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Fernsehsystem.
Es ist in Fernsehsystemen bereits bekanntgeworden, zur Helligkeitssteuerung eine Beeinflussung der Lichtquelle vorzunehmen.
Nach dem Stammpatent Nr. 142478 wird eine Bildwirkung in einem Fernsehsybtcm dadurch erzielt, dass die Helligkeit des Abtastfleckes konstant gehalten, die Abtastgesehwindigkeit jedoch ge- ändert wird.
Nach der Erfindung wird der Gegenstand des Stammpatentes dahingehend ausgestaltet, dass die Bildzerlegung und Zusammensetzung ausser durch Steuerung der Geschwindigkeit des Abtastfleckes nach Massgabe der Helligkeit an'den verschiedenen Bildpunkten noch durch Steuerung der Helligkeit des Abtastpunktes im Empfänger bewirkt wird.
Um bei dem Stammpatent ein kontrastreiches Bild zu erzeugen, muss ein sehr hoher Abtastgeschwindigkeitsbereich, z. B. 30 : 1, verwendet werden. Das führt zu äusserst hohen Abtastgeschwindigkeiten in den dunklen Teilen des Bildes, so dass der Verbindungskanal imstande sein muss, äusserst hohe Frequenzen zu übertragen, um einen ausreichend scharfen Übergang von Dunkel auf Hell zu schaffen.
Ausserdem wird der relative Wegfall von Details in den dunkleren Bildteilen infolge der Frequenzgrenzen der Apparatur ungünstig vergrössert. Während es ein Vorteil des Systems der Geschwindigkeitsmodulierung ist, dass das Detail in den helleren Bildteilen konzentriert wird, wird diese Wirkung ungünstig übertrieben, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis hoch genug gemacht wird, um einen ausreichenden Kontrast zu ergeben.
Hauptaufgabe der Erfindung ist die Überwindung dieser Schwierigkeiten. Gemäss der Erfindung wird am Empfangende des Systems dafür Sorge getragen, dass eine Helligkeitssteuerung des Abtastfleckes ausser seiner Geschwindigkeitssteuerung zur Erzielung stärkerer Helligkeitsunterschiede in dem empfangenen Bild erfolgt. Dadurch, dass man in den Empfänger zur Geschwindigkeitssteuerung eine Helligkeitssteuerung einführt, kann man den gewünschten Kontrastgrad des empfangenen Bildes mit geringeren Veränderungen der Abtastgeschwindigkeit erreichen und demnach mit einem geringeren Frequenzband, als bei fehlender Helligkeitssteuerung nötig wäre.
Die Kontrasterhöhung des empfangenen Bildes kann durch eine Schaltungsanordnung am Empfängerende des Systems hervorgerufen werden, die von zwei Spannungen abhängig ist, deren eine das Zeitintegral der andern ist. Die Anordnung ist dabei so, dass die eine der Spannungen bewirkt wird, um den Abtastvorgang hervorzurufen, während die andere benutzt wird, um die Helligkeit des Abtastfleckes zu steuern.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass man die gemäss der Erfindung hervorgerufene Einwirkung auf die Bildkontrasterhöhung auf verschiedene Stufen der augenscheinlichen Helligkeit in verschiedenem Masse derart eintreten lassen kann, dass man eine Berichtigung der Tonwerte erhält.
Um eine getreue Wiedergabe der Tonwerte bei einem System mit Geschwindigkeitssteuerung des Abtastfleckes ohne Zuhilfenahme der Änderung der Helligkeit hervorzurufen, würde es notwendig sein, mit einer Abtastgeschwindigkeit zu arbeiten, die umgekehrt proportional der sichtbaren Lichthelligkeit ist. In der Praxis sucht die Abtastgeschwindigkeit unter den theoretisch erforderlichen Wert bei dessen Steigerung abzusinken, und dieses Abweichen vom geforderten Wert ist verhältnismässig
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grösser in Richtung auf das Hoohgesehwindigkeitsende der Skala, so dass der Tonwert des übertragenen Bildpunktes sich mehr und mehr vom richtigen Wert zu entfernen sucht, je näher der Bildpunkt an den Zustand "schwarz" gelangt.
Zwecks Ausgleich dieser Wirkung werden die Einrichtungen zur Änderung der Helligkeit des Abtastfleckes gemäss der Erfindung vorzugsweise so angeordnet, dass der Grad der erzielten Helligkeitsteigerung in den dunkleren Teilen des Bildes grösser ist als in seinen helleren Teilen.
Bei gewissen Schaltungsanordnungen ist es denkbar, dass die Geschwindigkeit des Abtastfleekes während seiner Rückschwingung nicht gross genug ist, um ein Sichtbarwerden seiner Wirkung zu verhindern ; nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird diese Schwierigkeit beseitigt durch Einrichtungen, die die Helligkeit des Abtastfleckes während der Rückschwingung verringern.
Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigt Fig. 1 eine graphische Wiedergabe der Ausführung der Erfindung zur Berichtigung der Tonwerte, Fig. 2 ein Schema einer Schaltung, die die Hauptmerkmal der Erfindung enthält, Fig. 3 eine bevorzugte Schaltunganordnung zur Durchführung der Erfindung.
Für die Erzielung der Geschwindigkeitssteuerung an der Sendeseite des Systems kann eine beliebig geeignete, entsprechend beeinflusste Abtastvorrichtung, z. B. eine Kathodenstrahlenröhre, verwendet werden. Diese kann in der in dem österreichischen Patente Nr. 142478 beschriebenen Weise beeinflusst werden, u. zw. beispielsweise durch Laden und Entladen eines Kondensators, der in Abhängigkeit von einer Schirmgitterröhre und einer lichtelektrischen Zelle arbeitet.
Wenn in dieser Weise die richtigen Einstellungen derart vorgenommen sind, dass der unbelichtet Zustand der lichtelektrischen Zelle der Gitterspannung Null der Schirmgitterröhre entspricht, während die zunehmende Belichtung bewirkt, dass das Gitter negativ geladen wird, so wird der theoretische Verlauf, der für die Anodenstrom-Gitterspannungscharakteristik der Schirmgitterröhre erforderlich ist, eine rechtwinkelige Hyperbel entsprechend der Kurve A in Fig. 1 sein. Eine solche Kurve lässt sich praktisch nicht erreichen ; vielmehr wird eine ziemlich verschiedene Kurve entsprechend der punktierten Linie B erreicht, die von der Kurve A um einen immer grösser werdenden Wert abweicht, je mehr man sich der Gitterspannung Null nähert.
Um also eine getreue Wiedergabe der Tonwerte am Empfänger zu sichern, wird die Helligkeitssteigerung des empfangenen Bildes, die gemäss der Erfindung erzielt wird, so getroffen, dass sie den Unterschied zwischen den Kurven A und B ausgleicht. Die richtige Form der Helligkeitsteigerungskurve ist bei 0 in einem andern Quadranten des Koordinatenkreuzes wiedergegeben, in welchem die "-Achse jetzt als das Mass der Abtastgeschwindigkeit betrachtet sei und die andere Achse als Massstab der relativen Punkthelligkeit. Über den Geschwindigkeitsbereich, in dem die Kurven A und B zusammenfallen, arbeitet das Helligkeitssteigerungsverfahren nicht ; man lässt den Zusammensetzungsfleck seine volle Helligkeit annehmen, die durch den Wert 1 in der Kurve 0 wiedergegeben ist.
Bei der Geschwindigkeit entsprechend der Gitterspannung Null an der Schirmgitterröhre soll die Helligkeitsteigerung so sein, dass die Fleckhelligkeit auf Null gelangt. Im Bereich der negativen Geschwindigkeit entsprechend der Rückschwingung des Fleckes ist die Gestalt der Helligkeitssteigerungskurve ohne Bedeutung, wenn die Rückschwingung schnell genug erfolgt. Ist diese aber gering, wie das bisweilen der Fall sein kann, so ist es wünschenswert, den Fleck auch bei der Rückschwingung zu löschen, und infolgedessen sollte die Kurve 0 vorzugsweise einen Ausschnitt im Bereich der negativen Geschwindigkeit aufweisen, wie durch die punktierte Kurve 0'angedeutet ist.
Die vollständige Kurve 0, 0'soll nur als
Veranschaulichung der Theorie des Helligkeitssteigerungsverfahrens betrachtet werden und nicht etwa scharf die praktischen Anforderungen an die Gestalt der Helligkeitssteigerungskurve wiedergeben. Man kann diese vielmehr in der Praxis in weitem Masse von der theoretischen Form abweichen lassen.
Im Sehaltungssehema eines Kreises zur Erzeugung einer Helligkeitssteigerungsspannung der gewünschten Gestalt gemäss Fig. 2 soll angenommen werden, dass dem Steuergitter der Schirmgitterröhre V eine Spannung aufgedrückt wird, die der Zeilenablenkspannung entspricht. In ihrem Anodenkreis befindet sich eine Induktanz L mit Mittelpunktanzapfung, und der Anzapfpunkt ist mit dem Hochspannungs-Pluspol verbunden. Die Enden der Induktanz sind mit den Anoden eines Vollweg-Gleich- richters W verbunden, dessen Kathode K über einen Widerstand R mit dem Hoehspannungs-Pluspol rückverbunden ist.
Bei entsprechender Wahl der Werte der Röhrenimpedanz der Induktanz L und der
Resistanz R tritt an den Klemmen von R eine Spannung entsprechend dem Mass der Spannungsver- änderung am Gitter einer Röhre t auf, d. h. entsprechend der Abtastgeschwindigkeit. Infolge der Einschaltung des Gleichrichters W ist diese Spannung unabhängig vom Vorzeichen der Geschwindigkeit, da die Spannung zwischen K und dem Hochspannungs-Poluspol niemals negativ ist. Die Spannung an den Klemmen von R wird über einen Kondensator 01 der Verstärkerröhre V1 zugeführt. Die an dem
Anodenwiderstand fliegende Spannung wird an geeigneter Stelle angezapft und zur Modulierelektrode der Kathodenstrahlenröhre geführt, erforderlichenfalls nach Verstärkung.
Die Anodenstrom-Gitter- spannungscharakteristik der Verstärkerröhre f und die Charakteristik des Gleichrichters W sind so
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des Potentials am Gitter der Röhre VI hat, zu dem Zwecke, eine Moduliercharakteristik zu erreichen, die sich der nach der Kurve 0, C'annähert.
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Bei der Schaltung ist angenommen worden, dass die Modulierungseharakteristik der Kathodenstrahlenröhre im wesentlichen linear ist, und deshalb ist die Kurve für die Modulierungsspannung und die Abtastgeschwindigkeit entsprechend der Kurve C, C'der Fig. 1 zu gestalten. Es kann aber sein, dass die Modulierungseharakteristik selbst dieser Form genügend nahe liegt und in diesem Falle kann die Geschwindigkeits-Spannungskurve linear sein und die Gleichrichtungsstufe wegfallen.
In Fig. 3 ist eine praktischer Schaltungsanordnung wiedergegeben, bei der die Helligkeitssteigerungsspannung von einer Induktanz abgenommen wird, die gleichzeitig die Funktion der Frequenzkompensierung erfüllt. In diesem Falle wird die Zeilenablenkspannung der Kathodenstrahlenröhre durch ein Paar Röhren VI, V2 zugeführt, die im Gegentakt (bzw. in Paraphase) arbeiten. Die Anoden dieser Röhren sind mit den Elektroden Px1 und Px2 der Kathodenstrahlenröhre verbunden, und der Verlust an Hochfrequenz infolge der Strcukapazitäten an den Klemmen der Widerstände N\ R2 wird ausgeglichen durch die im Mittelpunkt angezapfte Induktanz L.
Mit dieser Induktanz L ist eine weitere Induktanz L, gleichfalls mit Mittelpunktsabgriff, gekoppelt, und die Spannung an den Klemmen dieser
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die eine ausgeglichene Gleichrichteranordnung bilden. Die Spannung, die an den Klemmen des gemeinsamen Anodenwiderstandes R3, R4 auftritt, hängt ab von der Grösse der Spannung an den Klemmen
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HeIligkeitssteigerungsspannung und kann auf die Ablenkelektroden der Empfängerkathodenstrahlenröhre erforderlichenfalls nach Verstärkung wirken. Statt dessen kann die Verstärkung auch der Gleichrichtungsstufe vorhergehen.
Wenn in der Beschreibung zu Fig. 1 die Idealform der Helligkeitssteigerungskurve gezeigt ist, so ist doch festzuhalten, dass man sich in der Praxis weder an die genaue Form der Helligkeitssteigerungskurve binden muss noch an die Ablenkfähigkeit der Kathodenstrahlenröhre ohne Verlust der Einstell-
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dem Patente Nr. 137616) ausreichend brauchbar ist ohne Einführung irgendeiner besonderen Ablenkelektrode ausser dem Einstell- (oder Wehnelt-) Zylinder. Während eine solche Röhre keineswegs ausreichend für reine Helligkeitssteuerung ist, sind die Steuerungserfordernisse durch Vorhandensein der Geschwindigkeitssteuerung so gemässigt, dass die Rohre befriedigend arbeitet. Das rührt daher, dass die Röhre zwar nicht in der Lage ist, einen ausreichenden Helligkeitssteuerbereich von 30 : 1 zu ergeben, wohl aber ganz gut etwa 6 : 1.
Der verbleibende Faktor 5 : 1 führt dann die Geschwindigkeitssteuerung ein. Demnach ist es ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass sie gestattet, eine Kathodenstrahlenröhre zu benutzen, die nur verhältnismässig geringen Steuerungsanforderungen zu entsprechen braucht.
Weiters ist darauf hinzuweisen, dass durch Anwendung der Helligkeitssteigerung bei einem ge- schwindigkeitsgesteuerten Bild der bedeutsame Vorteil der vergrösserten Bildhelligkeit, den die Geschwindigkeitssteuerung mit sich bringt, fast unverändert beibehalten bleibt, weil die äusserst hohen Abtastgeschwindigkeiten, die die schwarzen Teile eines durch reine Geschwindigkeitssteuerung erzielten Bildes liefern, nur sehr wenig mehr Abtastzeit für die helleren Teile enthalten als die nur mässig hohen Abtastgeschwindigkeiten, die für das vorliegende Verfahren kennzeichnend sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fernsehsystem nach Patent Nr. 142478, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildzerlegung und - Zusammensetzung durch eine kombinationsweise Steuerung der Geschwindigkeit des Abtastpunktes nach Massgabe der Veränderungen der sichtbaren Helligkeit an den verschiedenen Bildteilen und durch Steuerung der Helligkeit des Abtastpunktes im Empfänger bewirkt wird zwecks Erhöhung der Helligkeitswirkung des empfangenen Bildes.