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Verfahren und Vorrichtung zur visuellen Speicherung von Farbfernsehsignalen
der PAL-oder SECAM-Art in Dreistrahl-Chromatron-Farbbildröhren Gegenstand der Erfindung
ist eine Anordnung zur Farbsteuerung in Fernseh-Bildwiedergaberöhren, die nach dem
bekannten Chromatronprinzip mit drei einzeln gesteuerten Elektronenstrahlen arbeiten,
wie ursprünglich von W. F 1 e c h s i g angegeben (Literatur s. S c h r ö t e r,
Fernsehtechnik, Bd. I). Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf übertragungssysteme,
bei denen die Phase zines Farbträgers mit Zeilenfrequenz abwechselnd in den Farbanteilen
moduliert und eine aus einem Speicher entnommene Komponente einer übetragenen Komponente
hinzugefügt wird. Als Speicher dient dabei eine Verzögerungsleitung mit einer Laufdauer,
die der Dauer einer Bildzeile (64 Mikrosekunden bei 625 Zeilen) gleich ist. An dem
Ausgang der Verzögerungsleitung erscheint das in der vorhergehenden Zeile ihrem
Eingang zugeführte Farbsignal synchron mit dem jeweils direkt übertragenen Farbsignal.
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Der Erfindungsgedanke ist anwendbar auf alle Farbfernsehsysteme, die
mit dem oben erwähnten Chrornatronröhrentypus arbeiten und von einer Verzögerungsleitung
Gebrauch machen, um entweder bei gleichzeitiger nicht sequentieller Übertragung
einer gespeicherten Zeile die phaseninvertierte Modulation der nächsten übertragenen
Zeile zu überlagern (PAL-System) oder um mit Zeilenfrequenz wechselnd jeweils nur
den Rot- bzw. Blauanteil des Signals übertragen zu müssen (SECAM-System).
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Die bevorzugte Anwendung findet der Erfindungsgedanke bei dem unter
der Bezeichnung PAL bekannten übertragungssystem mit von Zeile zu Zeile invertierter
Phase des Farbträgers, woraus sich im Empfang die Zusammensetzung von jeweils übertragener
und dem Speicher entnommener Modulation die bekannte Kompensationswirkung der Farbverfälschung
ergibt. Eine zweite Anwendungsmöglichkeit besteht bei dem unter dem Namen SECAM
bekanntgewordenen Farbübertragungssystern. Obwohl dieses unabhängig von der Art
der Farbbildröhre funktioniert, wird hier angenommen, daß zur Wiedergabe eine, wie
einleitend beschrieben, nach dem Dreistrahl-Chromatronprinzip arbeitende Röhre dienen
soll, bei der also die in ihrer Intensität gesteuerten und in Zeilen abgelenkten
Elektronenstrahlen ein Raster aus parallelen schmalen Streifen von Leuchtphosphoren
zyklisch abwechselnder Emissionsfarbe Rot, Grün, Blau, Rot, Grün, Blau usw. quer
zu deren Richtung überfahren und ein elektronenoptisches Fokussierungssystem (»Fokussierungsgitter«)
dafür sorgt, daß jedem Elektronenstrahl stets nur die gleiche Farbart zugeordnet
bleibt, d. h., daß er immer nur auf Leuchtphosphorstreifen ein und derselben Emissionsfarbe
zielt. Fernsehtechnisch bilden in jeder Zeile drei aneinandergrenzende Farbstreifen
für Rot, Grün und Blau ein einziges Bildelement, da das Auge sie infolge ihrer Schmalheit
nicht aufzulösen vermag; so entsteht aus dem Nebeneinander dreier Farbanteile der
Eindruck eines Bildpunktes homogener Mischfärbung.
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In gleicher Weise wird das Dreistrahl-Chromatron für die eingangs
beschriebene übertragungsmethode des PAL-Systems im Empfänger benutzt.
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Ziel der Erfindung ist in beiden Fällen die Verzögerungsleitung, die
einen unerwünschten Aufwand im Empfangsgerät darstellt, überflüssig zu machen und
unter Anwendung farbphysiologischer Erfahrungen durch ein wesentlich einfacheres,
sehr viel. weniger aufwendiges Mittel zu ersetzen.
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Das mit der Erfindung beschrittene Prinzip wird am einfachsten verständlich,
wenn man es am Beispiel des SECAM-Systems beschreibt, weshalb dieses im folgenden
zuerst behandelt werden soll. Bei diesem. System bedarf es für die Erfindung lediglich
einer etwas modifizierten, leicht ausführbaren Form des Steuersystems Kathode-Wehneltelektrode
in zwei für die Wiedergabe von Rot und Blau bestimmten Elektronenstrahlerzeugern
der Farbbildröhre; der dritte, für den Grünanteil bestimmte Strahlerzeuger kann
die übliche Form beibehalten. Die Mehrkosten für die beiden modifizierten Strahlerzeuger
dürften sich in den Herstellungskosten der Farbbildröhre überhaupt nicht bemerkbar
machen, sind aber auf jeden Fall verschwindend gegenüber den Kosten der Verzögerungsleitung.
Der
Grundgedanke der Erfindung besteht in folgendem: Es sei die übliche Übertragung
des Bildrasters nach dem Zeilensprungverfahren vorausgesetzt. Während in jeder Zeile
der für die Bildschärfe wesentliche Grüngehalt von dem zugeordneten Elektronenstrahl-Lichtpunkt
einfach geschrieben wird, schreiben die-Strahlerzeuger für Rot und Blau- gleichzeitig
zwe:Zeilen mit dem gleichen Signal, die in der Abtastfolge@ unmittelbar aufeinander
folgen, also zwei Zeilen Abstand voneinander haben. Das Schema in F i g. 1 erläutert
das Ergebnis. Bei Zeilensprung schließen sich zeitlich in dem einen Zeilensprung-Halbraster
aneinander die Zeilennummern n, n -f- 2, n -I- 4, n -I- 6 usf.
Die jeweils direkt übertragenen Amplitudenwerte der Farbanteile sind durch Strichelungen
verschiedener Richtung gekennzeichnet, wie in F i g. 1 rechts angegeben. Die gleichzeitig
vom zweiten Strahl mitgeschriebenen (gespeicherten) Weite sind durch Punktierung
der für Rot und `Blau charakteristischen Strichelungen --unterschieden. In physiologischer
Beziehung (Augenpersistenz) sind die punktierten Teilbildelemente wirklich gespeichert,
ihr Farbton mischt sich visuell mit dem der nachfolgend direkt auf das gleiche Bildelement
übertragenen Farbe, so daß überall der Rot- und der Blaugehalt wiedergegeben werden.
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In F i g. 1 wird, wie man sieht, der Grünanteil in jeder Zeile direkt
übertragen, der rote und der blaue Anteil je aber nur in jeder zweiten. Zum Beispiel
wurde beim Schreiben der n-ten Zeile nur der rote Anteil direkt übertragen, gleichzeitig
aber durch den zweiten Strahl des Doppelstrahls A in der Zeile n -I- 2 gespeichert.
In der Zeile n erfolgte die Hinzufügung des Blauanteils in Gestalt seiner visuellen
Speicherung. In. der Zeile n -I- 2 wurde nur der Blauanteil direkt übertragen, der
Rotanteil aus dem gespeicherten Wert ergänzt. Der Doppelstrahl B dient also der
direkten Übertragung -des Blauanteils und seiner gleichzeitigen Speicherung - in
der nachfolgenden Zeilensprung-Zeile. Analog dient, wie beschrieben; der Doppelstrahl
A der direkten Übertragung des Rotanteils und sinngemäß auch seiner gleichzeitigen
Speicherung in der "nächfolgenden Zeile. Infolge dieser Doppelfunktion erübrigt
sich die Speicherung durch eine Verzögerungsleitung. Man sieht aber in der F i g.
1, daß jede Zeile ihre Anfärbung in allen drei Farbkomponenten erhält.
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F i g. 2 zeigt, wie einfach die Durchführung des Erfindungsgedankens
durch eine geringe Modifikation des Strahlerzeugersfür den Rot- bzw. den Blauanteil
erzielt wird. Teil a stellt das System Wehneltelektrode W-Kathode K dar, wie es
üblicherweise für Schwarz-Weiß-Bilder benutzt wird und hier auch für den Grünanteil
bestimmt ist. O ist die zentrale Öffnung, durch die -der Elektronenstrahl gesteuert
austritt. F i g. 2b zeigt die Modifikaton für die Rot-und Blauwiedergabe im Sinne
der Erfindung. K ist wieder die Kathode, in diesem Fall aber von rechteckigem Querschnitt,
W der Wehneltzylinder üblicher Funktion. Der Kathode sollen jetzt aber, wie F i
g. 2b rechts erkennen läßt, zwei Öffnungen 01, 02 gegenüberstehen. Es treten also
zwei gleichgesteuerte Elektronenstrahlen aus und in den allen drei Strahlen gemeinsamen
Ablenkraum. Dabei sind das elektronenoptische Abbildsystem, die Lage der Strahlen
und der Abstand von 01 zu 02 so aufeinander abgestimmt, daß auf dem Leuchtschirm
bei Zeilensprung der von 01 kommende Strahl in die vom grUnübertragenden Strahl
geschriebene Zeile fällt, der von 02 kommende Strahl aber auf dem Leuchtschirm in
die nächstfolgende Halbrasterzeile der Zeilensprung-Bilddarstellung (vgl. F i g.
1, Doppelstrahlen A und B
für Rot bzw. Blau). Dank der geringen Rot-
und Blauschärfe im Farbbild brauchen aber die genannten Dimensionen nicht absolut
genau, sondern nur angenähert eingehalten zu werden: Die Verhältnisse bei der Farbübertragung
nach dem PAL-System unterscheiden sich von denen, die für das SECAM-System gelten,
dadurch, daß nach dem bekannten NTSC-Verfahren der Farbträger gleichzeitig mit dem
roten und dem blauen, nicht mit dem Luminanzträger übertragenen Farbrest moduliert
wird. Viehmehr findet von Bildzeile zu Bildzeile abwechselnd am Sender eine Inversion
der Phase des Hilfsträgers statt, während im Empfänger durch Speicherung und Zusammensetzung
des gespeicherten mit dem jeweils übertragenen Signal die Korrektur der Phasenfehler
und damit der im Signal enthaltenen Farbfehler vorgenommen wird. Bisher war es zu'
diesem Zweck erforderlich, das jeweils gesendete Farbträgersignal, das mit einem
Phasenfehler behaftet sein kann, über eine Verzögerungsleitung, die als Speicher
wirkt, zu wiederholen und mit dem mit invertierter Phase ankommenden Farbträger
zusammenzusetzen. An die Stelle der Verzögerungsleitung tritt nun im Sinne der Erfindung
das beschriebene Doppel-Elektronenstrahlsystem, das durch die zweifach geschriebene
Zeile eine automatische Synchronisierung der Zeilenanfänge ermöglicht und gleichzeitig
durch die optische Mittelung der zusammengesetzten Modulationszüge die Farbe im
Auge wieder auf den gewünschten Ton korrigiert.