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Verfahren für den Empfang von Farbfernsehsignalen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren für den Empfang von Farbfernsehen, bei dem eine Sendung, die sämtliche
N Farbkomponenten gleichzeitig überträgt, beispielsweise eine Sendung nach
dem NTSC-System, im Empfänger in eine solche mit Farbsequenzwiedergabe umgeformt
wird.
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Es ist bekannt (deutsches Patent 1035 690), die drei Grundfarbensignale
im Empfänger aus der simultanen Form in die Sequenzform überzuführen. Dort ist jedoch
eine Wiedergabe mit der dreifachen Zeilenfrequenz erforderlich. Es ist weiterhin
bekannt (deutsches Patent 1 020 055), eine Farbwiedergaberöhre mit
Phosphorstreifenraster (Lawrence-Röhre) parallel zur Zeilenrichtung zu steuern,
wobei die Farbumschaltung in einem elektronischen Umschalter und am Steuerraster
der Bildröhre während der Abtastdauer des einzelnen Bildpunktes synchron und in
Phase erfolgt. Zur Erzielung eines rasterfrequenten Farbwechsels beim Anfärben eines
weißleuchtenden Bildfeldes einer Wiedergaberöhre ist es auch bekannt (USA.-Patent
2 687 450), das Farbfilter zu bewegen.
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Zweck der Erfindung ist in erster Linie die Vereinfachung der im Empfänger
erforderlichen Bildröhre, verglichen mit der bekannten amerikanischen Shadow-Mask-Röhre
und anderen vorgeschlagenen Lösungen, die Mosaike oder Feinstrichraster von Leuchtphosphoren
dreierlei Art und Emissionsfarbe haben. Die Erfindung besteht darin, daß das Fernsehbild
auf einen im wesentlichen weißleuchtenden Schirm von mehreren durch je ein
Grundfarbensignal modulierten Kathodenstrahlen geschrieben wird, deren Auftreffpunkte
in der Vertikalrichtung einen Abstand voneinander haben, der einer Mehrzahl von
Zeilen entspricht, daß dem Auftreffpunkt eines Kathodenstrahles eine Zone eines
mit der Vertikalgeschwindigkeit des Kathodenstrahls umlaufenden Filters zugeordnet
ist, deren Höhe gleich dem vertikalen Abstand der Auftreffpunkte der Kathodenstrahlen
ist und deren Farbc dem jeweiligen Grundfarbensignal des betreffenden Kathodenstrahles
entspricht, und daß die simultan vorliegenden Grundfarbensignale den Kathodenstrahlen
mit einer ge-
staffelten Zeitverzögerung zugeführt werden, welche der räumlichen
Versetzung ihrer Auftreffpunkte entspricht.
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Die Teile a und b der Zeichnung veranschaulichen das Erfindungsprinzip.
In Teil a bedeutet 1 die Bildröhre des Empfängers, 2 das Ablenksystem in
Zeilen- und Bildrichtung. Die Röhre 1 enthält, wie ersichtlich, drei in einer
Reihe angeordnete Elektronenstrahlgeber, die in üblicher Weise modulierbare Elektronenstrahlen
3, 4, 5 gegen den Leuchtschirin im
17 entsenden.
Diese Strahlen werden durch das gleiche Feld abgelenkt. Alternativ kann man die
Röhre so bauen, daß die drei Strahlgeber etwas gegeneinander geneigt sind und ihre
Elektronenbündel sich im Ablenkraum überkreuzen. Die Justierung der drei Strahlen
braucht dann nur in einer Ebene zu erfolgen, während dies bei der Shadow-Mask-Bildröhre
in zwei Ebenen erforderlich ist. In dem dargestellten Beispiel ist angenommen, daß
die Röhre 1 im Anschluß an einen normalen Empfänger nach dem NTSC-Prinzip
arbeiten soll. Von dessen Schaltung ist hier nur der Ausgang mit den Klemmen für
Grün, Rot und Blau (G, R, B) gezeichnet ', also der Teil, der
die Steuerspannungen für die drei Elektronenstrahlgeber der Shadow-Mask-Röhre im
NTSC-System abgibt. Wie aus der Figur ersichtlich, wird der Elektronenstrahl für
die Grünkomponente 3 vom EmpfängerausgangG direkt gesteuert. Hingegen sind
die beiden Ausgänge R und B über die Magnetspeicher 9 und
10
mit den zugeordneten Strahlgebern der Röhre 1 verbunden. Den magnetischen
Schreibköpfen 11 und 12 werden das R- und das B-Signal zu gleicher Zeit zugeführt.
Nach einer Zeit it wird das R-Signal vom Lesekopf 13 abgenommen, nach der
Zeit 2 1 t das B-Signal vom Lesekopf 14. 15 und 16 sind
Löschköpfe. Träger der Magnetisierung kann eine zweispurig mit dem R- und
dem B-Signal beschriebene Bandschleife sein, die gemeinsam mit der Farbfilterbandschleife
6 von einem synchronisierten motorischen Antrieb bewegt wird - 8 deutet
schematisch die mechanische Kupplung an -, man kann aber auch einfache rotierende
Kreisscheiben aus geeignetem Speichermaterial benutzen, wie es die Figur andeutet.
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Die Schleife 6 besteht aus dehnungsfestem, durchsichtigem Material,
das in bestimmten Abständen
streifenförmig in den drei Grundfarben
angetärbt ist, wie dies Teil b der Zeichnung zeigt. Zwischen diesen Tripeln
von Filtern G, R, B befinden sich unbenutzte regelmäßige Abstände,
bei deren Bemessung natürlich auch die Rücklaufzeiten der drei Elektronenstrahlen
berücksichtigt werden müssen. Zweckmäßig werden diese Zwischenräume, die der Bildhöhe
auf dem Leuchtschirrn 17 entsprechen, grau angefärbt, um störende Nachleuchteflekte
der Phosphore zu unterdrücken; grundsätzlich soff das Nachleuchten während der Dauer
einer Zeile bis zur Unmerklichkeit abklingen. Soll das Empfangsbild vom Leuchtschirrn
vergrößert herausprojiziert werden, was normalerweise der Fall sein wird, um die
Breite, Länge und Unilaufgeschwindigkeit der Farbfilterschleife 6 gering
zu halten (was eben durch eine Röhre mit kleinem Leuchtschirrn ermöglicht wird),
so dient ein Spiege17 zum Umlenken der Lichtstrahlen auf die Projektionsoptik, die
hier nicht mitgezeichnet ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, eine Röhre
mit größerem Leuchtschirrn für direkte Bildbetrachtung zu verwenden. Die Schleife
6 ist mindestens so breit wie der vom Beschauer anvisierte Schirm.
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Die Randperforation der Schleife 6 ist der Einfachheit halber
nicht gezeichnet. Die Anordnung muß so getroffen sein, daß die Schleife, wie es
Teil a der Figur zeigt, sehr dicht vor der möglichst ebenen Stirnwand der Röhre
1 vorbeiläuft.
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Die Wirkungsweise des Verfahrens und der als Ausführu,ngsbeispiel
dargestellten Vorrichtung ist nun folgende: Die drei Elektronenstrahlen
3, 4, 5 erzeugen auf dem Leuchtschirrn 17 drei senkrecht übereinanderliegende,
intensitätsmodulierte Lichtpunkte Y,
4', 5', gleichen Abstandes (Teil
b der Figur). Angenommen, Lichtpunkt Y, der dem Strahl 3 zugeordnet
ist, stehe im Zeitpunkt to in der Höhe h und mit der für die drei Lichtpunkte gleichen
Zeilenkoordinate x hinter dem Grünfilterstreifen G, wobei die Koordinaten
h und x auf den Leuchtschirrn bezogen sind. Das in diesem Augenblick am Ausgang
des Empfängers bei G verfügbare Signal erzeugt also in dem Bildpunkt
h, x den richtigen Intensitätswert des Grünanteils dieses Bildpunktes. Gleichzeitig
(bei to) beginnt die Speicherung der simultan übertragenen R-und B-Signale für den
betrachteten Bildpunkt auf 9
bzw. 10. Die Speicherstrecke und die Umlaufgeschwindigkeit
von 9 und 10 sind nun, relativ zur Vertikalablenkgeschwindigkeit des
Strahlentripels, zu dessen in Zeilen gemessenen Zwischenräumen und zur Zeilengeschwindigkeit,
so geregelt, daß im Augenblick t,+.lt, wo bei 13 das R-Signal vom Speicher
abgelesen und der Modulationselektrode des Elektronenstrahles 4 zugeleitet wird,
der Lichtpunkt 4' die Stelle von 3' mit den Koordinaten h, x eingenommen
hat. Damit wird dem betrachteten Bildpunkt nunmehr die richtige Intensität des Rotanteils
erteilt. Nach einer weiteren Zeitspanne A t steht der Lichtpunkt
5' an dem in der Figur dargestellten Ort von Y,
und in diesem Augenblick
wird bei 14 das zugehörige Blausignal abgenommen und auf den Strahl 5 in
der Bildröhre zur Einwirkung gebracht. Damit hat der Bildpunkt mit den Koordinaten
h, x seine gesamte Farbinformation erhalten. A t ist
in der Größenordnung 10-3 Sekunden, entsprechend 15 bis
16 Zeilen nach der heutigen Norm. Die Farbmischung erfolgt innerhalb einer
so kurzen Zeit vollkommen richtig, und Störerscheinungen treten, wie schon erwähnt,
bei so schneller Farbfolge selbst dann nicht auf, wenn die Zahl der Bilder in einer
Sekunde im Rahmen der Norm bleibt.
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Für sämtliche übrigen Bildpunkte gilt, wie leicht einzusehen, das
gleiche wie für den betrachteten, vorausgesetzt, daß der Abstand der Elektronenstrahlen,
die Linearität der Vertikalablenkung sowie der Synchronismus zwischen dieser und
der Farbfilterschleife 6 bzw. mit den Speichern 9, 10 innegehalten
wird. Bei der Farbfilterschleife ist leichtes Pendeln nicht kritisch, wenn die Breite
jedes Farbbandes G,
R, B in der genannten Größenordnung von
15 bis 16 Zeilen liegt; es bleibt stets genügend Spielraum innerhalb
des Bezirks gleicher Farbe. Daher ist die Gleichlaufregelung hier kein schwieriges
Problem und mit wenig Aufwand durchführbar.
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Der Leuchtschirrn 17 der Bildröhre 1 liefert ein gleichmäßiges
Weiß, dessen Dosierung zu den spektralen Durchlaßkurven der Filtertripel passen
muß. Die Aufgabe ist die gleiche wie beim CBS-System.
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Aus Gründen der Einfachheit sind die zwischen den Leseköpfen der Magnetspeicher
und den zugeordneten Modulationselektroden der Röhre 1 erforderlichen Verstärker
in der Figur weggelassen. Die Bandbreite dieser Verstärker braucht erfahrungsgemäß
1 MHz nicht zu überschreiten, da bekanntlich die Sehschärfe für Rot und besonders
für Blau geringer ist als für Grün bzw. Weiß.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt, sich, da bereits Speicher vorgesehen
sind, auch leicht an das Farbfernsehsystern von H. de France, genannt »S#quentiel-Simultan#«,
anpassen. Natürlich ist es auf die beschriebene Weise auch möglich, ein Zweifarbensystem
zu verwirklichen; an die Stelle der Farbfiltertripel treten dann Farbfilterpaare
komplementären Charakters, und es braucht nur ein einziges Speichersystern vorgesehen
zu werden.
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Die Zeilenrückläufe der drei Elektronenstrahlen erfolgen synchron;
der Rücklauf-Austastimpuls wird gemeinsam von der Zeilenablenkspule abgenommen.
Gleiches gilt sinngemäß für den synchronen Bildrücklauf; bei 2 - 6 Zeilendicken
Abstand zwischen dem Grün- und dem Blaustrahl gehen nur etwa 5 % der Zeilen
bzw. der Bildhöhe verloren, was tragbar erscheint.