DE1053027B - Farbfernseh-Sendegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung- bezieht sich auf ein Femseh-Sendegerät zur Sendung farbiger, jedoch kompatibler Fernseh-Signale.

Es sind Verfahren zur Sendung farbiger Fernsehsignale bekannt, bei denen vor den Äufnahmeröhren Filter mit drei Durchlaßbereichen, z. B. mit roteny grüraen und blauen Filterstreifen, Verwendung finden. Ganz abgesehen davon, daß der technische Aufwand derartiger Systeme hoch ist,, nehmen sie auch nicht Rücksicht auf die physiologischen Vorgänge des Sehens farbiger Vorlagen und sind nicht kompatibel. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, das Farbfernsehsignal aufzuteilen in einen Anteil hoher BiIdqualität, der lediglich den Helligkeitsverlauf der Bildvorlage, z. B. Zeile"for Zeile, übertragt und in einen anderen Anteil, der die Farbattswerfung übernimmt. Diese Aufgaben wurden bisher auf zwei Abtaströhre« verteilt, wobei auch bei fortschrittlicheren Systemen trotz besonderer Maßnahmen stets Registrferungsschwierigkeiten auftreten. Für die korrekte zeitliche Zuordnung der Signalkomponenten innerhalb des Farbsignals wurde dazu ein Filtersystem vorgesehen, welches außer farbigen Filterstreifen, vorzugsweise in den sogenannten Grundfarben, auch farblose durchsichtige oder auch undurchsichtige Indexstreifen enthält und welches, durch eine besondere Lichtquelle bestrahlt, mit Hilfe einer geeigneten Optik dem optischen Bild der eigentlichen Vorlage auf der lichtempfindlichen' Schieht d'er Aufnahmeröhre überlagert wird. Erfind'ungsgemäß wird zur Behebung- dieser Schwierigkeiten vorgeschlagen, nur eine einzige Kameraröhre zu verwenden und das durch eine besondere Lichtquelle mit weißem Licht beleuchtete FSter aus Sätzen von Filterelementen zn erstellen,, die sich aus gefärbten Teilen' und einem hohen Anteil farbloser durch'siditiger Teile in Verbindung- mit Indexstreifen, deren- Durchlässigkeitsbereich außerhalb- des sichtbaren Spektrums liegt, zusammensetzen.

Zweckmäßigerweise macht man den Indexstreifen schwarz, als© undurchsichtig, und bildet den lichtdurchlässigen Teil jedes- Filterteils so aus, daß eines der Filterelemente in jeder Gruppe fur Lieht einer Farbe und mindestens ein weiteres Filterelement irr jeder Gruppe für Licht einer zweiten Farbe durchlässig ist, während die übrigen Fflterelemente jeder Gruppe- das gesamte- sichtbare Licht hindttrchtret'en lassen.

Zur Erzielnng- eines, kompatiblen Bildsignals mit teher Auflösung' wird erfindüngsgemäß ferner vorgeschlagen, die Zahl der- für das gesamte sichtbare Licht durefaiässigen Elemente- zur Zahl der selektiven Elemente im Verhältnis 3f.: 1 vorzusehen, so daß jede Filterelememtgiuppe der Reihe nach ein durchsichtiges', ein rotes fbzw^ blaues)'),, ein durchsichtiges, ein Farbf ernseh-Sendegerät

Anmelder:
Pye Limited, Cambridge (Großbritannien)

Vertreter: Dr. FL Wilcken, Patentanwalt,
Lübeck, Breite Str. 52/54

Beansprudite Priorität; Großbritannien vom 7. April und 24. Juni 1954

*5 William Roger Cheetham und William Geoffrey Parr, Cambridge (Großbritannien}:,
sind als. Erfinder genannt worden

blaues (bzw. rotes),, ein durchsichtiges und schließlich ein undurchsichtiges- Element aufweist.

Um die Erfindung besser verständlich zu machen, wird eine Ausführung gemäß der Erfindung' als- Beispiel dargestellt und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Gerätes, wie es erfindüngsgemäß verwendbar ist,

Fig. 2 einen Teil einer erfindüngsgemäß en· AasfShrtcngsform eines Filters,

Fig-. S ein Beispiel eines- Teiles eines vollständigen Bildsignals, wie es beim· Abtasten unter Verwendung^ eines Filters nach- Fig. 2' erzeugt wird,

Fig'. 4 die einzelnen- Anteile dieses Signalspannungsverlaufs nach Fig^r. 3 und' drei verzögerte Foigen von. Schalt i m ρ ul sen,

Fig·. 5 eine sehematrsche Schaltungsanordnung zur Weiterverarbeitung des Bildsignals.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein zu sendender Gegenstand oder eine Szene mit I bezeichnet, deren BiM durch ein Linsensystem¹ 2 auf ein Mehrfachfilter 3S fokussiert wird. Dieses FilferS wird nachstehend im einzelnen in bezug auf Fig. 2 beschrieben'. Ein weiteres Linsensystem 4 ist vorgesehen¹, um ein. Bild des Filters 3 auf die Fotokafhode 5 einer Fernv sehanfnahmeröhre 6 üblicher- Art zu fokussieren.

Wenn auch die besondere Art der verwendeten- Aufnahmeröhre zur Durchführung- der' Erfindung unwesentlich ist, s& ist es jedoch vorreilbaf t, eine Röhre zu benutzen-, die eine hohe Empimdlichkeit besitzt, und aus diesem Grund wird^: eine Kalare verwendet, die als- Super-0'rthikon- bekannt ist. Wenn also nachStehend die Ernndiung in Verbindung mit einer stechen Bilcf-O-tthikon^Röhre erläutert wird> so- versteht

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es sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf die Benutzung dieser Röhrenart "beschränkt ist.

Eine Super-Orthikon-Röhre üblicher Ausführung ist in Fig. 1 dargestellt; da aber deren Wirkungsweise allgemein bekannt ist, wird sie hier nicht näher beschrieben. Die üblichen Röhrenkomponenten und die zugeordneten Geräte sind nur aus Hinweisungszwecken gezeigt, wobei die Röhre aus einer Spannungsquelle oder Spannungsquellen betrieben wird, die der Einfachheit halber schematisch als Batterie 7 angedeutet sind. Neben der. Fotokathode 5, die bereits erwähnt wurde, ist eine Beschleunigerelektrode 8 zur Beschleunigung der Elektronen von der Fotokathode auf die Speicherelektrode 9 vorgesehen, auf deren Vorderseite eine MascheneIeTrtrode 10 zum Auffangen von Sekundärelektronen angeordnet ist. Das System zur Erzeugung eines 'Taststrahls ist schematisch mit 11 angedeutet und der Elektronenvervielfacher mit 12, der eine mit einer Öffnung versehene erste Dynode 13 umfaßt. Die Bremselektrode-ist mit 14 bezeichnet. Die Spulen 15 für die Horizontal- und Vertikal-Ablenkung werden von geeigneten Äbleükstromgerieratoren, die schematisch mit 16 angegeben sind, gespeist und die Fokussierungsspule von-einer -Spannungsquelle 18. Das Ausgangssignal "aus-dir-Röhre wird hinter der Elektronenvervielfachung bei 19 an einer Ausgangsimpedanz abgenommen, die-der-Einfachheit halber als Widerstand 20 gezeichnet ist." Größe und Vorzeichen der Spannungen, die den Röhrenelektroden zugeführt werden, gehen aus den gezeichneten Anschlüssen an die Batterie 7 hervor.

Die Ausführung eines Mehrfachfilters"3 ist im besonderen in Fig. 2 gezeigt und besteht jeweils aus einer Folge "von Filtern- in-Sfreifenform-,'"von denen einige die Eigenschaft besitzen, verschiedene Wellenlängen des Lichtspektrums, passieren zu lassen und _c von denen andere für Licht, für das die Röhre empfindlich ist, undurchlässig sind. Die von jedem Filter hindurchgelassenen Frequenzbänder können verschieden sein und/oder sich gegenseitig überlappen, wobei die Aufeinanderfolge der Filter sich vorteilhafterweise in regelmäßiger Folge wiederholen kann, wie dargestellt,' obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist. In dem speziellen Ausführungsbeispiel des Filters nach Fig. 2 besteht das Filter aus folgenden sich abwechselnden Streifen: dem Streifen 21, der für das gesamte sichtbare Licht durchsichtig ist, dem Streifen

22, der für rotes Licht transparent ist, dem Streifen

23, der für das "gesamte-Leicht-durchsichtig ist, dem Streifen 24, der für blaües Licht durchsichtig ist, dem Streifen 25, der wieder -für das gesamte sichtbare Licht durchsichtig ist, und dem- undurchsichtigen schwarzen Streifen 26. Fig.-2 zeigt nur einen Teil der Filterkonstruktion- und 'enthalt nur einige Sätze solcher Filterelementgruppen.-' - "55 - Das Filter 3 wird von einer Lichtquelle 27 mit weißem Licht durchstrahlt; und diese Lichtquelle wird" an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen, die in der Zeichnung sehematisch als Batterie 28 angedeutet !St. ' " " : - '

Das Linsensystem 4 fokussiert ein Bild der -Filteranordnung 3 auf die Fotokathode 5, und da ein Bild der Szene oder des Gegenstandes 1 ebenfalls auf das Filter 3 fokussiert ist, ist-auf die Fotokathode 5 ein Bild des gefilterten Gegenstandes oder der;Szenel fokussiert, welches'einem Bild des Filters überlagert ist. Das kombinierte Bild auf der Fotokathode 5 erzeugt ein kombiniertes "ElekfaOnenbild auf der Speicherelektrode 9, wobei Vorsorge getröffen ist, daß das durch das" Flutlicht der - Lichtquelle 27 hervor-027

gerufene Elektronenbild des Filters auf der Speicherelektrode 9 auf dieser eine geringere Ladung verursacht als das hellste Bildelement des zu übertragenden Gegenstandes oder der zu betrachtenden Szene. Das Vielfachfilter 3 zerlegt das durchgestrahlte Licht und das Bild der Szene oder des Gegenstandes in eine Reihe von Streifen auf der Speicherelektrode 9, wobei jeder Streifen entweder dem Licht eines bestimmten Spektralbereichs oder dem Licht des ganzen sichtbaren Spektrums entspricht, zusammen mit bestimmten anderen Bereichen, die dem undurchsichtigen Streifen 26 entsprechen, welche kein wirksames Licht durchlassen.

Nach dem Abtasten durch den Elektronenstrahl des vorerwähnten Strahlerzeugungssystems 11 wird über der Ausgangsimpedanz 20 ein Ausgangsbildsignal erzeugt, dessen Kurve in Fig. 3 wiedergegeben ist. Diese Kurve enthält eine Mehrzahl von Folgen 29, 30, 31, 32, 33, die die einzelnen gefilterten Komponenten der Szene oder des Gegenstandes wiedergeben und auf einen Grundpegel aufbauen, der die gefilterten Komponenten des überflutenden Lichtes darstellt, welche in der Folge mit TRTBT bezeichnet sind. In dieser Folge geben T, R und B die Komponenten an, welche denjenigen Streifen entsprechen, die für das gesamte Licht, rotes Licht und blaues Licht, durchsichtig sind. Außerdem ist eine weitere Grundkomponente vorhanden, die den undurchsichtigen Bereichen des Mehrfachfilters entspricht und die mit O bezeichnet ist. Es ist verständlich, daß die dargestellten Kurvenzüge keine weiteren Komponenten enthalten, welche im vollständigen Bildsignal sonst noch erforderlich und üblicherweise vorhanden sind, um eine einwandfreie Übertragung und nachfolgend einen ungestörten Empfang der Fernsehsignale zu gewährleisten. Solche anderen Komponenten, z. B. Synchronisierimpulse ijisw., sind weggelassen, um eine klarere Darstellung zu erreichen und weil sie von sich aus im vorliegenden Fall keine erfinderische Bedeutung besitzen.

Das zusammengesetzte Bildsignal wird dann einer Schaltanordnung zugeführt, wie sie sehematisch in Fig. 5 wiedergegeben ist. Das Signal durchläuft zunächst einen Hauptbildverstärker 34, hinter dem durch eine" Impulstrennstufe 35 alle Basiskomponenten oder nur ein Teil derselben zusammen mit den Einzelanteilen der Basiskomponenten aus dem Gesamtbildsignal abgetrennt werden. Diese abgetrennten Grundkomponenten werden dann durch eine Verzögerungsanordnung 36 verzögert und in besonderen Schaltüngsanordnungen 37,38 und 39 zu Schaltimpulsen ümgeformt, die um geeignete Beträge gegeneinander verzögert sind. Diese Schaltimpulse werden zur Steuerung getrennter Bildverstärker 40, 41 und 42 verwendet, wobei jeder dieser Verstärker einer bestimmten Signalkomponente zugeordnet ist. Diese Verstärker sind mit T₁ R und B bezeichnet, um die entsprechenden Bereiche des Kurvenzuges nach Fig. 3 anzudeuten. Die Verstärker 40 bis 42 werden durch die den jeweiligen Fafbkomponenten entsprechenden Bildsignalkomponenten synchron. gesteuert, nachdem sie das Umformungsglied'50 passiert haben. Das Umformungsglied 50 kann z. B.,erforderlich sein, um das Bildsignal um einen spezifischen Betrag zu vergrößern und außerdem dazu dienen, den Gleichstromwert wieder einzuführen bzw. den mittleren Bildhelligkeitspegel anzuheben. Die einzelnen Farbkomponenten des Bildsignals können entsprechend den in der Technik üblichen Methoden weiterverarbeitet werden, indem man sie beispielsweise gesonderte geeignet dimensionierte Tiefpaßfilter passieren läßt, um den Impuls-

Claims (5)

anteil zu entfernen, der sonst auf dem Bildschirm der Empfängerröhre sichtbar würde. Die in Fig. 5 angedeuteten Schaltungsanordnungen sind an sich bekannt und können in verschiedener Weise ausgebildet sein, so daß es aus Vereinfachungsgründen nicht notwendig erscheint, sie hier zu beschreiben, insbesondere, weil diese Anordnungen für sich genommen nicht Teil der Erfindung sind. Darauf können die gefilterten Signale in geeigneter Weise in einer Matrix-Anordnung umgeformt werden; z.B., um Signale zu bilden, die den roten, grünen und blauen Anteilen in der Originalszene oder im Originalgegenstand entsprechen. Wahlweise können auch gewünschte Kombinationen der Signale entsprechend den roten, grünen und blauen Komponenten der Szene oder des Gegen-Standes erzeugt werden. Durch diese Mittel lassen sich dreifarbige Fernsehsignale herstellen, die auch in üblichen Schwarz - Weiß - Übertragungs - Systemen voll kompatibel sind. Die gewünschten Schal timpulse werden um separate Beträge verzögert entsprechend dem zeitlichen Abstand der einzelnen Farbkomponenten des Fernsehsignals; diese so abgeleiteten Komponenten sind in Fig. 4 wiedergegeben, wo 5 Szenenkomponente, F die Filterkomponenten und D1, D2, Ds die verzögerten Schaltimpulse für die durchsichtigen, roten und blauen Bereiche darstellen. In der Praxis kann es erwünscht sein, die Schal timpulse so einzustellen, daß sie nur etwa 15 bis 20% der Signaldauer ausmachen, welche durch ihre zugehörigen Filterelement-Typen hervorgebracht ist. Daher sind die Impulsbreiten im Diagramm schmaler gezeigt als eine Filterstreifenbreite. Es ist klar, daß das relative Verhältnis der Zahl der Filterelemente mit unterschiedlichen Durchlässigkeitsbereichen pro Satz so gewählt wird, daß die ge- wünschte Auflösung hinsichtlich der Details in den entsprechenden Bildsignalen nach Trennung durch die Schaltimpulse erreicht wird. Auf diese Weise kann durch Benutzung nur einer Aufnahmeröhre mit nur einem Strahlerzeugungssystem ein vollständiges Dreifarbenfernsehsignal gesendet werden, wobei das Signal derart gestaltet ist, daß es auch für eine gewöhnliche Schwarz-Weiß-Empfängeranordnung kompatibel ist. Alternativ können die Farbkomponentenausgangsspannungen der getrennten Bildverstärker auf drei getrennte Kanäle übertragen werden, wobei jeder Kanal eine Information enthält, die eine einzelne Farbkomponente der gesehenen Szene oder des gesehenen Gegenstandes beinhaltet. Es ist ebenso verständlich, daß die Bildaufnahmeröhre keinen Bildumwandlerteil zu enthalten braucht und daß in diesem Fall das zusammengesetzte optische Bild direkt auf die Speicherelektrode der Röhre fokussiert wird. Weiterhin kann das Filter in der Röhre in Nähe der Vorderfläche der Speicherelektrode oder der Fotokathode angeordnet werden, und zwar in Abhängigkeit von der Art der zu benutzenden Aufnahmeröhre. Obgleich die Erfindung in Verbindung in Zusammenhang mit einer weißen Lichtquelle zur Überflutung beschrieben ist, kann auch, wie festgestellt wurde, eine andere Farbe verwendet werden. Es ist weiter hervorzuheben, daß beliebige passende Mittel zur Überflutung des Filters benutzt werden können. Eine besondere Anordnung, die als sehr wirkungsvoll festgestellt wurde, war eine teilweise reflektierende Fläche, die zwischen dem Linsensystem 2 und dem Filter mit einem Winkel von 45° zur Längsachse des Systems angeordnet wurde, wobei die Überflutungslichtquelle direkt oberhalb oder direkt unterhalb dieser teilweise reflektierenden Fläche angeordnet ist. Eine solche Anordnung bedingt eine sehr gleichmäßige Überflutung. Die Erfindung wurde beschrieben unter Bezugnahme auf Anordnungen, die sichtbares Licht verwenden. Naturgemäß kann in gewünschten Fällen eine beliebige Form der Beleuchtung benutzt werden, und die Aufnahmeröhre müßte nur in dem benutzten Spektralgebiet ausreichende Empfindlichkeit aufweisen. Patentansprüche:

1. Farbfernseh-S endegerät, in dem die KameraröhrenanO'rdnung einen Gegenstand oder eine Szene durch ein Filter aufnimmt, welches mit Licht überflutet wird, um damit einen Ausgangsspannungsverlauf zu erzeugen, der mehrere Folgen enthält, von denen jede die einzelnen. Filterkomponenten des Gegenstandes oder der Szene auf einer Grundwelle, die den gefilterten Komponenten des Flutungslichtes entspricht, wiedergibt, dadurchgekennzeichnet, daß nur eine einzige Kameraröhre verwendet wird und daß das Filter aus Sätzen von Filterelementen besteht, die sich aus gefärbten Streifen und einem hohen Anteil transparenter Streifen in Verbindung mit Indexstreifen zusammensetzen, deren Durchlässigkeit außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexstreifen undurchsichtig sind.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Filterelemente in jeder Gruppe für Licht einer Farbe und mindestens ein weiteres Filterelement in jeder Gruppe für Licht einer zweiten Farbe durchlässig ist, mindestens ein weiteres Filterelement in jeder Gruppe kein Licht durchläßt und schließlich die übrigen Filterelemente in jeder Gruppe das gesamte sichtbare Licht hindurcihtreten lassen.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zahl der für das gesamte sichtbare Licht durchlässigen Filterelemente zur Zahl der selektiven Elemente wie 3 : 1 verhält.

5. Gerät nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Filterelementen der Reihe nach ein durchsichtiges, ein rotes (bzw. blaues), ein durchsichtiges, ein blaues (bzw. rotes), ein durchsichtiges und schließlich ein undurchsichtiges Element aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 641 642, 2 641 643.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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