цветовой треугольник 450 с угловыми точками R', G', В' для трех монохроматических длин волн 620, 545 и 470 нм, которые использовались в примере по фиг.1. Этот цветовой треугольник 450 показывает область цветов, которые могут быть образованы такой лазерной системой. Сравнением треугольников 440 и 450 ( R, G, В и R', G1, В'), можно видеть, что они не полностью перекрывают друг друга. Общая область в этом примере меньше, чем цветовая область цветового треугольника 440, воспроизводящего основные цвета телевизионного приемника R, G, В. Вблизи точки В остается небольшая область треугольника 440, не входящая в треугольник 450. Эта область охватывает темно-синие цвета, и ее отсекание не создает у глаза существенного ухудшения цветового восприятия, как пояснялось выше. Однако ухудшения цветового восприятия можно вообще избежать, использовав синий лазерный источник, длина волны которого столь f мала, что включает в треугольник R , G', В* весь треугольник Rs G, В. Поэтому все цветовые тона треугольника 440 передают1 1 ся треугольником R , G', В и позволяют точно воспроизводить принимаемые цвета без малейших сдвигов в синей области. Такое улучшение в синем может быть осуществлено применением лазеров серии Скайлайт 400 фирмы Coherent, длина 50 волны которых отфильтрована фильтрами ВР 558 и ВР 514 фирмы Schott (Майнц). Для красного использован криптоновый лазер, а для синего и зеленого - аргоновые лазеры. Это позволяет обеспечить 55 длины волн 647,1 нм для красного, 514,5 для зеленого и 458 для синего. Соответствующий треугольник тоже показан на фиг. 2 пунктирной линией. Видно, что он полностью перекрывает область ЕСИ-люминофоров R, G, В. 18 26453 17 На фиг. 3 представлена схема блока видения скомпенсировать возможные разуправления 20 с выходами 26, 27, 28 и личия характеристик модуляторов. входами 2 1 , 22, 23. На входы поступают Собственно матричное умножение сигсигналы K,L,M, под которыми подразуменалов выполняется операционными усиваются сигналы основных цветов R, G, В 5 лителями 140, 240, 340. Они развязаны или яркостный сигнал Y и цветоразностотрицательной обратной связью с помощные сигналы U и V или I и Q в соответстью сопротивлений 100, 200, 300 от выховии с определенным телевизионным станда до инвертирующего входа усилителей дартом. Матричное умножение осуществ140, 240, 340. К каждому развязанному ляется в матричном преобразователе 80, 10 инвертирующему входу этих операционвходы которого 8 1 , 82, 83 в показанном ных усилителей подключены по три друпримере непосредственно соединены с гих резистора 110, 120, 130; 210, 220, входами 2 1 , 22, 23 блока управления 20. 230; 310, 320, 330. Благодаря такой схеГенерируемые благодаря матричному умме каждый операционный усилитель 140, ножению выходные сигналы поступают с 15 240, 340 работает как сумматор, причем выходов 86, 87, 88 схемы 80 через подствходные сигналы на резисторах 110, 120, роечные резисторы 150, 250, 350 на вы130, 210, 220, 230, 310, 320, 330 перед ходные усилители 160, 260, 360 прежде, суммированием умножаются на коэффичем достигнут выходов 26, 27, 28 блока циенты соотношений номиналов резистоуправления 20 в виде сигналов R', G', В'. 20 ров. Цифровые соотношения сопротивлеПодстроечные резисторы 150, 250, 350 ний приравнены к абсолютным значениям служат для того, чтобы при серийном изуказанных в табл. 2 коэффициентов для готовлении системы проекционного телематричного умножения: Номинал Номинал Номинал Номинал Номинал Номинал Номинал Номинал Номинал резистора резистора резистора резистора резистора резистора резистора резистора резистора 100/номинал 100/номинал 100/номинал 200/номинал 200/номинал 200/номинал 300/номинап 300/номинал 300/номинап Однако в приведенных матричных элементах примера выполнения некоторые коэффициенты имеют отрицательную величину. Поэтому нельзя связать все резисторы 110, 120, 130, 210, 220, 230, 310, 320, 330 непосредственно со входами 81, 40 82, 83. Для выполнения математического знакоинвертирования служат три инвертора 145, 245 и 345, меняющие на обратные знаки сигналов на входах 8 1 , 82, 83 матричного преобразователя 80 до того, 45 как они поданы на суммирующую схему, образованную резисторами 110, 120, 130, 210, 220, 230, 310, 320, 330. Как видно из фиг. 3, входы резисторов 110, 120, 130, 210, 220, 230, 310, 320, 330 в соответст- 50 вии со знаками упомянутых матричных элементов соединены с сигналами R, G, В на входах 2 1 , 22, 23 блока управления 20. В примере выполнения для резисторов 100, 200 и 300 цепи отрицательной связи выб- 55 раны одинаковые номиналы 1 кОм. Соответственно для воплощения описанной матрицы по табл. 1а в примере использованы следующие номиналы резисторов: Т а б резистора резистора резистора резистора резистора резистора резистора резистора резистора лица 2 110 - (а„) 120 = (а12) 130 = (а13) 210 = (а21) 220 = (а22) 230 = (а23) 310 = (а31) 320 = (а32) 330 = la») Т а б л и ц а З Резистор Номинал, кОм 110 1 120 8,16 130 13,74 210 14,62 220 1,18 230 43,67 310 55,25 320 9,05 330 1,07 Благодаря этому можно рассчитать и значения резисторов для приведенных в табл. 16 длин волн лазеров, принимая во внимание, что здесь входные каналы не надо инвертировать, поскольку все коэффициенты положительны. Выходные сигналы операционных усилителей 140, 240, 340 подаются через входные резисторы 142, 242 и 342 на выходы 86, 87, 88 схемы 80. Эти резисторы 142, 242, 342 в представленном примере имеют номинал 51 Ом, подходящий к 50-омной видеосистеме. Кроме того, к каждому выходу подключен диод 144, 244, 19 26453 344 на потенциал 0,7 В. Эти диоды подавляют возможные выходные напряжения операционных усилителей, имеющие нежелательную полярность (в данном случае положительную). Для подавления даже небольших потенциалов ниже порогового напряжения диодов 144, 244, 344 эти диоды подключены к потенциалу -0,7 В. В этом примере диоды кремниевые, а их пороговое напряжение как раз соответствует напряжению смещения 0,7 В. Для других диодов надо выбрать соответствующий потенциал. Например, у германиевых диодов это примерно 0,2 В вместо 0,7 В. Диоды имеют в общем случае экспоненциальную зависимость тока от напряжения, так что при малых сигналах на диодах возникает падение напряжения, логарифмически связанное с выходным напряжением соответствующего операционного усилителя. При правильном выборе диодов 144, 244, 344, добавочных резисторов и потенциалов можно обеспечить, чтобы падение напряжения асимптотически стремилось к нулю по логарифмической зависимости при выходных напряжениях нежелательной полярности. Такие полярности возникают в том случае, когда преобразованный цветовой тон не находится в общем цветовом диапазоне. По сравнению со способом, предложенным Лангом (см. вводную часть описания), по которому отсекание выполняют точно по нулевому значению, логарифмическое отсекание имеет то преимущество, что изображаются даже изменения цвета за пределами общего цветового диапазона, то есть контрасты остаются неразличимыми. Для обеспечения такой асимптомы необходимо выбирать потенциал равным пороговому напряжению диодов 144, 244, 344. Номиналы добавочных резисторов 142, 242, 342 определяют логарифмический характер в зависимости от входного напряжения. Если выбирать номиналы резисторов 142, 242, 342 весьма малыми, например, в данном примере 51 Ом, логарифмический характер падения напряжения в зависимости от выходного напряжения соответствующих операционных усилителей 140, 240, 340 устанавливается только при очень малых напряжениях, так что преобразование цветов создает цвета, соответствующие люминофорам, практически до границ общего цветового диапазона. Блок управления 20 может записываться вместо приведенных в примере сигналов R, Gt В иными сигна 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 * 55 20 лами, например, яркостным сигналом Y и цветоразностными сигналами U, V или I.Q. Но в этом случае матрицу необходимо заменить - и не только величины коэффициентов, но и их отдельные знаки. Это означает, что подбор номиналов резисторов 110, 120, 130, 210, 220, 230, 310, 320, 330 должен быть иным, и подключение к входам или выходам инверторов 145, 245, 345, показанное на фиг. 3, тоже изменяется. Для простого изменения матричного преобразователя 80 в приведенном примере резисторы 110, 120, 130, 210, 220, 230, 310, 320, 330, определяющие коэффициенты, содержатся в отдельном модуле 90, вставляемом штырьками 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 в матричный преобразователь 80. При этом контакты 97, 98, 99 представляют выводы модуля 90, непосредственно подключаемые к охваченным отрицательной обратной связью входам операционных усилителей 140, 240, 340. Штырьки 91, 92, 93 служат для подачи сигналов с входов 81, 82, 83 схемы 80, а входы 94, 95, 96 подают соответствующие инвертирующие сигналы в модуль 90. Благодаря этому модуль 90 может быть снабжен разными резисторами для различных коэффициентов и, соответственно, знака коэффициентов для матричного умножения, по разному подключаемыми к входам 91, 92, 93, 94, 95, 96. Модуль 90, таким образом, заменяем для разного назначения. Поэтому легко выполнить корректировку сдвига цветовых компонентов трех оптических каналов. Такой сдвиг создается из-за избирательных характеристик передачи оптических блоков, подключенных к лазерам, или из-за разных лазеров. В целях стандартизации модуль 90 можно выполнить на интегральной схеме. Наиболее приемлемо ее выполнение по толстопленочной технологии, поскольку при этом можно обеспечить и достаточно высокую точность номиналов сопротивлений. В вышеописанных примерах использованы два аргоновых лазера и один криптоновый, с фильтрами или лазерами на красителях для установления заданных длин волн, создаваемых тремя световыми сигналами RL'.GL'.BL'. Интенсивность аргоновых или криптоновых лазеров, однако, поддается непосредственному управлению с недостаточным для создания телевизионного изображения быстродействием, в связи с чем такие лазерные источники 32, 42, 52 обычно работают в режиме непрерывного излучения, а ин 26453 21 тенсивность управляется отдельно модуляторами 43, 44, 54. Однако можно ожидать появления в ближайшем будущем полупроводниковых лазеров с соответствующими длинами волн, что позволит воплощать лазерные системы проекционного телевидения на их Основе. Такие полупроводниковые лазеры могли бы подвергаться непосредственному управлению. Источники света, используемые в системе, однако, не ограничиваются лазерами. В принципе, можно применять любые источники с возможностью хорошей фокусировки и развертки для создания телевизионного изображения. Можно также применять любые источники света, длинами волн которых создается достаточно 22 большой цветовой треугольник на диаграмме, в рамках решения по п. 1 формулы, и сигналы управления которых комбинируются таким образом, чтобы обеспечить правильную цветопередачу. to Подразумевается, что для повышения качества изображения можно использовать четыре и более лазеров. Необходимые и в этом случае дополнительные сигналы можно создавать блоком управления 20 в соответствии с матричным умножением. Матричный преобразователь 80 может быть модифицирован дополнительными операционными усилителями и входными сопротивлениями для дополнительных сигналов аналогично примеру по фиг. 3. 72 60 70 Оптическое устройство для смешения цветов, развертки и фркусировки у* у " - V 5 0 г--і*О СИНХРОНИЗАЦИЯ 52 ФИГ.1 I 26453 coo ФИГ.2 ФИГ.З Упорядник Техред М. Келемеш Коректор О.Обручар Замовлення 508 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Киів-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101