DE1537559A1 - Farbfernseh-Fernsprechanlage mit einem einzigen Vidikon - Google Patents

Description

WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated R. L. Ellenberger

New York, N. Y., 10007, USA

Farbfernseh-Fernsprechanlage mit einem einzigen Vidikon

Die Erfindung betrifft eine Farbfernseh-Fernsprechanlage mit einem Sender und einem Empfänger, wobei der Sendere,ine Kameraröhre mit lichtempfindlichem Schirm, eine optische Anordnung zur Erzeugung von drei, je die Information einer unterschiedlichen Farbe enthaltenden Ladungsmustern in der Kameraröhre, Ablenkschaltungen zur Erzeugung von Videosignalen durch Abtasten der Ladungsmuster der Breite nach von der oberen bis zur unteren Begrenzung der Kameraröhre und Übertragungseinriehtungen für Videosignale enthält, und der Empfänger an die Übertragungseinriehtungen angekoppelt ^

ist und aufgrund der Videosignale ein Farbbild reproduzieren kann.

Bei Fernsehtelefonanlagen sind Sender und Empfänger in gleicher Anzahl erforderlich. Daher ist das Sendegerät beim Teilnehmer ebenso wichtig wie der Empfänger.

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Ein besonders teueres Bauteil im Sendegerät ist da» Vidikon. Für Farbfernseh-Fernsprechanlagen werden drei Vidikons im Sendegerät benutzt, und zwar je eins für jede der Primärfarben. Es ist schon ein einziges Vidikon verwendet worden, wobei die drei Bilder auf den lichtempfindlichen Schirm des Vidikons fokussiert werden und jeweils ein Bild die Information einer der drei Primärfarben des zu übertragenden Bildes enthält. Die Auflösung hat jedoch dabei nicht befriedigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung für eine Färbfernseh-Fernsprechanlage der eingangs genannten Art vor, daß die optische Anordnung so ausgebildet sist, daß sie die drei Ladungsmuster für je eine Primärfarbe in drei vorbestimmten Bereichen einer rechteckigen Fläche erzeugt, daß beide Abmessungen des vorbestimmten Bereiches für die Primärfarbe grün größer als die Abmessungen jedes der beiden anderen vorbestimmten Bereiche für die beiden anderen Primärfarben ist, daß Schaltungen vorgesehen sind, die die Videosignale, welche die drei vorbestimmten Bereiche für die drei Primärfarben darstellen, in Videosignale umsetzen, die den gleichen Bereich für die drei Primärfarben darstellen, daß ein Mischer die umgesetzten Videosignale kombiniert und daß der Empfänger unter Ansprechen auf die Videosignale die Farbbilder mit hoher Auflösung wiedergibt und überlagert.

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Erfindungsgemäß wird das zu übertragende Bild optisch auf den Schirm de.s Vidikons derart projiziert, daß sich drei die grüne, rote bzw. blaue Information wiedergebende Ladungsmuster in einem quadratisxhen Bereich des Vidikon-Schirms ergeben« Dabei wird dafür gesorgt, daß der die grüne Information wiedergebende Bereich des Ladungsmusters die gesamte Breite (L) des Qua«

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drätes und Zweidrittel seiner Höhe (-L) einnimmt, während die

die rote und blaue Information wiedergebenden Ladungsmuster j

jewe ils eine Breite —L und eine Höhe von —L haben. Jede der beiden Abmessungen des die grüne Information wiedergebenden Bereiches ist also genau doppelt so groß wie die entsprechenden Abmessungen jedes der beiden anderen Bereiche. Im Ergebnis erhält man eine Bildauflösung in annähernd richtigem Verhältnis für jede der Primärfarben ohne zusätzliche Schaltumgen, die zur elektronischen Änderung der Auflösung nötig wären, beispielsweise durch Verändern des Strahldurchmessers oder der Abtastschritte, Außerdem führt eine einfache lineare Abtastung der Ladungs« muster zu einem Signal, das vorteilhadterweise im Multiplex« verfahren mit einem Signal von einem zweiten Sendegerät zur besseren Ausnutzung der Fernübertragungseinrichtungen kombiniert werden kann.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen noch näher beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 und 2 bei einer Zusammenfügung derart, daß die gleich bezeichneten Leitungen ineinander übergehen das Blockschaltbild einer Anlage nach der Erfindung; .

Fig. 3 und 4 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Betriebsweise der Anlage nach Fig. 1 und 2.

Die Erfindung ist zwar auf eine Verwendung in einer Fernseh-Fernsprechanlage gerichtet, aber es sind nur diejenigen Teile der Anlage dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung wesentlich sind. Demgemäß wurden diejenigen Teile einer solchen Anlage, die der Sprachübertragung dienen, weggelassen.

Das Sendegerät 100 des Teilnehmers A (Fig. 1) enthält eine
Konvexlinse 101, die ein reelles Bild der zu übertragenden
Szene in der Ebene einer Maske 102 entwirft. In der Zeichnung ist ein aufrechtstehender Pfeil als Beispiel für die zu übertragende Szene dargestellt. Die Maske 102 sperrt den Durchgang von Licht zu den übrigen Teilen des im folgenden noch zu beschreibenden optischen Systems mit Ausnahme desjenigen Teiles des reellen Bildes, das in der quadratischen Öffnung der Maske liegt.

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Demgemäß werden nur Bilder mit wohldefinierten Begrenzungen durch die der Maske 102 folgenden optischen Einrichtungen erzeugt.

Ein in Fig. 1 in symbolischer Form als einfache zylindrische Linse gezeigtes anamorphotisches Linsensystem 103 vergrößert das durch die quadratische Öffnung· der Maske 102 hindurchgehende

Bild um den Faktor -r- nur in horizontaler Richtung. Wie bekannt, ä

findet keine Vergrößerung durch die anamorphotische Linse 103 in vertikaler Richtung, d.h., in der zur Symmetrieachse des imaginären Zylinders, von dem die Linse ein Segment darstellt, parallelen Richtung. Eine Konvexlinse 104 sammelt durch die anamorpho tische Linse 103 hindurchgehendes Licht und entwirft ein reelles Bild 1(D2 auf dem lichtempfindlichen Schirm 110 eines Vidikons 111. Die Konvexlinsen 105 und 106 sammeln in ähnlicher

Weise Licht von der anamorphotischen Linse 103 und entwerfen _

reelle Bilder 113 bzw, 114 auf dem lichtempfindlichen Schirm 110.

Die Lisen 105 und 106 weisen bei gleicher Brennweite den gleichen Durchmesser auf und sind in der gleichen Ebene parallel zum lichtempfindlichen Schirm 110 angeordnet, während die Linse 104 einen größeren Durchmesser und eine größere Brennweite als die beiden Linsen 105 und 106 besitzt und daher in einem größeren Abstand vom Vidikon 111 angeordnet werden muß, um ein größeres reelles Bild in der gleichen Ebene (Schirm 110) wie die durch die

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Linsen 105 und 106 erzeugten reelen Bilder zu entwerfen. Die Abstände und Brennweiten sind so gewählt, daß sich auf dem Schirm 110 die in Fig. 1 gezeigte quadratische Bildanordnung ergibt.

Wie anhand der für die Bilder in Fig. 1 dargestellten Abmessungen gezeigt, ist die durch die Linse 10Ä erreichte Vergrößerung doppelt so groß wie die durch eine der Linsen 105 oder 106 erzielte Vergrößerung. Für eine quadratische Bildanordnung mit einer willkürlichen Höhe und Breite L beträgt demgemäß die Höhe

des Bildes 112 —L, während die Höhe der Bilder 113 und 114 gleich —L ist. Berücksichtigt man das Vergrößerungsverhältnis

— der anamorphotischen Linse 103, so beträgt die Breite des

Ci " '

Bildes 112 L und die Bilder 113 und 114 sind jeweils ■=· L breit.

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Diese Abmessungen sind Näherungswerte, da es zur Trennung zweckmäßig ist, einen kleinen Abstand zwischen den Bildern auf dem Schirm 110 freizuhalten, wie in Fig. 1 gezeigt. Das gesamte Licht an der Linse 104 geht durch das Filter 107, dessen Farbdurchlässigkeit so gewählt ist, daß nur Licht im grünen Be- ■ reich des Spektrums das Filter 107 passieren kann. Entsprechend geht das gesamte Licht von den Linsen 105 und 106 zu den Filtern 108 bzw. 109, die so gewählt sind, daß nur Licht im roten bzw. blauen Bereich des Spektrums durchgelassen wird. Folglich ent-

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halten die Bilder 112, 113 und 114 sowie die durch sie erzeugten Ladungsmuster die Informationen, die zur Wiederherstellung eines Farbbildes der ursprünglichen Szene erforderlich sind, wie dies durch alle heute üblichen Fernsehempfänger unter Verwendung des Dreifarben-Verfahrens geschieht.

Wie oben erläutert, ist eine einfache lineare Abtastung des

Schirms 110 wünschenswert, um die erforderlichen Ablenk- Λ

Schaltungen im Sendegerät so einfach wie möglich dnd damit so billig wie möglieh zu halten. Einfache vertikale und horizontale Ablenkspannungen für ein Vidikon mit elektrostatischer Ablenkung sind in den Diagrammen A und B der Fig. 3 gezeigt. Diese Spannungen werden durch den Vertikal-Kippgenerator 115 und den Horizontal-Kippgenerator 117 erzeugt und an die Vertikalbzw. Horizontalablenkplatten des Vidikons 111 angelegt.

Die Zeitpunkte für den Vertikal- und Horizontal-Rücklauf werden ™

durch Impulse bestimmt, die von einem Mutter-Synchrongenerator 204 im Hauptamt 200 geliefert werden. Diese Synchrones ations impulse vom Generator 204 sind im Diagramm C der Fig. 3 gezeigt und werden über die Örtsleitung 152 an die Synchronisations-Trennstufe 118 des Sendegerätes 100 vom Teilnehmer A angelegt. Die Synehronisations-Trennstufe 118 trennt die Vertikal-Synchronimpulse (205 und 230 im Diagramm C der Fig. 3) von den Ho ri-

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zontal-Synchronisationsimpulsen (206, 207, 208 usw. im Diagramm C der Fig. 3) und legt sie als Synchronisationsimpulse an den "Vertikal-Kipp generator 115 bzw. den Horizontal-Kippgenerator 117 an.

Wie die Kurven A und B in Fig« 3 für die Vertikal- bzw. Horizontal-Kippspannung in Abhängigkeit von der Zeit zeigen, wird das L a dungs muster, das auf dem Schirm 110 durch das Bild 112 für die grüne Information erzeugt wird, in einem Zeitintervall von T Sekunden abgetastet, während die Periode der Vertikal-Kippspannung— ¹T beträgt. Aus Gründen, die sich besser nach der Beschreibung der gesamten Anlage übersehen lassen, wird der Wert für T so gewählt, daß er gleich der Periode der Bildfrequenz (frame rate) im Empfangsgerät ist. Die Bildfrequenz beim Empfänger beträgt fiür due vorliegende Schaltung 60 Bilder je Sekunde ohne Anwendung irgendeines Zeilensprungverfahrens. Es hat sich gezeigt, daß jede wesentlich kleinere Frequenz zu einem störenden Flimmereffekt führt. Folglich be-

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trägt ein typischer Wert, für T 1/60 Sekunden und für -T 1/40 Sekunden, wie in Fig. 3 gezeigt.

Nach 1/60 Sekunden, in welcher Zeit der Elektronenstrahl des Vidikons 111 nur das grüne Ladungsmuster abgetastet, hat, wird der Elektronenstrahl veranlaßt, die durch das rote Bild 113 und das

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blaue. Bild 114 auf dem Schirm 110 erzeugten Ladungsmuster abzutasten und abzulesen. Wie in den Diagrammen A nnd B der Fig. 3 geneigt, erfolgt die Abtastung der gedamten quadratischen Fläche von Ladungsmustern auf übliche Weise von oben nach unten und von linksVMach rechts ohne Rücksicht auf die Tatsache, daß die Lädungsmuster voneinander getrennt sind und unterschiedliche Informationen dete ursprünglichen Szene darstellen. Wegen des Abstandes zwiscbten den Bildern 112, 113 und 114 enthält das Video-Signal am Ausgang des Vidikons 111 einen verhältnismäßig lang andauernden Schwarzpegel während jeder Periode der Vertikal» Kippspannung, wenn der Elektronenstrahl des Vidikons 111 von dem Ladungsmuster, das durch das grüne Bild 112 erzeugt wird, zu den durch die Bilder 113 und 114 erzeugten Ladungsmustern übergeht. Kürzere, sich wiederholende Schwarzpegel sind außerdem dann im Videosignal enthalten, wenn der ElefeonensbaM.

vom roten Bild 113 auf das blaue Bild 114 übergeht.

Das Videosignal vom Vidikon 111 durchläuft einen Video-Verstärker 116 und wird über eine Ortsleitung 150 zum örtlichen Hauptamt 200 übertragen. Dort wird das vom Sendegerät 100 des Teilnehmers A ankommende Videosignal durch einen Analog-Digital wandler 201 kodiert und in digitale Form gebracht. Die Zahl von Abtasfungen je Zeüe und die Zahl von Bit je Abtastung

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sind so gewählt, daß sich die gewünschte horizontale Auflösung ergibt. Die relative Auflösung zwischen den Farben bleibt beim Kodieren durch den Wandler 201 unverändert, da das Videosignal jeder Zeile des grünen Bildes 112 automatisch zweimal so oft wie das Videosignal entsprechend einer halben Zeile des roten oder blauen Bildes 113 bzw. 114 abgetastet wird. Ein zweite Videosignal von einem zweiten Sendegerät (in Fig. 1 nicht gezeigt) wird über die Leitung 151 empfangen und auf entsprechende Weise durch den Analog-Digitalwandler 202 kodiert.

Die Analog-Digitalwandler 201 und 202 erhalten außerdem die Vertikal- und Horizontal-Synchronisationsimpulse vom Mutter-Synchrongenerator 204. Die Analog-Digital wandler sind so programmiert, daß sie mit dem Kodieren des Videosignals an ihren Eingängen beim Auftreten jedes Synchronisationsimpulses, d,h„, während der Rücklaufintervalle, aufhören, und stattdessen am Ausgang ein digitales Kodewort erzeugen, das das Auftreten jedes Synchronisationsimpulses anzeigt. Beim Auftreten eines horizontalen Synchronisationsimpulses erzeugt jeder der Wandler 201 und 202 das gleiche digitale Kodewort, während beim Auftreten eines vertikalen Synchronisationsimpulses jeder Wandler sein eigenes individuelles digitales Kodewort abgibt. Daher kann der Ursprung jedes der digitalen Videosignale an jedem nachfolgenden Punkt der Anlage dadurch identifiziert werden, daß einfach das in-

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dividuelle digitale Kodewort während des vertikalen Synchronisationsimpulses geprüft wird. Diese Erzeugung digitaler Kodeworte während der Synchronisationsimpulse stört die Kodierung der Video-Nutzinformation in keiner Weise, da diese Impulse während des Rücklaufes auftreten.

Im Gegensatz zum Unterhaltungsfernsehen steht nicht zu erwarten, daß Fernseh-Telefonanlagen Vorgänge mit schnellen Bewegungen, beispielsweise sportliche Ereignisse, übertragen müssen. Das zu ™

übertragende Bild wird in den meisten Fällen das Gesicht der sprechenden Person gegen den meist ruhenden Hintergrund des Raumes sein, in welchem sich die Person befindet. Demgemäß ist anzunehmen, daß 30 vollständige Bilder je Sekunde entsprechend dem Unterhaltungsfernsehen (60 Halbbilder je Sekunde im Zeilensprungverfahren) einen Wert darstellen, der größer als nötig ist. Versuche haben gezeigt, daß 20 vollständige neue

Bilder je Sekunde für eine Fernseh-Telefonanlage ausreichen M

dürften. Ein Ineinanderschachteln von Bildfeldern (Zeilensprungverfahren) wird in Verbindung mit der Erfindung nicht benutzt. Jede Abtastung des Vidikons 111 von oben nach unten ergibt einen Rahmen der Bildinformation. Obwohl zur Vermeidung des störenden Flimmerns 60 Bilder je Sekunde im Empfänger wiedergegeben werden müssen, ist es folglich nur erforderlich, daß das Bild nach drei identischen Rahmen geändert wird. Vom sendenden

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Ortsamt müssen zum empfangenden Ortsamt nur alle 1/20 Sekunden neue Informationen übertragen werden.

Erfindungsgemäß wird das digitalkodierte Signal .vom Wandler an einen Eingang des Sendegatters 203 angekoppelt, dessen anderer Eingang ein zweite Videosignal empfängt, das durch den Wandler 202 kodiert worden ist. Das Sendegatter 203 und ähnliche ^ folgende Gatter sind zwar symbolisch als einpolige Umschalter

dargestellt, bestehen aber in der Praxis aus elektronischen Schaltern eines Typs, der im Kapitel 14 der Veröffentlichung von Millman und Taub "Pulse and Digital Circuits", Mc Grew-Hill Book Company, Inc. copyright 1956 beschriegen ist. Das Gatter 203 wird mit einer Frequenz von 20 Hz betrieben und schaltet abwechselnd die Digital-Signale vom Wandler 201 und vom 202 an das Übertragungsmedium 250 an, und zwar jeweils für eine Peridde von 1/40 Sekunden. Das Gatter 203 wird durch die Vertikal-Synchronisationsimpulse vom Muttergenerator 204 mit den ankommenden Signalen auf den Leitungen 150 und 151, falls erforderlich, mit Hilfe elastischer Verzögerungsleitungen, synchronisiert, derart, daß die Digitalsignale an seinem Eingang an das Übertragungsmedium 2Θ0 für Intervalle von 1/40 Sekunden angekoppelt werden. Die Intervalle entsprechen jeweils einzelnen vollständigen Vertikal» Durchlauf en des Elektronenstrahls im Vidikon 111 von der oberen zur unteren Begrenzung des Schirmes 110. Folglich gibt

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das Digitalsignal auf dem Übertragungsmeditim 250 nacheinander die grüne Information vom Teilnehmersender 100, die rote und blaue Information vom Sender 100, die grüne Information von der Leitung 151, die rote und blaue Information von der Leitung 151, die grüne Information vom Sender 100 und so weiter wieder,

Empfangsseitig ist das Übertragungsmedium 250 an ein Ortsamt \

300 angeschaltet, das dem Empfangsgerät 900 des Teilnehmers B zugeordnet ist, dem der Teilnehmer A sein Bild zuführen will. Im Ortsamt 300 wird das Digitalsignal auf dem Übertragungsmedium 250 an die Eingänge des Sendegatters 301, eines ersten Vertikal-Synchronisations-Kodedetektors 325, eine zweiten Vertikal-Synchronisations-Kodedetektors 326 und eines Horizontal-Synchronisations-Kodeäetektors 327 angeschaltet. Der erste

Vertikal-Synehronisations--Kodedetektor 325 ist so programmiert, Λ

daß er das individuelle, durch den Analog-Digitalwandler 201 während eines V ertikal-Synchronisations impulse vom Generator 204 erzeugte digitale Kodewort feststellt. Beim Empfang dieses Wortes erzeugt der Detektor 325 einen Aus gangs impuls 605, der im Diagramm D der Fig. 3 gezeigt ist. Dieser Impuls zeigt an, daß das nachfolgende Digitalsignal während der nächsten 1/40 Sekunde das Videosignal darstellt, das durch den Analog-Digitalwandler

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201 kodiert worden ist. Der zweite Vertikal-Synchronisations-Kodedetektor 326 ist so programmiert, daß er das individuelle, durch den Analag-Digitalwandler 202 während eines Vertikal« Synchronisationsimpulses vom Generator 204 erzeugte digitale Kodewort feststellt. Beim Empfang dieses Wortes erzeugt der Detektor 326 einen Ausgangsimpuls 640, der im Diagramm E der Fig. 3 gezeigt ist. Dieser Impuls gibt an, daß das nachfolgende Digitalsignal während der nächsten 1/40 Sekunde das Videosignal darstellt, das durch den Analog-Digitalwandler 202 kodiert worden ist. Die Ausgangsimpulse 605 und 640 werden zum Sendegatter 301 gegeben, um es derart zu synchronisieren, daß mit einer Frequenz von 20 Hz die Digitalsignale auf dem Übertragungsmedium 250 für 1/40 Sekunde nach dem Ausgangsimpuls 605 zur Leitung 304 und für 1/40 Sekunde nach dem Ausgangsimpuls 640 zur Leitung 303 weitergeführt werden. Das Gatter 301 führt also die Umkehrung der Operation des Gatters 203 aus. Es trennt die zur Übertragung über das Medium 250 kombinierten beiden Signale, in dem der der Information vom Sendegerät 100 entsprechende Teil des Digitalsignals zum Farb-Separator 302 und die restlichen Teile des Digitalsignals zu einem zweiten Farb«Separator (in Fig» I nicht gezeigt) über die Leitung 303 übertragen werden» Im Ergebnis enthält das Signal auf der Leitung 304 ein Intervall von 1/40 Sekunde mit digitaler Information und ein Leerintervall von 1/40 Sekunde während jedes Intervalls von 1/20 Sekunde»

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Der Horizontal-Synchronisations-Kodedetektor 327 ist so programmiert, das er das durch die Wandler 201 und 202 während der Horizontalsynchronisationsimpulse vom Generator 204 erzeugte digitale Kodewort feststellt und jedesmal beim Empfang dieses Wortes einen Ausgangs impuls erzeugt, so daß die im Diagramm F der Fig. 3 gezeigte Impulsfolge entsteht. Die Aus gangs impulse vom ersten und zweiten Vertikal-Synchronis ations-Ko de detektor 325 bzw. 326 sowie vom Horizontal-Syn-

chronisations-Kodedetektor 327 werden dem Synchronisationsgenerator 328 zugeführt, um diesen so zu synchronisieren, daß er eine Folge von vertikalen und horizontalen Synchronisationsimpulsen (Diagramm G in Fig. 3) in Synchronismus mit den Synchronisations-Ko de Worten im Digitalsignal auf der Leitung 304 erzeugt. Diese Folge von Synchronisationsimpulsen vom Generator 328 wird im Ortsamt 300 benutzt, um die vielen, im folgenden noch zu beschreibenden Übertragungsgatter mit Bezug auf bestimmte Zeitpunkte im Digitalsignal zu synchronisieren.

Der erste und zweite Vertikal- sowie der Ho rizo ntal-Synchro nisations-Kodedetektor 325, 326 bzw. 327 können aus bekannten Schaltungen bestehen. Beispielsweise kann ein Kode betätigter Schalter mit vielen Schaltstellungen des Typs, der im Abschnitt 13-15 auf Seite 422 des Buches von Millman und Traub "Pulse and Digital Circuits", McGraw-Hill Book Company, Inc. (1956)

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beschrieben ist, so eingesetzt werden, daß seine Binärschalter durch das ankommende Digitalsignal auf dem Übertragungsmedium 250 über ein Register des Typs eingestellt werden, das im Abschnitt 13-10 des vorstehend genannten Buches beschrieben ist. Jede der drei Leitungen in dem Kode betätigten Schalter kann so programmiert werden, daß eine Ausgangs spannung erzeugt wird, wenn das richtige digitale Kodewort über das Übertragungsmedium 250 empfangen wird.

Der Farb-Separator 302 enthält zwei Übertragungsgatter 305 und 307, die das Digitalsignal auf der Leitung 804 mit einer der Ausgangsleitungen 308, 309 und 310 in einer zeitlichen Folge so verbinden, daß nur der Teil des Digitalsignals, der die grüne Information darstellt, auf der Leitung 308 erscheint, und nur der Teil, der die roten Information darstellt, auf der Leitung 309 erscheint, sowie nur der Teil, der die blaue Information darstellt, auf der Leitung 310 auftritt. Das durch die Vertikal-Synchronisationsimpulse vom Generator 328 synchronisierte Gatter 305 gibt das Signal auf der Leitung 304 zur Leitung 308 für ein Intervall von 1/60 Sekunde weiter, beginnend mit dem Augenblick des vertikalen Rücklaufs und endend mit dem Schwarzpegel am Ende des Digitalsignals für die grüne Information. Das Gatter 305 überträgt das Signal auf der Leitung 304 zur Leitung 306 für den Rest eines Intervalls mit 1/40 Sekunde, d.h., für 1/120 Sekunde, so daß das

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Signal, das die aufeinanderfolgenden. Zeilenabtastungen für Rot und Blau wiedergibt, an den Eingang des Gatters 307 angeschaltet wird. Das durch die Horizontal-Synchronisationsimpulse vom Generator 328 synchronisierte Gatter 307 wird mit einer Frequenz betrieben, die gleich der horizontalen Ablenkfrequenz (f ) ist, und überträgt das Signal auf der Leitung 306 zur Leitung 309 für ein Intervall, das mit dem Rücklauf der Horizontalablenkung beginnt und mit dem Schwarzpegel endet, der zwischen der roten und blauen Information vorhanden ist. Das Gatter 307 überträgt das Signal auf der Leitung 306 zur Leitung 310 für den Rest des gfes amtinte rvalls entsprechend der Zeit für eine Zeile

(T, = -γ— ), d.h., während des Intervalls zwischen dem Schwarzh

pegel beim Übergang von Rot nach Blau und dem Zeitpunkt des horizontalen Rücklaufs.

Die Digitalsignale auf den Leitungen 308, 309 und 310 sind grafisch in den Diagrammen A, B und C der Fig. 4 dargestellt. Die Angabe +1 in den Kurven der Fig. 4 zeigt das Vorhandensein eines Digitalsignals an, und die Angabe 0 das Nichtvorhandensein eines Digitalsignals* Es ist nicht versucht worden, in Fig, 4 die einzelnen Bit des Digitalsignals darzustellen. Außerdem ist in der Praxis T.^^T, so daß die Digitaleignale für die rote und blaue Information wesentlich häufiger vorhanden und nichtvorhanden sind als in Fig. 4 dargestellt. Zum Zweck größerer Klarheit sind je-

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doch die Kurven, die das Vorhandensein und Nichtvorhandensein roter und blauer Digitalsignale darstellen, so gezeichnet worden, als ob nur 5 Zeilen zur Abtastung des roten Bildes 113 und des blauen Bildes 114 benutzt würden.

Die Leitung 308 wird mir dem Verzögerungsnetzwerk 311, das das Digitalsignal für die grüne Information verzögert, für ein Intervall von (T + ttT, ) Sekunde verbunden. Die Leitung 309 wird mit dem Netzwerk 312, das das Digitalsignal für die rote Information verzögert, für ein Intervall von — T, Sekunde verbunden. Folglich

A ti

treten das Digitalwort auf der Leitung 323, das den Anfang der ersten Abtastzeile des grünen Bildes darstellt, das Digitalwort auf der Leitung 325, das den Anfang der ersten Abtastzeile des roten Bildes darstellt, und das Digitalwort auf der Leitung 310, das den Anfang der ersten Abtastzeile des blauen Bildes darstellt, gleichzeitig auf. Die Kurvenformen für die Digitalsignale auf den Leitungen 323, 324 und 310 sind in den Diagrammen D, E bzw. F in Fig. 4 dargestellt.

Um Digitalsignale für die rote und blaue Information zu gewinnen, die kontinuierlich sind und im wesentlichen die gleiche zeitliche Länge wie das Digitalsignal für die grüne Information haben, enthält das Ortsamt 300 zwei Gerätegruppen, die nur die roten und blauen Digitalsignale bearbeiten und in den Fig. 1 und 2 mit Zeilen-

^ßAD

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dehner 313 und Rahmendehner 400 bezeichnet sind. Die Leitungen 324 und 310 übertragen die roten bzw, blauen Digitalsignale zu identischen Einrichtungen innerhalb des Zeilendehners 313, der jeden Abschnitt des roten und blauen Digitalsignals, der er einzige horizontale Abtastung jedes des roten und blauen Bilder darstellt, auf ein volles Zeilenabtastintervall mit T Sekunden ausdehnt. Das im Zeilendehner 313 zur Dehung jedes der roten und blauen Digitalsignale benutzte Verfahren besteht darin, die Worte in jedem Digitalsignal-Ab schnitt, die einer einzigen Abtastzeile entsprechen, in einen Kernspeicher einzugeben. Diese Digitalworte werden dann mit der halben Frequenz ausgelesen, mit der sie in den Speicher eingeschrieben worden sind. Die Übertragungsgatter 314 und 315 im Zeilendehner 313, die zur Eingabe der Zeilenabschnitte des Digitalsignals in die Kernspeicher 316-319 dienen, werden durch die Vertikal- und Horizontal-Synchronisationsimpulse synchronisiert, die aus dem Synchronisationsgenerator 328 stammdn und über das Verzögerungsnetzwerk 329 laufen. Dieses Netzwerk besitzt eine Verzögerung von (T + —T, )

et Il

Sekunden. Folglich treten die Digitalworte, die den Anfang der ersten Abtastzeile des grünen, roten und blauen Bildes auf den Leitungen 323, 324 und 310 wiedergeben, am Ende des Vertikal-Synchronisationsimpulses 705 des Diagramms G in Fig. 3 auf, und nachfolgende Abschnitte von Videosignale wiedergebenden, folgenden Abtastzeilen der Bilder beginnen am Ende jedes nachfolgenden Horizontal-Synchronisationsimpulses.

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Genauer gesagt, wird das Digitalsignal auf der Leitung 324, das die erste Abtastzeile des roten Bildes 113 wiedergibt, über das Übertragungsgatter 314 zum Kernspeicher 316 gegeben. Die Kapazität des Kernspeichers 316 reicht aus, um die durch den Analog-Digitalwandler 201 während einer horizontalen Abtastung des roten Bildes 113, d.h., während -^T. Sekunde, erzeugten Worte zu speichern. Nach einem Intervall von 1/2 IV Sekunden hört das Digitalsignal, das die erste Abtastzeile des roten Bildes amAusgang des Verzögerungsnetzwerkes 312 wiedergibt,. auf, wie im Diagramm E der Fig. 4 dargestellt, und der Kernspeicher 316 ist voll. Dann wird das Übertragungsgatter 314 erregt, um die Leitung 324 an den Eingang des Kernspeichers 317 zur Vorbereitung auf den Empfang des Signals anzukoppeln, das die zweite Abtastzeile des roten Bildes darstellt. Gleichzeitig wird das Lesen von Worten aus dem Kernspeicher 316 mit der halben Frequenz begonnen, mit der die Worte in den Speicher eingeschrieben ™ worden sind. Wenn der Kernspeicher 316 zur Hälfte geleert ist,

beginnt das die zweite Zeile darstellende Signal den Kernspeicher 317 aufzufüllen. Wenn der Kernspeicher 317 voll ist, ist das Lesen des Kernspeichers 316 beendet, und das Gatter 314 verbindet dann mit dem Eingang des Kernspeichers 316 zur Vorbereitung auf den Empfang des Signals, das die dritte Abtastzeile des roten Bildes darstellt, und das Lesen des Speichers 317 wird begonnen. Dieser

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Vorgang dauert für das gesamte rote Signal an, wobei das Signal, das die ungeraden Zeilen des roten Bildes darstellt, in den Kernspeicher 316 eingeschrieben und aus diesem gelesen wird, und dafl Signalf, das die graden Äbtastzeilen darstellt, in den Kernspeicher 317 eingeschrieben und aus diesem gelesen wird.

Da die gespeicherten Worte mit der halben Einschreibfrequenz gelesen werden, dauert das Digitalsignal auf der Leitung 321,

das eine Abtastzeile der roten Information vom Bild 113 darstellt, A

für das volle Intervall einer Abtastzeile an, d. h, _t für T, Sekunden, und die Abstände, die in dem Digitalsignal auf der Leitung 324 vorhanden waren, sind beseitigt, wie im Diagramm H der Fig. 4 gezeigt.

Das Digitalsignal, das die erste Abtastzeile für das blaue Bild auf der Leitung 310 darstellt, wird über das Übertragungsgatter 315 dann zum Kernspeicher 318 gegeben, wenn das Digitalsignal für die erste Abtastzeile des roten Bildes zum Speicher 316 geht. Das Gatter 315, der Speicher 318 und der Speicher 319 verarbeiten das Digitalsignal auf der Leitung 310 für blaue Information auf die gleiche Weise wie das Gatter 314, der Speicher 316 und der Speicher 317 das Digitalsignal für die rote Information verarbeiten. Folglich dauert das Digitalsignal auf der Leitung 322 am Ausgang des Zeilendehners 313, das jede Zeile des blauen Bildes 114 darstellt, ebenfalls für ein Intervall von T, Sekunden an, wie im Diagramm I der Fig. 4 dargestellt.

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Das Verzögerungsnetzwerk 332 verzögert das Digitalsignal auf der Leitung 323 für die grüne Information um T, #_ Sekunden, also ein Intervall, das gleich der Zeit ist, die zur Auffüllung jedes der Kernspeicher im Zeilendehner 313 erforderlich ist. Fplglich beginnt das Digitalsignal auf der Leitung 320 für die grüne Information die erste Abtastzeile des grünen Bildes zum gleichen Zeitpunkt wie der Anfang der Digitalsignale für die erste Abtast-

ψ zeile des roten $f^ bzw. blauen Bildes auf der Leitung 321 bzw.

322. Wie in den Diagrammen G, H und I in Fig. 4 für die Digitalsignale auf den Leitungen 320, 321 bzw. 322 gezeigt, dauern die roten und blauen Digitalsignale auf den Leitungen 321 und 322 nicht für die volle Länge des Zeitintervalls von 1/60 Sekunde an, das durch das grüne Digitalsignal auf der Leitung 320 eingenommen wird, da das rote und blaue Bild und 114 im Vidikon 111 mit der halben Zahl von Zeilen wie das

| grüne Bild 112 abgetastet werden. Zur Erzeugung eines roten

und blauen Digitalsignals, dessen Zeitintervall und Zahl von Abtastzeilen dem grünen Digitalsignal entspricht, wird das rote bzw» blaue Digitalsignal auf der Leitung 321 bzw, 322 einer Einrichtung zugeführt, die mit Rahmendehner 400 bezeichnet ist.

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Im Rahmendehner 400 führt die Leitung 321 zum Eingang eines Übertragungsgatters 401, das symbolisch als einpoliger Schalter mit mehreren Schaltstellungen dargestellt ist. Das Gatter 401 und alle weiteren Übertragungsgatter im Rahmendehner 400 werden hinsichtlich bestimmter Zeitpunkte der ankommenden Digitalsignale durch eine Folge von Vertikal- und Horizontal-Synchronisationsimpulsen synchronisiert, die dem Rahmendehner 400 über das Verzögerungsnetzwerk 334 und die Leitung

335 zugeführt werden« Das Netzwerk 334 verzögert die Synchronisationsimpulse am Ausgang des Netzwerkes 329 um ein Intervall von T, /_o Sekunden, um der Verzögerung der Digitalsignale im Netzwerk 332 und dem Zeilendehner 313 Rechnung zu tragen. Das Gatter 401 wird durch die Synchronisationsimpulse auf der Leitung 335 so synchronisiert, daß das Digitalsignal für die erste Abtastzeile des roten Bildes im Anschluß 1 des Gatters 401, das Digitalsignal für die zweite Abtastzeile dem Anschluß 2 zugeführt wird, usw., bis zum Digitalsignal für die letzte f

Zeile des roten Bildes, das mit dem Anschluß N des Gatters 401 verbunden wird. Ein zweites Übertragungsgatter 411 verbindet den Anschluß 1 des Gatters 401 mit einem Zeilenspeicher 431. Diese Verbindung wird aufrechterhalten, bis das Digitalsignal für die erste Zeile des roten Bildes in den Zeilenspeicher 431 eingeschrieben ist. Zu diesem Zeitpunkt, d.h., wenn das Gatter 401 auf seinen Anschluß 2 umschaltet, verbindet das Gatter

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411 den Eingang des Zeilenspeichers 431 mit dem Anschluß 421, und das Digitalsignal im Speicher 431 läuft im Speicher bis zum Auftreten eines Vertikal-Synchronisationsimpulses auf der Leitung 335 um. Zu diesem Zeitpunkt wird das Gatter 411 wieder mit dem Anschluß 1 des Gatters 401 verbunden. Auf entsprechende Weise bleibt das Gatter 412 mit dem Anschluß des Gatters 401 verbunden, bis das Signal für die zweite Zeile des roten Bildes in den Zeilenspeicher 432 eingeschrieben ist. Zu diesem Zeitpunkt, d.h., wenn das Gatter 401 auf seinen Anschluß 3 umschaltet, verbindet das Gatter 412 den Eingang des Zeilenspeichers 432 mit dem Anschluß 422, und das Digitalsignal im Speicher 432 läuft im Speicher um, bis zum Auftreten eines vertikal-Synchronisations-Impulses auf der Leitung 335. Dann wird das Gatter 412 wieder mit dem Gatter 401 verbunden. Das Beschicken eines getrennten Speichers mit dem Digitalsignal für jede Zeile des roten Bildes und Speichern dieses Signals bis zum Auftreten eines Vertikal-Synchronisationsimpulses auf der Leitung 335 setzt sich für jede Zeile des roten Bildes bis zu dem und einschließlich des Digitalsignals für die letzte Zeile fort, das über den Anschluß N des Gatters 401 in den Speicher 43N geht. Für die Zeilenspeicher 431 bis 43N können zweckmäßig akustische Verzögerungsleitungen mit keramischen Wandlern an jedem Ende benutzt werden.

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Fpr ein typisches Beispiel, bei dem 160 Abtastzeilen für das grüne Bild 112 und 80 Abtastzeilen für das rote und blaue Bild 113 und 114 benutzt werden, ist eine Gesamtzahl von 80 Zeilenspeichern in den mit 431, 432 bis 43N bezeichneten Positionen erforderlich. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist jedoch nur der- erste, zweite und letzte Speicher dargestellt.

Der Eingang jedes Zeilenspeichers 431, 432 usw. ist außerdem mit einem Eingangs an Schluß des Übertragungsgatters 441 verbunden, der eine Nummer trägt, die der in dem jeweiligen Speicher befindlichen Zeile entspricht. Es wird dafür gesorgt, daß das Gatter 441 am Anschluß 1 mit dem Ende eines Vertikal-Synchronisationsimpulses auf der Leitung 332 startet und dann nacheinander schrittweise in Richtung auf seinen letzten Anschluß N mit einer Frequenz läuft, die halb so groß wie die Betriebsfrequenz des Gatters 401 ist. Mit anderen Worten, das Gatter 441 bleibt mit jedem Anschluß für ein Intervall 2T, verbunden, während das Gatter mit jedem Anschluß für ein Intervall T, verbunden bleibt, Demgemäß wird das Digitalsignal für die erste Zeile des roten Bildes über die Gatter 401, 411 und 441 zur Leitung 491 während des ersten Intervalls T, übertragen, das einem Vertikal-Synchroni-8ationsimpuls auf der Leitung 335 folgt. Während des zweiten Intervalls T , wenn das Digitalsignal für die zweite Zeile des roten Bildes in den Speicher 432 eingeschrieben wird, wird das

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Digitalsignal für die erste Zeile über das Gatter 441 aus dem Speicher 431 ausgelesen und erscheint als zweite Zeile des Videosignals auf der Leitung 491. Während des dritten Intervalls T, , wenn das Digitalsignal für die dritte Zeile des roten Bildes in den Speicher 433 (nicht gezeigt) eingeschrieben wird, wird das Digitalsignal für die zweite Zeile über den Anschluß 2 des Gatters 441 aus dem Speicher 432 ausgelesen und erscheint als dritte Zeile des Videosignals auf der Leitung 491. Während des vierten Intervalls T,, wenn das Digitalsignal für die vierte Zeile in einen Speicher im Rahmendehner 400 eingeschrieben wird, wird das Signal für die zweite Zeile wiederum über das Gatter 441 aus dem Speicher 432 ausgelesen und erscheint als Zeile des Videosignals auf der Leitung 491. Dieses Lesen der Speicher 431, 432 - 43N geht weiter, bis das Digitalsignal für jede Zeile des roten Bildes doppelt auf der Leitung 491 erzeugt worden ist. Das zweite Auslesen des Digitalsignals für die letzte Zeile des roten Bildes auf die Leitung 491 findet statt, wenn das Digitalsignal für die letzte Zeile des grünen Bildes auf der Leitung 320 vorhanden ist.

Einrichtungen, die mit denen zur Dehnung des roten Signals auf eine Rahmenzeit von T Sekunden identisch sind, befinden sich ebenfalls im Rahmendehner 400, der die gleiche Operation für das blaue Digitalsignal auf der Leitung 322 durchfahrt. Einrichtungen

BAD ORIGINAL

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im Rahmendehner 400, deren Ziffernbezeichnung die Hunderterziffer 5 enthält, arbeiten auf identische Weise wie Einrichtungen im Rahmendehner 400 mit der gleichen Zehner- und Einerziffer, aber der Hunderterziffer 4. Folglich wird das Digitalsignal für jede Zeile des blauen Bildes auf der Leitung 322 zweifach auf der Leitung 591 erzeugt, und die gesamte Rahmenzeit des blauen Signals auf der Leitung 491 wie auch die des roten Signals auf der Leitang 491 ist gleich der Rahmenzeit T des grünen

Signals. Das rote und blaue Digitalsignal auf der Leitung 491 |

und 591 wird durch die Diagramme J bzw. K der Fig. 4 dargestellt.

Obwohl die Digitalsignale auf den Leitungen 320, 491 und 591 gleichzeitig auftreten und Informationen für ein volles Zeitintervall (T) liefern, das gleich der Zeit ist, die für ein Bild im Empfangsgerät erforderlich ist, sind Lücken in jedem dieser Digitalsignale vorhanden, die gleich 2 Intervallen von 1/60 Sekunden zwischen jedem Signalintervall von 1/60 Sekunden sind, wie durch die Diagramme G, J und K in Fig. 4 dargestellt. Zur Auffüllung dieser Lücken werden die Signale auf den Leitungen 320, 491 und 591 einer Rahmenwiederholeinrichtung 600 zugeführt, in der identische Schaltungen vorgesehen sind, um jedes der Signale rahmenmäßig zu wiederholen.

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It

Der Aus gangs impuls vom ersten. Vertikal-Synchronisations-' Kodedetektor 325, der durch das Verzögerungsnetzwerk 331 fpr ein Intervall (T + T) Sekunden verzögert worden ist, stellt einen Synchronisationsimpuls auf der Leitung 333 zur Rahmenwiederholeinrichtung 600 dar, der den Beginn der Digitalsignale auf den Leitungen 320, 491 und 591 angibt. Während: des IntervakLs von 1/60 Sekunde nach dem Impuls auf der Leitung 333 legt das Übertragungsgatter 610; das Signal auf der Leitung 320 an den Eingang des: Rahmenspeichers 611 und an die Leitung 612 an* Der Rahmenspeicher 611 enthält eine akustische Verzögerungs~ leitung mit einer Verzöge rungs zeit gleich einer Rahmenperiode (T). Ana Ende des Signalintervalls auf der Leitung 320, d.h., T Sekunden nach dem Impuls auf der Leitung 333, verbindet das Gatter 610 den Eingang des Rahmenspeichers 611 mit dessen Ausgang, und die Information läuft um, bis ein zweiter Impuls auf der Leitung erscheint, läuft also für ein Intervall von zwei Rahmenperioden (2T) um. Während dieses Intervalls wird ein Signal, das zwei zusätzliche Rahmen darstellt und identisch mit dem Digitalsignal ist, das den einzigen, im Speicher 611 gespeicherten Rahmen darstellt, aus dem Speicher auf die Leitung 612 gegeben. Auf die gleiche Weise und mit der gleichen zeitlichen Steuerung verarbeiten das Gatter 610 und der Speicher 611, die Gatter 620 und 630 und die Speicher 621 und 631 das rote bzw. blaue Digitalsignal auf den

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Leitungen 491 bzw. 591. Im Ergebnis sind drei gleichzeitige und kontinuierliche Digitalsignale für die drei vom Sendegerät 100 in Fig. 1 gelieferten Primärfarben auf den Leitungen 612, 622 und 632 in Fig. 2 vorhanden.

Digital-Analogwandler 701, 702 und 703, an deren Eingang die Digitalsignale von den Leitungen 612, 622 bzw. 632 angelegt sind, erzeugen an ihren Ausgängen drei gleichzeitige Analogsignale für die drei Primärfarben. Die Arbeitsweise der Wandler 702 und 703 weicht von der des Wandlers 701 dadurch ab, daß wegen der oben beschriebenen Operation des Zeilendehners 313 die digitalen Worte an ihren Eingängen nur mit der halben Frequenz angeliefert werden, mit der digitale Worte am Eingang des Wandlers 701 erscheinen.

Der Mischer 800 kombiniert die drei gleichzeitigen Signale von den Wandlern 701, 702 und 703 zu einem einzigen Signal, das über die Ortsleitung 801 zum Empfangsgerät 900 des Teilnehmers B übertragen wird. Das spezielle Kombinations verfahr en im Mischer 800 ist für die Erfindung nicht wichtig. Es kann das übliche Verfahren benutzt werden, bei dem ein Videosignal mit einem Unterträger verwendet wird, der durch Farbdifferenzsignale moduliert worden ist.

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Farbfernseh-Fernsprechanlage mit einem Sender und einem Empfänger, ,wobei der Sender eine Kameraröhre mit lichtempfindlichem Schirm, eine optische Anordnung zur Erzeugung von drei, je die Information einer unterschiedlichen Farbe enthaltenden Ladungsmustern in der Kameraröhre, Ablenkschaltungen zur Erzeugung von Videosignalen durch Abtasten der Ladungsmuster der Breite nach von der oberen bis zur unteren Begrenzung der Kameraröhre und Übertragungseinrichtungen für Videosignale enthält, und der Empfänger^aie Übertragungseinrichtungen angekoppelt ist und aufgrund der Videosignale ein Farbbild reproduzieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Anordnung so ausgebildet ist, Idaß sie die drei Ladungsmuster für je eine Primärfarbe in drei vorbestimmten Bereichen einer rechteckigen Fläche erzeugt, )daß beide Abmessungen des vorbestimmten Bereiches für die Primärfarbe grün größer als die Abmessungen jedes der beiden anderen vorbestimmten Bereiche für die beiden anderen Primärfarben ist,j daß Schaltungen vorgesehen sind, die die Videosignale, welche die drei vorbestimmten Bereiche für die drei Primärfarben darstellen, in Videosignale umsetzen, die den gleichen Bereich für die drei Primärfarben darstellen.

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   daß ein Mischer die umgesetzten Videosignale kombiniert und daß der Empfänger unter Ansprechen auf die die Videosignale die Farbbilder mit hoher Auflösung wiedergibt und überlagert.
2. 2. Farbfernseh-Fernsprechanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen die Sende- und die Empfangseiinrichtung gelegte Schaltanordnung (203) Videosignale von einer Vielzahl von Sendern im Multiplexverfahren auf die Übertragungseinrichtung gibt.
3. 3. Farbfernseh-Fernsprechanlage nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkschaltungen die Videosignale des Bildes in ein Rahmenintervall bringen, und daß die Schaltung zur Umsetzung der Videosignale (313, 400, 441, 541, 600) in der Lage ist, die einen Rahmen bildenden, empfangenen Videosignale für eine gewählte Zahl von Rahmenintervallen umlaufen ™ zu lassen und wiederholt wiedergeben zu können, bevor ein neues Rahmenintervall empfangen wird, um die normale Rahmenzahl bereitzustellen.
4. 4. Farbfernseh-Fernsprechanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale für alle drei Bilder nacheinander in einem einzigen Rahmenintervall übertragen werden,

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   5, Farbfernseh-Fernsprechanlage nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Schaltungen zur Umsetzung der Videosignale einen Speicher (313) enthalten, der die Videosignale für die Primärfarben außer grün mit einer ersten Frequenz speichern und mit einer kleineren Frequenz abgelesen werden kann, so daß die umgesetzten Videosignale für die ©rimärfarben auf Flächen gleicher Größe wiedergegeben werden.

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