DE1083853B

DE1083853B - Vorrichtung zur Fernseh-Aufnahme mit gleichzeitiger Erzeugung von Video-Signalen verschiedener Abtastnorm

Info

Publication number: DE1083853B
Application number: DEN16847A
Authority: DE
Inventors: Hajo Bruining
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1958-06-17
Filing date: 1959-06-13
Publication date: 1960-06-23
Also published as: US3037564A; FR1227157A; GB899581A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur fernsehmäßigen Aufnahme eines Gegenstandes mit gleichzeitiger Erzeugung von Video-Signalen verschiedener Abtastnorm.

Es besteht öfters die Aufgabe, daß gleichzeitig mit verschiedenen Abtastnormen sich auf dasselbe Objekt beziehende Video-Signale erzeugt werden sollen. Es werden z. B. einerseits Video-Signale eines Abtastrasters von 625 Zeilen und andererseits Video-Signale eines Abtastrasters mit 819 Zeilen gewünscht. Gegebenenfalls kann sogar die Bildfrequenz für beide Signale verschieden sein.

Wenn das Objekt eine lebendige Szene ist, kann man naturgemäß zwei oder mehr Aufnahmevorrichtungen verwenden, wobei die Abtastbündel der verschiedenen Aufnahmeröhren verschiedene Raster schreiben. Ist das Objekt jedoch ein Film oder ein Diapositiv, so ist dieses Verfahren bedenklich, da man in diesem Falle zwei oder mehr Exemplare des Films oder des Diapositivs haben muß.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der letzteres nicht erforderlich ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die mit verschiedenen Normen durchgeführte Abtastung eines Films oder Diapositivs, sondern läßt sich auch im Falle einer lebendigen Szene anwenden.

Die Aufnahmevorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich der lichtdurchlässig oder reflektierend ausgebildete Gegenstand in der Strahlenbahn mindestens zweier Punkt-Lichtquellen befindet, die unter dem Einfluß geeigneter Ablenkmittel je ein Abtastraster von unterschiedlicher Norm beschreiben und von denen jede Licht unterschiedlichen Charakters ausstrahlt, und daß das von dem Gegenstand durchgelassene oder reflektierte Licht in bekannter Weise in elektrische Signale umgewandelt wird durch photoempfindliche Elemente, deren Anzahl mindestens mit derjenigen der Lichtquellen übereinstimmt und von denen je eines auf das Licht eines bestimmten Charakters anspricht.

Unter Licht verschiedener Art werden Lichtsorten verstanden, deren Eigenschaften derart sind, daß diese beiden Sorten durch geeignete Mittel wieder ganz oder teilweise voneinander getrennt werden können, wenn die eine Lichtsorte mit der anderen zusammengefügt wird. Wenn die beiden Sorten z. B. in verschiedenen Teilen des Spektrums liegen, können sie z. B. mittels optischer Filter getrennt werden. Haben die beiden Sorten verschiedene Polarisationen, so können sie mittels Polarisatoren geschieden werden.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert, die Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen nach der Erfindung veranschaulichen.

Vorrichtung zur Ferns eh-Aufnahme
mit gleichzeitiger Erzeugung

von Video-Signalen
verschiedener Abtastnorm

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 17. Juni 1958

Hajo Braining, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 1 zeigt eine Aufnahmevorrichtung nach der Erfindung, durch die Video-Signale mit zwei verschiedenen Abtastnormen erzeugt werden, die sich auf einen Film oder auf ein Diapositiv 1 beziehen. Der für einen Film erforderliche Fortbewegungsmechanismus ist in Fig. 1 nicht dargestellt.

2 und 3 bezeichnen Elektronenstrahlröhren, auf deren Leuchtschirmen auf bekannte Weise Lichtflecke mittels der in diesen Röhren durch die Elektronenkanonen 4 bzw. 5 erzeugten Elektronenbündel erzeugt werden. Unter der Wirkung der schaubildlich dargestellten Ablenkmittel 6 bzw. 7 schreiben die Lichtflecke auf den Leuchtschirmen zwei unterschiedliche Abtastraster, deren Zeilenanzahl, Zeilenfrequenz usw. durch die den Ablenkmitteln 6 bzw. 7 zugeführten Signale bedingt sind.

Das von der Elektronenstrahlröhre 2 erzeugte Licht hat gemäß der Erfindung einen anderen Charakter als das von der Elektronenstrahlröhre 3 erzeugte Licht. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Lichtarten in verschiedenen Teilen des Spektrums. Dazu ist die Elektronenstrahlröhre 2 mit einem Leuchtschirm versehen, der aus einem Licht im Violett- (oder Ultraviolett-) Teil des Spektrums ausstrahlenden Leuchtstoff besteht, z. B. aus einem aus CaMg-Silicotitanat oder aus CaAl-Silicat, aktiviert mit Ce-Leuchtstoff, während die Elektronenstrahl-

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röhre 3 mit einem Leuchtschirm versehen ist, der aus ZnO-Zn-Phosphor besteht, vor welchem Schirm ein Filter 8 angeordnet ist, dessen Durchlaßkennlinie ein Maximum im grünen Teil des Spektrums hat.

Mittels passend gewählter Linsensysteme, die in der Figur schematisch dargestellt und mit 9 bzw. 10 bezeichnet sind und mittels eines passend gewählten, farbenselektiven Spiegels 11, der violettes Licht durchläßt und grünes Licht zurückstrahlt, wird das von den beiden Elektronenstrahlröhren erzeugte Licht auf den Film oder das Diapositiv 1 geworfen. Je nach der Schwärzung dieses Filmes oder Diapositivs ist das durchgelassene Licht mehr oder weniger geschwächt. Dieses austretende Licht besteht aus zwei Komponenten verschiedener Art; eine dieser Komponente besteht aus einem entsprechend der erwähnten Schwärzung modulierten Violettlichtbündel, das ein Abtastmuster schreibt, das durch die den Ablenkmitteln 6 der Elektronenstrahlröhre 2 zugeführten Signale bedingt ist. Die andere Komponente besteht aus einem grünen Lichtbündel, das entsprechend der erwähnten Schwärzung moduliert ist, aber ein Abtastmuster schreibt, das durch die den Ablenkmitteln 7 der Elektronenstrahlröhre 3 zugeführten Signale bedingt ist.

Dieses austretende Licht wird auf den farbenselektiven Spiegel 12 geworfen, der z. B. auch das Violettlicht durchläßt und das grüne Licht zurückstrahlt. Das so durchgelassene Violettlicht trifft den Schirm des photoempfindlichen Elementes 13,, wodurch das auffallende Licht in der Intensität dieses Licht entsprechende, elektrische Signale umgewandelt wird. Die Abtastnorm des so erhaltenen Signals ist lediglich durch die den Ablenkmitteln 6 der Elektronenstrahlröhre 2 zugeführten Signale bedingt.

Das zurückgestrahlte grüne Licht trifft den Schirm eines photoempfindlichen Elementes 14, wodurch das auffallende Licht auch in elektrische Signale umgewandelt wird, deren Abtastnorm hier lediglich durch die den Ablenkmitteln 7 der Elektronenstrahlröhre 3 zugeführten Signale bedingt ist.

Es sei bemerkt, daß der Spiegel 11, der bei dem Ausführungsbeispiel farbenselektiv ist, auch durch einen halbdurchlässigen Spiegel ersetzt werden kann. Der Vorteil eines farbenselektiven Spiegels ist der, daß die Absorption des auftreffenden Lichtes sehr gering ist im Vergleich zu der Absorption eines halbdurchlässigen Spiegels.

Ebenso kann der farbenselektive Spiegel 12 durch einen halbdurchlässigen Spiegel ersetzt werden. In diesem Falle müssen jedoch die photoempfindlichen Elemente 13 und 14 mit angemessenen optischen Filtern versehen sein, die nur für grünes oder violettes Licht durchlässig sind, oder die Schirme der photoempfindlichen Elemente 13 und 14 müssen eine solche Struktur haben, daß diese Elemente nur für grünes bzw. violettes Licht empfindlich sind.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel kann leicht ausgedehnt werden, wenn man statt zweier Signale mit verschiedenen Abtastnormen drei solcher Signale erzeugen soll, die sich auf denselben Gegenstand beziehen. Die einfachen Spiegel 11 und 12 können dabei z. B. durch zwei Sätze gekreuzter Spiegel ersetzt werden, und die von einer dritten Elektronenstrahlröhre gelieferte Lichtart kann in einem Teil des Spektrums liegen, das nicht von einer der beiden anderen Arten beansprucht wird.

Statt zweier oder mehrerer Lichtarten, die trennbar sind, da sie in verschiedenen Teilen des Spektrums liegen, können auch Lichtarten verwendet werden, die trennbar sind, da sie verschiedentlich polarisiert sind.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, das sich zum Erzeugen von Zweifarben-Fernsehsignalen mit verschiedenen Abtastnormen eignet, wobei Lichtarten mit verschiedenen Polarisationen be-S nutzt werden.

In Fig. 2 bezeichnen 21 und 22 Elektronenstrahlröhren, deren von den Elektronenkanonen 23 bzw. 24 erzeugte Elektronenbündel Lichtflecke auf den Leuchtschirmen erzeugen, welche unter der Wirkung der

ίο schematisch dargestellten Ablenkmittel 25 bzw. 26 zwei unterschiedliche Abtastraster schreiben, wobei Zeilenanzahl, Zeilenfrequenz usw. durch die den Ablenkmitteln 25 bzw. 26 zugeführten Signale bedingt sind.

Das von den beiden Röhren erzeugte Licht ist in diesem Falle weiß. Mittels angemessener Polarisatoren 27 und 28 besteht das von dem halbdurchlässigen Spiegel 29 gemischte Licht aus zwei voneinander trennbaren Komponenten. Zum Erzielen einer guten Trennbarkeit kann man z. B. die Polarisatoren derart einstellen, daß in dem austretenden Licht des Spiegels 29 die zwei Komponenten zueinander senkrecht polarisiert sind. Das so gemischte Licht wird nach dem Durchgang durch das Farbendiapositiv oder den Farbfilm 30 mittels der Dichroidspiegel 31 in eine rote, grüne und blaue Komponente aufgeteilt. Jede dieser Komponenten besteht jedoch noch aus zwei in bezug auf Polarisation unterschiedlichen Komponenten.

Vorausgesetzt, daß der Spiegel α des Satzes 31 rot reflektierend ist und daß der Spiegel b blau reflektiert, so wird die rote Komponente auf den halbdurchlässigen Spiegel geworfen, der das auffallende Licht in ein Bündel, das durch den Analysator 35 auf den Schirm des photoempfindlichen Elementes 41 fällt, und in ein Bündel aufteilt, das durch den Analysator 36 auf den Schirm des photoempfindlichen Elements 42 fällt. Der Analysator 35 ist derart gewählt, daß lediglich Licht mit einer durch den Polarisator 27 hervorgerufenen Polarisationsrichtung durchgelassen wird; der Analysator 36 jedoch ist derart eingestellt, daß lediglich Licht mit einer durch den Polarisator 28 hervorgerufenen Polarisationsrichtung durchgelassen wird. Dem photoempfindlichen Element 41 kann somit ein Signal entnommen werden, das sich auf die rote Lichtkomponente des Diapositivs oder des Filmes 30 bezieht und dessen Abtastnorm durch die den Ablenkmitteln 25 der Elektronenstrahlröhre 21 zugeführten Ablenksignale bedingt wird. Auch kann dem photoempfindlichen Element 42 ein Signal entnommen werden, das sich auch auf die roten Lichtkomponenten des Diapositivs oder des Filmes 30 bezieht, dessen Abtastnorm jedoch durch die den Ablenkmitteln 26 der Elektronenstrahlröhre 22 zugeführten Ablenksignale bedingt ist.

Die blaue Komponente des in den Satz 31 eintretenden Lichtes wird auf den halbdurchlässigen Spiegel 33 und die grüne Komponente dieses Lichtes wird auf den halbdurchlässigen Spiegel 34 geworfen. Beide Spiegel verteilen das anfallende Licht wieder in zwei Bündel: die blauen Bündel fallen durch Analysatoren 39 und 40 auf die Schirme der photoempfindlichen Elemente 45 und 46 und die grünen Bündel durch Analysatoren 37 und 38 auf die Schirme der photoempfindlichen Elemente 43 und 44. Die Analysatoren 37 und 39 sind wieder derart gewählt, daß nur Licht einer durch den Polarisator 27 hervorgerufenen Polarisationsrichtung durchgelassen wird; die Analysatoren 38 und 40 sind derart eingestellt, daß nur Licht mit einer durch den Polarisator 28 hervorgerufenen Polarisationsrichtung durchgelassen wird.

Es können somit den photoempfindlichen Elementen

43 und 45 Signale entnommen werden, die sich auf die grünen bzw. blauen Lichtkomponenten des Gegenstandes 30 beziehen, dessen Abtastnormen durch die den Ablenkmitteln 25 der Elektronenstrahlröhre 21 zugeführten Ablenksignale bedingt werden; den photoempfindlichen Elementen 44 und 46 können Signale entnommen werden, die sich auch auf die grünen bzw. blauen Lichtkomponenten des Gegenstandes 30 beziehen, dessen Abtastnormen durch die den Ablenkmitteln 26 der Elektronenstrahlröhre 22 zugeführten Ablenksignale bedingt sind.

Die Ausgangssignale der photoempfindlichen Elemente 41, 43 und 45 können zu einem Farbfernsehsignal zusammengesetzt werden, das sich auf den Gegenstand bezieht und eine Abtastnorm hat, die gleich der der Elektronenstrahlröhre 21 ist, während die Ausgangssignale der photoempfindlichen Elemente 42,

44 und 46 zu einem Farbfernsehsignal zusammengesetzt werden können, das sich auf denselben Gegenstand bezieht, jedoch eine Abtastnorm hat, die gleich der der Elektronenstrahlröhre 22 ist.

Es sei noch bemerkt, daß, statt einer ersten Spaltung des von dem Gegenstand durchgelassenen Lichtbündels in Lichtbündel verschiedener Farben, worauf die so erhaltenen Lichtbündel je in Lichtbündel mit verschiedenen Polarisationsrichtungen gespaltet werden, auch das von dem Gegenstand durchgelassene Lichtbündel zunächst in Lichtbündel mit verschiedenen Polarisatiönsrichtungen gespaltet werden kann, worauf die so erhaltenen Lichtbündel je in Lichtbündel verschiedener Farben aufgeteilt werden.

Fig. 3 zeigt schließlich eine Aufnahmevorrichtung nach der Erfindung, mit der Video-Signale mit zwei verschiedenen Abtastnormen erzeugt werden, die sich auf einen Gegenstand 51 beziehen, der auch eine lebendige Szene sein kann.

Bezugsziffern 52 und 53 bezeichnen Elektronenstrahlröhren, deren auf den Leuchtschirmen erzeugte Lichtflecke unter der Wirkung der den Ablenkmitteln 56 bzw. 57 zugeführten Ablenksignale zwei unterschiedliche Abtastraster schreiben.

Die Elektronenstrahlröhre 52 ist z. B. wieder mit einem Leuchtschirm versehen, der aus einem Leuchtstoff besteht, der Licht in dem violetten Teil des Spektrums ausstrahlt, während die Elektronenstrahlröhre 53 mit einem Leuchtschirm versehen ist, der aus Zn O-Zn-Phosphor besteht, wobei vor diesem Schirm ein Filter 58 angeordnet ist, dessen Durchlaßkennlinie ein Maximum im grünen Teil des Spektrums hat.

Das von den beiden Elektronenstrahlröhren erzeugte Licht wird durch passend gewählte Linsensysteme, die in der Figur mit 59 und 60 bezeichnet und schematisch dargestellt sind, auf den Gegenstand 51 geworfen. Das von diesem Gegenstand reflektierte Licht wird von den photoempfindlichen Elementen 61, 62, 63 und 64 aufgefangen. Vorausgesetzt, daß die photoempfmdlichen Elemente 61 und 63 lediglich für violettes Licht empfindlich sind, das von der Elektronenstrahlröhre 52 ausgesandt wird, so tritt an dem Ausgang dieser Elemente ein Fernsehsignal auf, dessen Abtastnorm durch die den Ablenkmitteln 56 dieser Röhre 52 zugeführten Ablenksignale bedingt ist. Die so erhaltenen Signale in den Ausgangskreisen dieser Elemente 61 und 63 können kombiniert werden. 6g

Die photoempfindlichen Elemente 61 und 63 sind annahmeweise nur für grünes Licht empfindlich, wie dieses von der Elektronenstrahlröhre 53 ausgesandt wird. An den Ausgängen der Elemente 62 und 64 tritt somit ein Fernsehsignal auf, dessen Abtastnorm durch die den Ablenkmitteln 57 der Röhre 53 zugeführten Signale bedingt ist. Auch die so erhaltenen Signale können kombiniert werden.

Wenn die photoempfindlichen Elemente 61., 62., 63 und 64 für weißes Licht empfindlich sind, können passend gewählte optische Filter in die Lichtbahn des von dem Gegenstand zurückgestrahlten Lichtes eingefügt werden, in der Weise, daß die Elemente 61 und 63 nur Licht von der Elektronenstrahlröhre 52 und die Elemente 62 und 64 nur Licht von der Elektronenstrahlröhre 53 empfangen.

Es sei bemerkt, daß das von der Elektronenstrahlröhre 52 stammende Licht und das von der Elektronenstrahlröhre 53 stammende Licht auf ähnliche Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 1 mittels halbdurchlässiger oder dichroider Spiegel zu einem einzigen Bündel zusammengesetzt werden können. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die von den beiden vorerwähnten Video-Signalen in geeigneten Empfängern erzeugten Bilder einander praktisch gleich sind.

Es sei im allgemeinen noch bemerkt, daß durch angemessene Kombination der Ausgangssignale der verschiedenen photoempfindlichen Elemente eine vollkommene Trennung elektrisch durchgeführt werden kann, wenn die nach der Erfindung angewandten Lichtarten optisch nicht vollkommen trennbar sind, z. B. da diese Teile des Spektrums sich überlappen und/oder die Durchlaßkennlinien der optischen Filter sich überlappen, wenn die verschiedenen Arten in verschiedenen Teilen des Spektrums liegen. Wenn z. B. beim Erzeugen von zwei Signalen mit verschiedenen Abtastnormen das gewünschte Signal mit einer Abtastnorm mit S₁ und das gewünschte Signal mit der anderen Abtastnorm mit S₂ bezeichnet wird, und wenn das Ausgangssignal eines photoempfindlichen Elementes ^αιι^ι + ^αΐ2^ ^{und das} Ausgangssignal des anderen photoempfindlichen Elementes a₂₁ S₁ + a₂₂ S₂ ist, so können ersichtlich die linearen Kombinationen von ^αιι·^ι+^αΐ2·^2 ^und ^α2ΐ^Ί + ^α22^2 die gewünschten Signale S₁ und S₂ ergeben.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur fernsehmäßigen Aufnahme eines Gegenstandes mit gleichzeitiger Erzeugung von Video-Signalen verschiedener Abtastnorm, dadurch gekennzeichnet, daß sich der lichtdurchlässig oder reflektierend ausgebildete Gegenstand in der Strahlenbahn mindestens zweier Punkt-Lichtquellen befindet, die unter dem Einfluß geeigneter Ablenkmittel je ein Abtastraster von unterschiedlicher Norm beschreiben und von denen jede Licht unterschiedlichen Charakters ausstrahlt, und daß das von dem Gegenstand durchgelassene oder reflektierte Licht in bekannter Weise in elektrische Signale umgewandelt wird durch photoempfindliche Elemente, deren Anzahl mindestens mit derjenigen der Lichtquellen übereinstimmt und von denen je eines auf das Licht eines bestimmten Charakters anspricht.

2. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Lichtquellen erzeugten Lichtpunkte unterschiedliche spektrale Verteilungen besitzen und daß die Farbempfindlichkeit der photoempfindlichen Elemente diesen spektralen Verteilungen angepaßt sind.

3. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spektralen Empfindlichkeiten der Lichtquellen, mit denen die Raster

unterschiedlicher Norm geschrieben werden, in einander nicht überlappenden Spektralbereichen liegen.

4. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbündel der verschiedenen Lichtquellen z. B. mittels Dichroidspiegel zu einem einzigen Lichtbündel vereinigt werden, bevor sie den Gegenstand treffen.

5. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Gegenstand durchgelassene oder reflektierte Licht mittels Dichroidspiegel wieder in Lichtbündel aufgeteilt wird, die wiederum aus Lichtstrahlen unterschiedlichen Charakters bestehen.

6. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, da- ¹S durch gekennzeichnet, daß die von den Lichtquellen ausgehenden Strahlungen verschieden polarisiert sind und daß die photoempfindlichen Elemente mit Analysatoren ausgerüstet sind, wodurch jeder Abtastnorm eine bestimmte Polarisationsrichtung zu- ao geordnet ist.

7. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 6 zum gleichzeitigen Erzeugen von Video-Signalen mit zwei verschiedenen Abtastnormen für denselben Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei von den Lichtquellen erzeugten Lichtarten senkrecht zueinander polarisiert sind und daß die Analysatoren von mindestens einer Anzahl von Elementen gleich der Zahl von Abtastnormen derart eingestellt sind, daß jeder nur für eine dieser Polarisationsrichtungen durchlässig ist.

8. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbündel der verschiedenen Lichtquellen mittels halbdurchlässiger Spiegel zu einem einzigen Lichtbündel vereinigt werden, bevor sie den Gegenstand treffen.

9. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8 zum Erzeugen von Farbfernsehsignalen mit verschiedenen Abtastnormen für denselben Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Gegenstand durchgelassene oder reflektierte Licht außerdem in zwei oder mehr Lichtbündel aufgeteilt wird, die je Licht mit einer von zwei oder mehr primären Farben enthalten.

10. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Ausgangssignal eines Elementes außer der erwünschten Komponente (C₁₁Vy₁) Komponenten enthält, die sich auf eine oder mehrere andere Abtastnormen beziehen (a₁₂S₂), dieses Signal (O₁₁^₁+O₁₃^₂) elektrisch mit dem Ausgangssignal (Ct₂₁S₁ +G₂₂S₂) von einem oder mehreren anderen Elementen, wobei in diesem Ausgangssignal ebenso außer der erwünschten Komponente (C₂₂JT₂) andere Komponenten (Ci₂₁S₁) auftreten, derart linear kombiniert wird, daß diese Kombination nur ein Signal (S₁ oder vS"₂) enthält, das sich auf eine einzige Abtastnorm bezieht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen