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Fernsehsystem.
Es hat sich gezeigt, dass es zur Beseitigung von Flimmern des wiedergegebenen Bildes in einem Fernsehempfänger vorteilhaft ist, die übliche Anzahl der in der Sekunde abgetasteten oder bestrichenen Bilder bzw. der Abtastungen zu verdoppeln und beim Abtasten die Zeilen der bei einer fortlaufenden Numerierung der Bilder mit den ungeraden Zahlen bezeichneten Bilder zwischen die Zeilen der mit den geraden Zahlen bezeichneten Bilder zu legen.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens mit einer jeweils zwischen den Zeilen der eben vorhergegangenen Abtastung erfolgenden Abtastung empfiehlt es sich, die Anzahl der Abtastungen in der Sekunde entsprechend der Netzfrequenz des Ausstellungsortes zu wählen, so dass die üblichen Weehselstromkraftleitungen (in dem angenommenen Fall also mit 60 Perioden) vorteilhaft zu Synchronisier-oder Regelzwecken verwendet werden können. Es ergibt sich jedoch noch eine Schwierigkeit, wenn der zu übertragende Gegenstand ein Kinofilm ist, der unterbrochen oder aussetzend mit der üblichen Anzahl von 24 Filmbildern in der Sekunde bewegt wird.
In diesem Zusammenhang ist es eine der Aufgaben der Erfindung, ein Fernsehsystem zu schaffen, bei dem all die Vorteile einer Verwendung des Netzwechselstroms (z. B. von 60 Perioden) und der Verwendung eines üblichen Bildfilms, bei welchem z. B. 24 Einzelbilder in der Sekunde gefördert werden, erhalten werden.
Gemäss der Erfindung werden die verschiedenen Einzelbilder eines bewegten Gegenstandes dem Sendeapparat zur Übertragung in einer Anzahl je Sekunde ausgesetzt, die von der Anzahl der zur Bildung der Bildsignale je Sekunde vorgenommenen Abtastungen abweicht, u. zw. werden bestimmte der Einzelbilder m-mal und andere, zwischen diesen liegende Bilder n-mal hintereinander für die Abtastung herangezogen, wobei m und n ganze und voneinander verschiedene Zahlen sind.
Im besonderen erfolgt gemäss der Erfindung die Abtastung im Sender 60mal in der Sekunde, während die einzelnen Bilder in einer Anzahl von 24 in der Sekunde für die Abtastung geliefert werden, wobei jedes zweite Bild zweimal und jedes der andern Bilder dreimal hintereinander für die Abtastung herangezogen wird.
Ferner wird gemäss der Erfindung eine Kathodenstrahlröhre derart betrieben, dass ihr Strahl einen Schirm (bzw. eine entsprechende Fläche auf demselben) 60mal in der Sekunde bestreicht. Zwecks Entwickeln von Bildsignalen wird ein den Gegenstand der Übertragung bildender Kinofilm aussetzend bewegt. Jedes der (nach der obenerwähnten Bezeichnung) ungeradzahligen Bilder wird zweimal und jedes der geradzahligen dreimal aufeinanderfolgend auf den Schirm projiziert, während der Film sich im Ruhezustand befindet. Die Zeiteinteilung ist derart getroffen, dass der Kathodenstrahl den Schirm nur während der Zeitperioden abtastet, die zwischen denen liegen, während welcher der Film ruht.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand durch ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen Fernsehsender, der gemäss der Erfindung eingerichtet und wirksam ist ; die Fig. 2,3 und 4 sind Ansichten (im grösseren Massstab) eines Teiles des Apparates der Fig. 1, von hinten gesehen ; Fig. 5 stellt einen der Teile der Fig. 1 von links gesehen dar ; Fig. 6 ist ein Diagramm zur Ver-
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grösserem Massstab.
Die Kathodenstrahlröhre 10 in der Fig. 1 zur Entwicklung der Bildsignale enthält einen geeigneten lichtempfindlichen Mosaiksehirm 12, der z. B. aus einer grossen Anzahl sehr kleiner lichtempfindlicher
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Silberkügelchen bestehen kann, die auf einer metallischen Grundplatte von dieser und voneinander isoliert angeordnet sind. Eine geeignete Kathodenanordnung 14 richtet einen Elektronenstrahl 16 auf den Schirm 12. Die Röhre ist ferner mit einer geerdeten Anode in der Form eines Silberüberzuges 17 ihrer Innenfläche versehen.
Es seien z. B. 60 Bilder bzw. Abtastungen in der Sekunde angenommen, jede mit 121% Zeilen, wobei die Zeilen der ungeradzahligen Abtastungen zwischen die der geradzahligen fallen und der Strahl von dem Ende bzw. der Mitte der letzten Zeile einer-Abtastung zum Anfang bzw. zur Mitte der ersten Zeile der folgenden Abtastung, wie unten beschrieben, rückgeführt wird. Für diese Verhältnisse wird der Kathodenstrahl waagrecht durch Spulen 18 abgelenkt, durch die eine sägezahnförmige Stromwelle mit einer Frequenz von 7290 Perioden hindurchgeht, die von einem geeigneten Generator 20 geliefert wird. Der Strahl wird auch senkrecht durch Spulen 22 abgelenkt, durch die eine sägezahnförmige Stromwelle mit einer Frequenz von 60 Perioden hindurchgeht, die der Generator 24 liefert.
Die Kathodenanordnung 14 ist mit einer Steuerelektrode 26 versehen, durch die die Intensität des Strahles in der im folgenden beschriebenen Weise geändert wird.
Der zu übertragende Gegenstand ist ein Normalkinofilm "28, der durch einen aussetzenden Bildförderer 30 im Ausmass von 24 Bildern in der Sekunde unterbrochen bewegt wird ; ; Die Welle 32 des Aussetzers 30 wird von der Welle 34 eines Motors 36 angetrieben. Die Welle 34 dreht sich gleichmässig mit 30 Drehungen in der Sekunde, und die Antriebsverbindung mit der Welle 32 wird in irgendeiner geeigneten Weise mit einem Untersetzungsverhältnis von 2% : 1 hergestellt. Die Welle 32 dreht sich also 12 mal in der Sekunde.
Eine Blenden-oder Verschlussscheibe 38, die mit der Motorwelle fest verbunden ist, ist mit zwei diametral einander gegenüberliegenden Öffnungen 40 und 42 (Fig. 5) versehen, von denen jede an ihrer breitesten Stelle sich längs eines Zwanzigstels des Umfanges erstreckt. Durch diese Öffnungen hindurch werden die einzelnen Bilder des Films auf den Schirm 12 projiziert. Die Scheiben öffnungen 40 und 4 haben die besondere, in Fig. 5 dargestellte Form, um das Maximum an Licht auf den Schirm 12 fallen zu lassen.
Der Aussetzer 30 ist mit zwei Nocken 44 und 46 versehen, von denen jeder dahin wirkt, die Welle 48 des Filmförderzahnrades 50 um 90 zu drehen, wie in den Fig. 2, 3 und 4 veranschaulicht ist. In Fig. 2 ist die Nockenfläche 52 gerade daran, den Zapfen 54 mitzunehmen, um die Welle 48 im Sinne gegen den Uhrzeiger zu drehen. Wenn die Welle 32 sich weiter dreht, so kommt die Nockenfläche 56 an den Zapfen 58 zu liegen, wie Fig. 3 zeigt, um die Drehung der Welle 48 in die in Fig. 4 gezeichnete Stellung fortzusetzen.
Hiebei wird also die Welle 48 um 90 aus der Stellung in Fig. 2 in die Stellung in Fig. 4 gedreht.
Ein wichtiges Merkmal des Aussetzers 30 ist es, dass die beiden Nocken 44 und 46 nicht diametral einander gegenüberliegen, sondern, längs des Umfanges gemessen, 1440 bzw. 2160 voneinander entfernt liegen. In Fig. 6 ist graphisch dargestellt, dass bei jeder vollständigen Umdrehung der Welle 32 die durch den Nocken 44 in Stellung gebrachten Filmbilder während der zwei Perioden AB und CD (eigentlich während der ganzen Periode A bis D) in Ruhe sind, während die durch den Nocken 46 in Stellung gebrachten Bilder während der drei Perioden EF, GH und 1J (eigentlich während der ganzen Periode E bis J) in Ruhe sind ; oder mit anderen Worten :
bei jeder Umdrehung der Welle wird ein ungeradzahliges und ein geradzahliges Bild des Films in Stellung gebracht, und jedes geradzahlige Bild bleibt durch eine um 50% längere Zeit in Ruhe als die ungeradzahligen Bilder. Der Grund hiefür ergibt sich aus dem Folgenden.
Das Antriebsverhältnis von 1 : 2% zwischen den Wellen 32 und 34 bewirkt, dass für je 30 Umdrehungen der Verschlussscheibe 38 die Welle 48 des Zahnrades 50 24mal um 900 gedreht wird, um dem Film 28 eine aussetzende Bewegung zu 24 Bildern in der Sekunde zu erteilen.
Die Anordnung der Scheibenöffnungen 40 und 42 und die feste Einstellung zwischen den Wellen 32 und 34 ist derart getroffen, dass die verhältnismässig kurzen Perioden, während welcher Bilder auf den
Schirm 12 geworfen werden, in die Perioden fallen, in denen die Filmbilder ruhen, wie in Fig. 6 veranschaulicht ist. Wenn die Scheibe 38 sich 30mal in der Sekunde dreht, werden daher 60mal in der Sekunde Abbilder von den einzelnen Filmbildern auf den Schirm 12 geworfen, u. zw. infolge der oben beschrie- benen Ausgestaltung des Aussetzers 30 und Zeiteinteilung je zwei Abbilder aufeinanderfolgend von jedem ungeradzahligen und je drei Abbilder von jedem geradzahligen Einzelbild des Films.
Um die Generatoren 20 und 24 auf den entsprechenden Frequenzen von 7290 bzw. 60 Perioden zu erhalten, werden scharfe elektrische Impulse 60 bzw. Impulse 64 (Fig. 1) von bestimmter Amplitude mit einer Frequenz von 7290 bzw. 60 Perioden entwickelt und durch einen Verstärker 62 dem Generator 20 bzw. dem Generator 24 zugeführt, um diese Generatoren mit den entsprechenden Frequenzen zu betreiben. Die Einrichtungdes Generators 24 ist derart, dass er auf die Impulse 60 für die Zeilen- synchronisierung nicht anspricht.
Zur Entwicklung der Synchronisierimpulse 60 ist die Scheibe 38 mit 243 Öffnungen 66 versehen, die in gleichen Abständen voneinander längs des Umfanges eines mit der Achse der Welle 34 konzen- trischen Kreises angeordnet sind. Während jeder Umdrehung der Scheibe 38 fällt Licht von einer geeig- neten Quelle 68 durch diese Öffnungen auf eine Photozelle 70, die mit dem Eingangskreis des Verstärkers 62 verbunden ist, wodurch die kurzen Impulse 60 für die waagrechte Ablenkung des Strahles 16 mit 7290 Ablenkungen in der Sekunde gebildet werden, die dann verstärkt dem Generator 20 zugeführt werden.
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Mehrere der Öffnungen 66 sind durch Durchschneiden miteinander verbunden, so dass sie zwei verlängerte Öffnungen 72 und 74 bilden, die diametral einander gegenüberliegen und dieselbe Länge haben. Durch diese Öffnungen 72 und 74 fällt das Licht durch längere Zeit auf die Photozelle 70 als durch jede der Öffnungen 66, um die sogenannten Rückführimpulse (framing impulses) 64 mit der erforderlichen Frequenz von 60 Perioden für die senkrechte Ablenkung des Strahles 16 zur Rückführung desselben vom Ende einer Abtastung zum Beginn der folgenden zu bilden, die dann, gleichfalls im Verstärker 62 verstärkt, dem Generator 24 durch eine entsprechende Leitung zugeführt werden.
Die Öffnungen 72 und 74 sind so angeordnet, dass sie das Licht im wesentlichen im gleichen Augenblick auf die Zelle 70 fallen zu lassen beginnen, in dem die Scheibenöffnungen 40 und 42 Licht auf den Schirm 12 fallen lassen.
Wie schon erwähnt, soll der Strahl 16 so abgelenkt werden, dass er den Schirm 12 zuerst längs waagrechter Linien jeweils für eine ungeradzahlige Abtastung bestreicht und dann für die darauffolgende geradzahlige Abtastung längs waagrechter Linien, die zwischen denen für die vorhergegangene ungeradzahlige Abtastung liegen. Zu diesem Zwecke sei z. B. die Öffnung 72 derart gebildet worden, dass das Material der Scheibe zwischen einer der Öffnungen 66 und jeder der beiden benachbarten entfernt worden ist, wie aus Fig. 7 deutlicher zu ersehen ist. Da nun aber 243 solche Öffnungen 66 vorhanden sind und die Öffnung 74 dieselbe Länge haben und diametral gegenüber der Öffnung 72 liegen soll, so fallen die Enden der Öffnung 74 zwischen nebeneinanderliegende Öffnungen 66.
Die Wirkungsweise ist nun folgende : Sieht man in Fig. 1 nach rechts, so beginnt der Strahl 16 an der oberen linken Ecke des Schirmes 12 und tastet ihn längs 119Y2 Linien für ein ungeradzahliges Bild ab, worauf ein Impuls 64 erfolgt, um die senkrechte Rückablenkung des Strahles zu beginnen. Angenommen, dass diese senkrechte Ablenkung die Zeit zweier voller waagrechter Ablenkungen erfordert, so wird der Strahl, wenn er den Schirm für die nun folgende geradzahlige Abtastung zu bestreichen beginnt, im ganzen 121 Y2mal in waagrechter Richtung abgelenkt worden sein und auf die Mitte der oberen waagrechten Kante des Schirmes gerichtet sein, etwas oberhalb der ersten Zeile von vorher.
Während der nächsten 119Y2 waagrechten Ablenkungen für die geradzahlige Abtastung wird daher der Strahl den Schirm längs Zeilen abtasten, die zwischen denen der vorhergegangenen ungeradzahligen Abtastung liegen, und er wird am Ende der 241. Ablenkung auf die untere rechte Ecke des Schirmes gerichtet sein. In diesem Zeitpunkt erfolgt wieder ein Impuls 64, um die senkrechte Rückablenkung des Strahles zu beginnen. Diese Rückablenkung nimmt wieder die Zeit zweier voller waagrechter Ablenkungen in Anspruch, so dass der Strahl, wenn er auf die obere linke Ecke des Schirmes gerichtet ist, in waagrechter Richtung genau 243 mal abgelenkt worden ist.
Der Einfachheit wegen wurde weiter oben gesagt, dass jede Abtastung 121Y2 Zeilen umfasst ; aus dem Vorhergehenden ergibt sich aber, dass jede Abtastung eigentlich zwei Zeilen verliert, da ja angenommen wurde, dass die Zeit für zwei Zeilen während jeder senkrechten Rückablenkung verstreicht.
Es versteht sich, dass Bildsignale nur entwickelt werden, wenn der Strahl waagrecht von links nach rechts und senkrecht von oben nach unten abgelenkt wird. Während der Rückablenkung des Strahls waagrecht von rechts nach links und senkrecht von unten nach oben spielt der Strahl für die Bildung von Bildsignalen keine Rolle.
Es ist daher erwünscht, den Strahl während seiner Rüekablenkung sowohl in waagreehter als auch in senkrechter Richtung zu unterdrücken, und zu diesem Zwecke werden die Synchronisier-und Rückführimpulse einer geeigneten Stufe des Verstärkers 62 entnommen und durch eine Verbindung 76 der Steuerelektrode 26 zugeführt, u. zw. mit einer solchen Polarität und Amplitude, dass die Elektrode 26 eine negative Vorspannung erhält, die den Strahl in entsprechender Weise unterdrückt, so dass er bezüglich des Schirmes 12 nicht zur Wirkung kommt.
In dem Diagramm der Fig. 6, das die Zeit einer vollen Umdrehung der Welle 32 umfasst, stellt die Strecke von A im Uhrzeigersinn bis B die Zeit dar, während welcher die Öffnung 40 in einer Stellung ist, um ein Abbild eines ungeradzahligen Filmbildes (Nr. 1) auf den Schirm 12 projizieren zu lassen.
Während dieser Zeit ist auch die verlängerte Öffnung 74 wirksam, einen Riickführimpuls 64 zu entwickeln, durch den der Generator 24 die senkrechte Rückablenkung des Strahles bewirkt und der zugleich auch der Steuerelektrode 26 eine negative Vorspannung erteilt, um den Strahl während seiner Rüekablenkung zu unterdrücken. Im Punkte B schliesst die Scheibe 38 das Licht vom Schirm 12 ab. In diesem Zeitpunkt wird auch die negative Vorspannung an der Elektrode 26 aufgehoben, um die normale Intensität des Strahles herzustellen. Es beginnt auch die Ablenkung des Strahles für die Abtastung des Schirmes (bzw. der auf diesem gespeicherten lichtelektrischen Ladungen), und sie nimmt den Zeitraum vom Punkt B bis zum Punkte C in Anspruch. Während der Abtastperiode ist also der Schirm 12 dunkel.
Im Punkte C ist die Öffnung 42 in der Stellung, um ein zweites Abbild vom Bild Nr. 1 auf den Schirm 12 werfen zu lassen. Während dieser Zeit bewirkt die verlängerte Öffnung 72 einen neuerlichen Rückführ- impuls 64, der wieder den Generator 24 veranlasst, senkrechte Rückablenkung des Strahles zu bewirken und zugleich der Elektrode 26 negative Vorspannung zur Unterdrückung des Strahles während dieser Zeit zu erteilen. Im Punkt D schliesst die Verschlussscheibe wieder das Licht vom Schirm 12 ab ; es ist dann auch die negative Vorspannung der Elektrode 26 aufgehoben, so dass der Strahl wieder seine normale
Intensität erlangt hat, und es beginnt nun auch die Ablenkung des Strahles, um das Bild Nr. 1 das zweite Mal abzutasten, die die Zeit vom Punkte D bis zum Punkte E in Anspruch nimmt.
Während dieser Periode ist der Schirm wieder dunkel. Im Zeitpunkt D beginnt der Nocken 46 das nächste-gerad-
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zahlige-Bild (Nr. 2) des Films in Stellung zu bringen, und er beendet diese Bewegung im Punkte E.
Nach Beendigung der Abtastung im Punkte E wird der Strahl wieder durch die Wirkung der Öffnung 74 unterdrückt, und die Verschlussöffnung 40 lässt wieder Licht auf den Schirm 12 fallen. Während der Zeit E bis F wird ein Abbild des Bildes Nr. 2 durch die Öffnung 40 auf den Schirm geworfen. Es wiederholt sich nun das Arbeitsspiel wie oben, nur mit dem folgenden Unterschied, der sieh infolge der Einrichtung
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geworfen. Während der Zeit H bis I ist der Schirm dunkel und wird wieder durch den Strahl 16 abge- tastet. Während der Zeit I bis J ist der Strahl unterdrückt, und ein drittes Abbild des Bildes Nr. 2 wird durch die Öffnung 40 auf den Schirm 12 geworfen.
Im Zeitpunkt J beginnt der Nocken 44 das nächste - un- geradzahlige-Bild (Nr. 3) des Films in Stellung zu bringen, und diese Bewegung dauert bis zum Punkte A.
Während der Zeit J bis A ist der Schirm 12 dunkel und wird durch den Strahl 16 abgetastet. Im Zeitpunkt A ist ein vollkommener Umlauf der Welle 32 vollendet. In diesem Zeitpunkt wird der Strahl wieder unterdrückt ; in der Zeit A bis B wird nun ein Abbild des Filmbildes Nr. 3 durch die Öffnung 42 auf den Schirm geworfen usw.
Was die Entwicklung der Bildsignale betrifft, so sei nur erwähnt, dass beim Projizieren der einzelnen Bilder des Films während der kurzen Zeiten AB, CD, EF, GH und IJ elektrostatische Ladungen auf dem Schirm bzw. den kleinen Elementen desselben aufgespeichert werden, deren Wert an den einzelnen Stellen des Schirms der Lichtintensität proportional ist, die an den entsprechenden Stellen des Bildes herrscht. Wenn der Strahl den Schirm während der Zeitperioden BC, DE, EF, HI und JA abtastet, werden die jeweils vorher gespeicherten Ladungen neutralisiert, indem sie zur Bildung der Bildsignale verwertet werden.
Diese Signale werden durch eine Leitung 77 einem geeigneten Verstärker 78 zugeführt, dem auch die Synchronisierimpulse aus dem Verstärker 62 zugeführt werden, und sie werden dann zusammen mit diesen auf einen geeigneten Radiosender 80 übertragen.
Durch das System gemäss der Erfindung ist es also ermöglicht, Vorteil zu ziehen aus der Verwendung des üblichen Wechselstromnetzes, z. B. mit 60 Perioden, für Synchronisier-oder Regelzwecke und den Sender unter diesen Verhältnissen einem Normalkinofilm als Übertragungsgegenstand anzupassen, der aussetzend mit 24 Bildern in der Sekunde oder wenigstens mit einer von der Anzahl der je Sekunde vorgenommenen Abtastungen abweichenden Anzahl von Bildern durch den Apparat gefördert wird. Ein weiterer beträchtlicher Vorteil liegt darin, dass die Frequenzen für senkrechte und für waagrechte Ablenkung des Strahles Vielfache der Netzfrequenz von 60 Perioden sind.
Infolgedessen werden alle Störungen, die von unvollkommener Filterung dqr Verstärkerspannungszufuhr in den Sende-und Empfangstationen herrühren, stationär mit Bezug auf das wiedergegebene Bild und daher weniger bedenklich sein, als sonst der Fall sein würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fernsehsystem zur Übertragung von unterbrochen bewegten Kinofilmen, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Anzahl der zur Bildung der Bildsignale je Sekunde vorgenommenen Abtastungen von
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bilder n-mal hintereinander für die Abtastung'herangezogen werden, wobei m und n voneinander ver- schiedene ganze Zahlen sind.