DE1148255B

DE1148255B - Method for slow scanning of a television pickup tube

Info

Publication number: DE1148255B
Application number: DES70692A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Honold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-09-30
Filing date: 1960-09-30
Publication date: 1963-05-09

Description

Verfahren zur langsamen Abtastung einer Fernsehaufnahmeröhre Bei Fernsehaufnahmeröhren vom Vidikon-Typ ist die Bildwechselfrequenz nicht frei wählbar. Aus der bekannten Wirkungsweise der Vidikon-Röhre ergibt sich nämlich, daß durch den Querleitwert der fotoempfindlichen Halbleiterschicht das Ladungsbild zerfließt, wenn der Zeitraum zwischen zwei Abtastungen desselben Bildelementes zu lange wird. Es gibt dabei keine feste Grenze für .die kleinste mögliche Bildwechselfrequenz, da sich Modulationstiefe und Auflösungsvermögen bei kleiner werdender Bildwechselfrequenz stetig verschlechtern. Für eine Bildübertragung mit Industriefemsehqualität kann man eine Grenze etwa fünfzehn Abtastzyklen pro Sekunde annehmen. Es gibt jedoch Anwendungsfälle, in denen man mit einer weit geringeren Bildwechselfrequenz arbeiten will, z. B. bei der Bandbreitenkompression oder in der Datenverarbeitung.Method for slow scanning of a television pickup tube In the case of television pickup tubes of the vidicon type, the frame rate is not freely selectable. From the well-known The way in which the vidicon tube works is that the transverse conductance of the photosensitive semiconductor layer, the charge image dissolves when the period of time becomes too long between two scans of the same picture element. There are none fixed limit for. the smallest possible frame rate, since there is modulation depth and resolving power steadily deteriorate with decreasing frame rate. A limit of about fifteen can be set for image transmission with industrial television quality Assume sampling cycles per second. However, there are use cases where you can wants to work with a much lower frame rate, e.g. B. in bandwidth compression or in data processing.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck Spezialröhren zu verwenden, bei denen der Querleitwert des Fotohalbleiters kleiner als z. B. bei normalen Vidikon-Aufnahmeröhrcn ist. Dadurch bleibt das Ladungsbild länger erhalten, und dementsprechend kann auch die Bildwechselfrequenz kleiner gemacht werden. Der Verringerung der Bildwechselfrequenz ist hier jedoch auch eine Grenze gesetzt, die vom Querleitwert abhängig ist.It is known to use special tubes for this purpose, in which the transverse conductance of the photo semiconductor is less than z. B. with normal Vidikon Aufnahmeröhrcn is. As a result, the charge image is retained longer, and accordingly can the frame rate can be made smaller. Reducing the frame rate However, a limit is also set here, which is dependent on the transverse conductance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, normale Ferasehaufnahmeröhren vom Vidikon-Typ ohne die oben beschriebenen Nachteile zu betreiben, wobei der Einfluß der Querleitwertes auf die zulässige Bildwechselfrequenz fast völlig ausgeschaltet wird. Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Gedankens wird in der Fig. la ein normales Abtastraster (oh @ne Zeilensprung) aufgezeichnet. Der Zeilenrücklauf, der gestrichelt angedeutet ist, wird bei diesen üblichen Abtastrastern des Fernsehens durch Abblendung des Elektronenstrahls ausgetastet, damit er nicht das Ladungsbild der sehr dicht benachbarten nachfolgenden Bildzeile zerstört. Die Fig. 1 b und 1 c zeigen den zeitlichen Spannungsverlauf für die Horizontal- und Vertikalablenkung des Abtaststrahls und die Fig. 1 d die Impulse für die Dunkeltastung während des Zeilenrücklaufes. Die zeitliche Folge, mit der z. B. der Punkt A vom Abtaststrahl bestrichen wird, ist durch die Bildwechselfrequenz gegeben. Die kleinste zulässige Bildwechs,elfrequenz fs "In ergibt sich aus der größten Zeitdauer t."., während der das Ladungsbild, ohne daß der Qualitätsverlust unzulässig groß wird, erhalten bleibt. Daraus leitet sich die Formel ab: Neben der Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes in dieser Form (Dunkeitastung während des Zeilenrücklaufes) ist es bekannt, die optische Abtastung durch einen das Bild entlang einer mäanderartig hin- und herverlaufendenLinie abtastenden Lichtpunkt vorzunehmen.The invention is based on the object of operating normal Vidicon-type Ferase recording tubes without the disadvantages described above, the influence of the transverse conductance on the permissible frame rate being almost completely eliminated. To explain the idea according to the invention, a normal scanning raster (without an interlace) is recorded in FIG. The line return, which is indicated by dashed lines, is blanked in these usual scanning rasters of television by dimming the electron beam so that it does not destroy the charge image of the very closely adjacent subsequent image line. FIGS. 1 b and 1 c show the voltage curve over time for the horizontal and vertical deflection of the scanning beam and FIG. 1 d shows the pulses for blanking during the line return. The time sequence with which z. B. the point A is swept by the scanning beam is given by the frame rate. The smallest permissible image change, el frequency fs "In, results from the greatest time period t.", During which the charge image is retained without the loss of quality becoming impermissibly large. The formula is derived from this: In addition to the scanning of an electrical charge image in this form (darkness scanning during the line return), it is known to carry out the optical scanning by means of a point of light scanning the image along a meandering line running back and forth.

Bei dem einen Abtastvorgang einer Aufnahmeröhre ähnlichen Vorgang auf der Fernsehbildwiedergaberöhre ist es bekannt, den Elektronenstrahl auch in der im allgemeinen als Zeilenrücklauf bezeichneten Richtung Bildeindrücke vermitteln zu lassen. Weiterhin ist ein Verfahren zur Bildwiedergabe von Fernsehbildern bekannt, bei dem das Bild durch Verwendung einer gleichschenkeligen Sägezahnkurve. in Abwandlung des Zeilensprungverfahrens in einem Dreieeklinienzug ohne Dunkeltastung, und zwar im ersten Bildteil von oben nach unten und im zweiten Bildteil von unten nach oben, aufgezeichnet wird.In the process similar to one scanning process of a pickup tube on the television picture display tube it is known to also use the electron beam the direction, which is generally referred to as the return line, convey impressions of the image allow. Furthermore, a method for reproducing television images is known, where the image is created by using an isosceles sawtooth curve. in modification the interlace method in a triangular line without blanking, namely in the first part of the picture from top to bottom and in the second part of the picture from bottom to top, is recorded.

Diesen bekannten Abtastverfahren liegen andere Problemstellungen zugrunde, und sie sind nicht geeignet, die bei verlangsamter Abtastung entstehenden Nachteile zu beheben. Gemäß der Erfindung kann aber ein Ladungsbild ohne wesentlichen Qualitätsverlust auch bei sehr langsamer Abtastung für einen kleinen Teil der Halbleiterschicht, z. B. für eine Zeile, dadurch erhalten werden, daß der zurücklaufende Abtaststrahl räumlich verschoben und vor der eigentlichen Abtastung unabgedunkelt zii einer Vorabtastung benutzt wird und daß die eigentliche Abtastung des dadurch erneuerten Ladungsbildes der vorabgetasteten Bildzeile nach einer Zeit erfolgt, die klein ist gegen die für einen Bildwechsel erforderliche Zeit. Diese Vorabtastung, die linear verschoben vor dem Abtasten eines Punktes (z. B. Punkt A) erfolgt, liefert im allgemeinen ein Signal, das dem verlaufenen, d. h. qualitativ schlechten, Signal der langsamen Bildwechselfrequenz entspricht und kann durch eine Ausblendschaltung, die wirkungsmäßig der Dunkeltastung beim normalen Vidikonbetrieb entspricht, im Video-Verstärker ausgeblendet werden. Die Größe der linearen Verschiebung ergibt sich aus der Bildwechselfrequenz, der optimalen Speicherzeit und aus der Geschwindigkeit des zurücklaufenden Elektronenstrahls und kann durch Versuche ermittelt -werden.These known scanning methods are based on other problems, and they do not address the disadvantages of slowed scanning to fix. According to the invention, however, a charge image can be produced without any significant loss of quality even with very slow scanning for a small part of the semiconductor layer, z. For one line, can be obtained by the returning scanning beam spatially shifted and not darkened for a prescan before the actual scanning is used and that the actual scanning of the thereby renewed charge image of the prescanned image line takes place after a time which is small compared to that for time required for a picture change. This prescan that is linear shifted before a point is scanned (e.g. point A), generally returns a signal that corresponds to the traversed, d. H. poor quality, signal the slow one Frame rate corresponds and can be activated by a masking circuit corresponds to the blanking in normal vidicon operation, hidden in the video amplifier will. The size of the linear shift results from the frame rate, the optimal storage time and the speed of the returning electron beam and can be determined through experiments.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann das aus der Vorabtastung erhaltene Bildsignal durch eine Weiche vom Bildsignal der eigentlichen Abtastung zur weiteren Verarbeitung abgetrennt und einem zweiten Ausgang zugeführt werden, wenn z. B. das Bildsignal zweimal zeitlich nacheinander benötigt wird. Für den Fall, daß das zeitlich voreilende Bild von schlechterer Qualität und außerdem seitenverkehrt sein darf, kann ein solches Bildsignal bei der vorgeschlagenen Vorabtastung leicht gewonnen werden.According to an advantageous development of the inventive concept the image signal obtained from the prescanning through a switch from the image signal of the actual sampling separated for further processing and a second output be supplied if z. B. the image signal is required twice in succession will. In the event that the image leading in time is of poor quality and in addition, may be reversed, such an image signal can with the proposed Prescan can be easily obtained.

Das Verfahren der langsamen Abtastung wird an Hand der Fig. 2 a bis 2 4 kurz erläutert.The slow scanning method is illustrated in FIGS. 2 a to 2 4 briefly explained.

Der Abtaststrahl S überstreicht die das Bild speichernde Platte P in der angedeuteten Pfeilrichtung von links nach rechts. Am Ende der Abtastung einer jeden Zeile wird der Elektronenstrahl durch eine zusätzliche vertikale Ablenkung, die durch eine Flanke eines. schmalen Rechteckirnpulses erfolgt, räumlich verschoben und ,in die Bahn für den Zeilenrücklauf (Vorabtastung) abgelenkt. Am Ende jeder vorabgetasteten Zeile erfolgt abermals eine räumliche Verschiebung um einen entsprechenden Betrag in entgegengesetzter Richtung durch die andere Flanke des Reohteckimpulses, so daß die eigentliche Abtastung hinter der zuletzt abgetasteten Zeile fortgesetzt werden kann. Das Zeit-Spannungs-Diagramm der sehr schmalen Rech teckimpulse für die vertikale Ablenkung am Anfang und Ende jeder Zeile ist in der Fig. 2e dargestellt. Der vollständige Spannungsverlauf für die Vertikalablenkung ergibt sich aus der additiven Überlagerung der Spannungsverläufe aus den Fig. 2d und 2e, wie in Fig. 2f dargestellt. Ein vergrößerter Ausschnitt dieser Kurve für einen Zeilenrücklauf geht aus der Fig. 2 g hervor, die zur Verdeutlichung der Funktion des Rechteckimpulses einem Ausschnitt aus der Sägezahnkurve gemäß Fig.2h gegenübergestellt wird. Der Weg, den der ; Elektronenstrahl bei der Abtastung und Vorabtastung durchläuft, ist in der Fig. 2 b schematisch und in verändertem Maßstab herausgezeichnet. Der zurücklaufende Strahl R wird nicht abgedunkelt und löscht durch seine Vorabtastung in der durchlaufenden Zeile jedes auch schon weitgehend zerflossene Ladungsbild. Für die kurze Zeit darauf erfolgende A,btastung steht dann ein unverwaschenes Ladungsbild zur Verfügung.The scanning beam S scans the image-storing plate P in the indicated arrow direction from left to right. At the end of the scan one every line the electron beam is deflected by an additional vertical deflection, by a flank of a. narrow rectangular pulse occurs, spatially shifted and, deflected into the path for line return (prescan). In the end everyone A spatial shift by a corresponding one takes place again on the prescanned line Amount in the opposite direction through the other flank of the Reohteck pulse, so that the actual scanning continues after the last scanned line can be. The time-voltage diagram of the very narrow rectangular pulses for the vertical deflection at the beginning and end of each line is shown in Fig. 2e. The complete voltage curve for the vertical deflection results from additive superimposition of the voltage curves from FIGS. 2d and 2e, as shown in FIG. 2f. An enlarged section of this curve for a line return is apparent from Fig. 2 g, to illustrate the function of the square pulse is compared to a section from the sawtooth curve according to Figure 2h. Of the Way the; Electron beam when scanning and prescanning is passed through in Fig. 2b drawn out schematically and on a different scale. The returning one Ray R is not darkened and is canceled by its prescan in the traversing Line every charge image that has already largely dissipated. For a short time after that When scanning is carried out, an unwashed charge image is then available.

Der Abstand der beiden Zeilen ist so gewählt, daß die Abtastung der vorher vorabgetasteten Zeile nach einer Zeit geschieht, in der sich das Ladungsbild nicht wesentlich verschlechtert hat. Sofern der Zeilenrücklauf (Vorabtastung) schneller als die Abtastung erfolgt, muß der Abtaststrom zur Erzielung des gleichen Ladungspegels der Speicherschicht wie bei der Abtastung entsprechend erhöht werden.The distance between the two lines is chosen so that the scanning of the previously prescanned line happens after a time in which the charge image has not deteriorated significantly. Provided the line return (prescan) is faster as the sampling occurs, the sampling current must be used to achieve the same charge level the storage layer can be increased accordingly as in the case of scanning.

Um die Totzeit, die nach der vollständigen Abtastung des Speicherbildes entsteht, wenn die obersten Zeilen der Speicherplatte vorabgetastet werden und der Abtaststrahl noch kein Bildsignal liefert, zu vermeiden, kann die Vorabtastung sofort nach Durchlaufen der letzten Zeile des Bildes durch eine entsprechende Bemessung der zusätzlichen Vertikalauslenkungin der ersten Zeile des folgenden Bildes fortgesetzt werden. Während der Zeit, die zwischen Vorabtastung und Abtastung verstreicht, verläuft dann der Abtaststrahl auf dem unteren Teil und der Zeilenrücklauf (Vorabtastung) auf dem oberen Teil der #Wicherplatte.To the dead time after the complete scanning of the memory image arises when the top lines of the disk are prescanned and the Scanning beam does not yet provide an image signal, to avoid the prescan immediately after passing through the last line of the picture through a corresponding dimensioning the additional vertical deflection in the first line of the following picture will. During the time that elapses between prescan and scan, passes then the scanning beam on the lower part and the line return (pre-scan) on the upper part of the #Wicherplatte.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for slow scanning of a "Ferusehaufn, ahmeröhre" of the vidicon type, whose electrical charge pattern is due to the transverse conductance of the photosensitive Semiconductor layer dissolves between two scans, characterized in that the returning scanning beam is spatially displaced and before the actual scanning darkened is used for a prescan and that the actual scan of the thereby renewed charge image of the prescanned image line after a time takes place, which is small compared to the time required for a picture change.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that that obtained from the prescan Image signal is faded out by a fade-out circuit in the video amplifier.

3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that that from the VoT sampling image signal obtained by a switch from the image signal of the actual scanning is separated for further processing. Printed documents drawn in betcaaht: German Patent Nos. 352 581, 701895; German interpretative document No. 1040 592.