DE1290178B

DE1290178B - Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung zur Erzielung eines moeglichst wenig sichtbaren Rauschens

Info

Publication number: DE1290178B
Application number: DEH43739A
Authority: DE
Inventors: Paehr; Dr Hans Werner
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Linde Sverige AB
Priority date: 1961-09-28
Filing date: 1961-09-28
Publication date: 1969-03-06
Also published as: GB1021086A; US3394219A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Aufnahmeeinrich- Ausgangsspannung der erstgenannten Gruppe von tungen für Farbfernsehbilder, deren Übertragung Aufnahmegeräten für sich genommen, unter Umdurch Helligkeits- und Farbsignale vorgenommen gehung der Matrixschaltungen der Aufnahmeeinrichwird. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige tung als Helligkeitskomponente des Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung, die neben den eigentlichen 5 zeichens verwendet wird und daß mit den aus den Aufnahmegeräten, wie Fotozellen oder Ikonoskopen, Ausgangsspannungen dreier Gruppen von Aufnahmeauch die Matrixschaltungen zur Herstellung der geraten, zu denen auch die erstgenannte Gruppe ge-Helligkeits- und Farbsignale umfaßt, so auszubilden, hören, Farbkomponenten gewonnen werden, daß das Rauschen im wiedergegebenen Bild möglichst Durch die erfinderischen Maßnahmen wird der

wenig sichtbar ist. io Fehler der bisherigen Einrichtungen, d. h. die Ver-

Normalerweise werden von dem wiederzugebenden schleppung des Farbrauschens in das Helli^keits-Objekt zunächst Bilder in den Grundfarben auf- signal, beseitigt.

genommen, d. h., es werden Spannungen, die dem Der näheren Erläuterung der Erfindung dienen

Bildinhalt in den Grundfarben entsprechen, erzeugt. einige Beispiele, die sich mit der Verbesserung von Aus diesen Grundfarbenspannungen werden in 15 sogenannten Vitascananlagen befassen. Eine Vitascan-Matrixschaltungen Helligkeits- und Farbsignale ab- anlage besteht im wesentlichen aus einer Lichtpunktgeleitet, abtaströhre, deren Raster durch eine Optik auf das

Je nach der Menge des zur Verfügung stehenden Objekt projiziert wird, und aus Fotozellen, die das Lichtes und der Empfindlichkeit der Fotoschichten vom Objekt reflektierte Licht auffangen und in sind die Grundfarbenspannungen und dementspre- 20 Fotoströme, die dem Bildinhalt in den Grundfarben chend auch die abgeleiteten Signale mehr oder entsprechen, umwandeln, weniger verrauscht. In F i g. 1 ist zunächst der hier interessierende Teil

Führt man die verrauschten Signale im Kurz- einer üblichen Vitascananlage samt Kurzschlußempschlußverfahren einem helligkeitsstetigen Färb- fänger in Form eines vereinfachten Blockschaltbildes empfänger, d. h. einem Empfänger, dessen Helligkeit 25 dargestellt.

nur vom Helligkeitssignal und nicht von den Färb- Die Anlage arbeitet mit den Grundfarben Rot,

Signalen abhängt, zu und beobachtet den störenden Grün und Blau. Dementsprechend sind die spektralen Einfluß der Rauschspannungen auf die Wiedergabe- Empfindlichkeiten der Fotozellen Fl, Fl und F3 qualität so stellt man fest, daß Rauschen auf dem in F i g. 1 ausgelegt. Die von den Fotozellen abgege-Helligkeitssignal weit ,mehr stört als Rauschen auf 30 benen Grundfarbenspannungen R, G und B werden dem Farbsignal. * einem y-Korrektor, in F i g. 1 mit 7 bezeichnet, zu-

Es sind Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtungen be- geführt und darauf die ^-korrigierten Zeichen R', G' kannt, bei denen angestrebt wurde, das Signal- und B' in einer Matrix Ml zu den Farbdifferenz-Rausch-Verhältnis des Helligkeitssignals gegenüber Signalen (R' bis Y'm) und (B' bis Y'm) und zum den Signal-Rausch-Verhältnissen der Farbsignale 35 Helligkeitssignal Y'm umgewandelt, dadurch heraufzusetzen, daß für eines der Aufnahme- Die Farbdifferenzsignale werden noch durch die

geräte ein Aufnahmespektrum entsprechend der aus Bandbegrenzer BB auf eine niedrigere Bandbreite der Colorimetrie bekannten Y-Koordinate gewählt gebracht. Die dabei eintretende Verzögerung der wurde und diesem Y-Aufnahmegerät mehr Licht als Farbdifferenzsignale wird dadurch ausgeglichen, daß den übrigen Aufnahmegeräten, den Farbaufnahme- 40 das Y'/n-Signal der Verzögerungsschaltung V untergeraten, zugeführt wurde. Die Erfindung beruht nun worfen wird. Die so hergestellten Signale werden auf der Erkenntnis, daß bei diesen bekannten Ein- einem Empfänger zugeführt, der im wesentlichen aus richtungen zwar die Signal-Rausch-Verhältnisse der einer Matrix Ml, welche die Signale wieder zu den Ausgangsspannungen der Aufnahmegeräte, aber nicht Grundfarbenspannungen R', G' und B' zusammendie Signal-Rausch-Verhältnisse der abgeleiteten 45 setzt, und einer Farbbildröhre FB, die mit den letzt-Signale im gewünschten Sinne beeinflußt wurden, genannten Spannungen angesteuert wird, besteht. An weil durch Matrix- und andere Schaltungen die in den einer derartigen Anlage wurde die obenerwähnte Ausgangsspannungen der Farbaufnahmegeräte ent- Beobachtung gemacht, daß Rauschen auf dem Hellighaltenen Rauschspannungen in das Helligkeitssignal keitssignal stärker stört als Rauschen auf den Farbverschleppt wurden. 50 Signalen.

Die Erfindung ist auf eine Farbfernseh-Aufnahme- Die Schaltungen nach F i g. 2 und 3 stellen erfin-

einrichtung zur Erzielung eines möglichst wenig dungsgemäß Abänderungen der Vitascananlage nach erkennbaren Rauschens mit mindestens drei Gruppen F i g. 1 dar. In den Figuren sind Stufen, welche von Aufnahmegeräten, von denen die Aufnahme- gleiche Aufgaben haben, auch in gleicher Weise gegeräte der einen Gruppe ein sich über das gesamte 55 kennzeichnet.

sichtbare Spektrum erstreckendes Aufnahmespektrum Bei der Anlage nach F i g. 2 entsprechen die spek-

haben, während das Aufnahmespektrum der Auf- tralen Empfindlichkeiten der Fotozellen F 4, F 5, F 6 nahmegeräte jeder der anderen Gruppen eine der den Grundfarben X, Y und Z, die aus der Colorime-Aufnahmegrundfarben umfaßt, wobei die auf die trie bekannt sind. Aus den von den Fotozellen abGesamtheit der genannten Aufnahmegeräte fallende 60 gegebenen Spannungen X, Y, Z werden zunächst in Gesamtlichtmenge zwischen den Gruppen der Auf- der Matrix M 3 die Wiedergabe-Grundfarbenspannahmegeräte so verteilt wird, daß der auf die erst- nungen R, G und B hergestellt, die dann weitergenannte Gruppe entfallende Anteil wesentlich größer verarbeitet werden -wie bei der Anlage nach F i g. 1 ist als der auf jede der anderen Gruppen entfallende mit der Ausnahme, daß das Y-Signal nicht der Anteil und diese Lichtverteilung durch entsprechende 65 Matrix MX entnommen wird, sondern über einen gegegenseitige Einstellung der den genannten Gruppen trennten Weg direkt der Fotozelle F 5. Damit wird zugeordneten Verstärker wieder ausgeglichen wird, gewährleistet, daß die unten beschriebene Maßnahme gerichtet und ist dadurch gekennzeichnet, daß die zur Heraufsetzung des Signal-Rausch-Verhältnisses

der Ausgangsspannung der Y-Fotozelle nicht durch doppelte Anwendung von Matrixschaltungen mit dazwischenliegenden 7-Korektoren teilweise wieder zunichte gemacht wird.

Das Signal-Rausch-Verhältnis der Γ-Fotozellenspannung kann nun dadurch heraufgesetzt werden, daß man für F 5 die Fotozellenfläche erhöht, was auch durch Parallelschaltung mehrerer Fotozellen erreicht werden kann. Wenn man diese z. B. verneunfacht, steigt die Y-Spannung auf den neunfachen Wert,ojdie Rauschspannung aber nur auf den dreifachen Wert, so daß sich das Signal-Rausch-Verhältnis um den Faktor 3, d. h. etwa 9 db, verbessert. Wollte man die gleiche Verbesserung bei der Anlage nach F i g. 1 erreichen, so müßte man alle drei Fotozellen Fl, Fl und F 3 entsprechend vergrößern.

Bei linearer Übertragung vom Objekt zum Bild und Bandbreitegleichheit der Signale ist es zweckmäßig, beim Helligkeitssignal ein 8db höheres Signal-Rausch-Verhältnis als bei den Farbsignalen ao einzuhalten.

Eine besonders zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Verwendung der vier Primärfarben R, G, B und Y, die nach F i g. 3 zu verarbeiten sind, d. h., daß die Farbdifferenzsignale aus as den Grundfarbenspannungen R, G und B gewonnen werden und mit dem in einer getrennten Fotozelle F 7 erzeugten Helligkeitssignal erst in der Wiedergabeeinrichtung zu den Wiedergabegrundfarben zusammengesetzt werden. Hierbei zeigt sich, daß die subjektiv beurteilte Wiedergabegüte überraschenderweise von der spektralen Zusammensetzung der Helligkeitskomponente weitgehend unabhängig ist. Daraus ergibt sich, daß es nicht erforderlich ist, die spektrale Empfindlichkeit der Fotozelle Fl durch Vorsatz von Filtern der Augenempfindlichkeitskurve möglichst weit anzunähern, was mit Lichtverlusten und einer erhöhten Rauschspannung verbunden wäre. Es ist vielmehr ausreichend, eine Fotozelle mit einem Empfindlichkeitsmaximum innerhalb des sichtbaren Lichts ohne Filter zu verwenden. Allein die Tatsache, daß die Fotozellen F1, Fl und F3 durch Filter im Wirkungsgrad geschwächt sind und Fl nicht, führt dann zur Bevorzugung des Helligkeitssignal in bezug auf das Signal-Rausch-Verhältnis. Die Vitascananlage nach F i g. 3 ist sehr einfach zu realisieren und erfordert geringen Aufwand.

Das gleiche gilt von einer Fernsehkamera mit vier Ikonoskopen entsprechend F i g. 3. Hier ist aber noch ein weiterer technischer Fortschritt geltend zu machen: Da die von den rot-, grün- und blauempfindlichen Ikonoskopen gelieferten Bilder nur mit geringer Bandbreite benutzt werden, ist das Deckungsproblem, das sonst den Aufbau solcher Kameras sehr erschwert, nicht kritisch. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, einfach zu handhabende und robuste Farbfernsehkameras, wie sie für das industrielle Farbfernsehen benötigt werden, zu konstruieren.

Claims

Patentansprüche: 60

1. Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung zur Erzielung eines möglichst wenig erkennbaren Rauschens mit mindestens drei Gruppen von Aufnahmegeräten, von denen die Aufnahmegeräte der einen Gruppe ein sich über das gesamte sichtbare Spektrum erstreckendes Aufnahmespektrum haben, während das Aufnahmespektrum der Aufnahmegeräte jeder der anderen Gruppe eine der Aufnahmegrundfarben umfaßt, wobei die auf die Gesamtheit der genannten Aufnahmegeräte fallende Gesamtlichtmenge zwischen den Gruppen der Aufnahmegeräte so verteilt wird, daß der auf die erstgenannte Gruppe entfallende Anteil wesentlich größer ist als der auf jede der anderen Gruppen entfallende Anteil und diese Lichtverteilung durch entsprechende gegenseitige Einstellung der den genannten Gruppen zugeordneten Verstärker wieder ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung der erstgenannten Gruppe von Aufnahmegeräten (F5 in Fig. 2 bzw. Fl in F i g. 3) für sich genommen, unter Umgehung der Matrixschaltungen (M3, Ml in Fig. 2 bzw. Ml in Fig. 3) der Aufnahmeeinrichtung als Helligkeitskomponente des Farbfernsehzeichens verwendet wird und daß mit den aus den Ausgangsspannungen dreier Gruppen von Aufnahmegeräten (F4, F5, F6 in Fig. 2 bzw. Fl, Fl, F3 in Fig. 3), zu denen auch die erstgenannte Gruppe (F5 in Fig. 2) gehören kann, Farbkomponenten gewonnen werden.

2. Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Verteilung der Gesamtlichtmenge auf die einzelnen Gruppen von Aufnahmegeräten, daß der Wert des Signal-Rausch-Verhältnisses in der erstgenannterfGjruppe von Aufnahmegeräten (/5 in Fig. 2 bzw. Fl in Fig. 3) um mindestens 8 db höher ist als der Wert des Signal-Rausch-Verhältnisses in der Ausgangsspannung jeder der anderen Gruppen von Aufnahmegeräten (F4, F6 in Fig. 2 bzw. Fl,F2,F3inFig. 3).

3. Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Aufnahmegeräten ein Aufnahmegerät umfaßt und das Aufnahmegerät der ersten Gruppe (F5 in Fig. 2 bzw. Fl in Fig. 3) eine größere lichtempfindliche Fläche besitzt als die Aufnahmegeräte der anderen Gruppen (F4, F6 in Fig. 2 bzw. Fl, F2, F3inFig. 3).

4. Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Aufnahmegeräte in den einzelnen Gruppen von Aufnahmegeräten verschieden ist und die erstgenannte Gruppe (F5 in Fig. 2 bzw. F7 in F i g. 3) eine größere Anzahl von Aufnahmegeräten umfaßt als die anderen Gruppen (F 4, F6 in F i g. 2 bzw. Fl, F2, F3 in F i g. 3).

5. Aufnahmeeinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben der für die Helligkeit empfindlichen erstgenannten Gruppe von Aufnahmegeräten (F5 in Fig. 2) noch je eine für die aus der Colorimetric bekannten Grundfarben X und Z empfindliche Gruppe von Aufnahmegeräten (F4, F6 in Fig. 2) enthält, wobei die Helligkeitskomponente Y des Farbfernsehzeichens von der Ausgangsspannung der erstgenannten Gruppe von Aufnahmegeräten gebildet wird, während die Farbkomponente des Farbfernsehzeichens aus den Ausgangsspannungen aller drei Gruppen von Aufnahmegeräten zusammengesetzt ist.

6. Farbfernseh - Aufnahmeeinrichtung nach

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einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben einer für die Helligkeit empfindlichen Gruppe von Aufnahmegeräten (F7 in Fig. 3) noch je eine für die Grundfarben R, G und B empfindliche Gruppe von Aufnahmegeräten (Fl, Fl, F3 in Fig. 3) enthält, wobei die Helligkeitskomponente Y des Farbfemsehzeichens von der Ausgangsspannung der erstgenannten Gruppe von Aufnahmegeräten gebildet wird, während die Farbkomponente des Farbfemsehzeichens aus den Ausgangsspannungen der anderen Gruppen von Aufnahmegeräten zusammengesetzt ist.

7. Aufnahmeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmespektrum der erstgenannten Gruppe von Aufnahmegeräten (Fl in Fig. 3) ohne Berücksichtigung der verschiedenen Empfindlichkeiten des menschlichen Auges für die Spektralfarben so beschaffen ist, daß sein Empfindlichkeitsmaximum innerhalb des Spektralbereichs des sichtbaren Lichtes liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen