DE1787005C3 - Farbbildaufzeichnung zur fernsehmäßigen Wiedergabe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft e^;ne Farbbildaufzeichnung zur fernsehmäßigen Wiedergabe mit einem streifenförmigen Aufzeichnungsträger, der eine Folge von Bildzonen aufweist, die jeweils die einem Einzelbild entsprechende Helligkeits- und Farbinformation sowie Bezugsinformation zur Wiedergabe der zeilenweise in codierter Form aufgezeichneten Farbinformation enthalten.

Die Verwendung der in der Kinotechnik üblichen Farbfilme als Informationsspeicher für Fernsehsendungen ist wegen der hohen Material- und Verarbeitungskosten relativ aufwendig. Es hat daher nicht an Bestrebungen gefehlt, farbige Kinofilme für die fernsehmäßige Wiedergabe auf Schwarzweißfilm oder vergleichbare monochrome Aufzeichnungsträger aufzuzeichnen. Man ist dabei auch bestrebt gewesen, die für die Aufzeichnung benötigte Fläche gegenüber den üblichen 35-mm- oder 16-mm-Filmen ohne Detailverlust zu verringern. Für solche preiswerte und platzsparende Farbbildaufzeichnungen mit monochromem Aufzeichnungsträger, die unter Verwendung von einfachen Zusatzgeraten mittels eines gewöhnlichen Farbfernsehempfängers wiedergegeben werden können, besteht für Unterricht und Unterhaltung ein erheblicher Bedarf.

Aus den US-PS 29 53 633 und 29 83 784 sind Farbbildaufzeichnungen mit Schwarzweißfilm als Aufzeichnungsträger bekannt, die für jedes farbige Einzelbild des ursprünglichen farbigen Kinofilms ein Leuchtdichtebild und zwei Farbauszugbilder enthalten, die auf getrennten Bereichen des Schwarzweißfilms aufgezeichnet sind. Nachteilig an diesen bekannten Aufzeichnungen ist, daß für die Aufzeichnung und Wiedergabe ein hoher optischer und elektronischer Aufwand erforderlich ist.

Aus der US-PS 27 69 028 ist ferner eine Farbbildaufzeichnung mit Schwarzweißfilm als Aufzeichnungsträger bekannt, bei der die Leuchtdichte- und Farbinformation in Form einer Folge von in Längsrichtung des Fümes aufeinanderfolgenden Querzeilen einander überlagert aufgezeichnet ist Die Leuchtdichteinformation bildet dabei ein Leuchtdichtebild, dem die Farbinformation codiert in Form zweier Gruppen von Modulationsseitenbändern zweier unterdrückter Farbträger

ίο überlagert ist. Zusätzlich zu den jeweils ein Leuchtdichtebild mit überlagerten Farbträger-Modulationsseitenbändern enthaltenden Bildfeldern sind ferner zwischen diesen jeweils abwechselnd die unmodulierten Farbträger aufgezeichnet, die bei der Wiedergabe zur Demodulation der Farbinformation benötigt werden. Bei einer solchen Aufzeichnung ist es sehr schwierig, Farbverfälschungen durch Phasenverschiebungen zwischen den die Farbinformation enthaltenden Modulationsseitenbändern und den an anderer Stelle aufgezeichneten Farbträgern zu vermeiden.

Aus der DT-AS 12 38 504 ist ferner eine Aufzeichnung eines monochromen Fernsehsignals mit einem bandförmigen Aufzeichnungsträger bekannt, die quer zur Bandrichtung verlaufende Spuren mit einer oder mehreren Zeilenperioden enthält, wobei die Aufzeichnung in den Querspuren sich zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert periodisch mit einer von der Signalamplitude abhängigen zeitlichen Folge und/oder Dauer ändert und die Lage und Dauer der durch den Rücklauf des Schreibstrahles bedingten Unterbrechungen der Signalaufzeichnung derart gewählt sind, daß mindestens ein Bezugswert des Fernsehsignals, z. B. der Schwarzwert oder Synchronwert teilweise aufgezeichnet ist.

Aus der DT-AS 11 14 527 ist schließlich eine Aufzeichnung von Schwarzweiß-Fernsehbildern auf einem photographischen Aufzeichnungsträger bekannt, bei der die Rasterstruktur des aufgezeichneten Bildes dadurch verwiicht und Interferenzstörungen bei der Wiedergabe vermieden werden, daß bei der Aufzeichnung die Vertikalamplitude des geschriebenen Rasters soweit verringert wird, daß die Rasterstruktur im geschriebenen Bild verschwindet und das so entstandene, in seiner Höhe verzerrte Bild mittels einer anamorphotischen Optik auf den als Aufzeichnungsträger dienenden Bildfilmstreifen mit seinem ursprünglichen Seitenverhältnis abgebildet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildaufzeichnung anzugeben, die mit unkomplizierten Geräten einwandfrei wiedergegeben werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Farbbildaufzeichnung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zeilen praktisch ohne Zwischenraum untereinander angeordnet sind und die Aufzeichnung eines mit der Farbinformation amplituden- und phasenmoduliert ersten Trägersignals, dessen Frequenz ein Vielfaches der Zeilenfrequenz ist, und eines dem ersten Trägersignal überlagerten, als Pilotsignal dienenden zweiten Trägersignals, dessen Frequenz gleich der halben Frequenz des ersten Trägersignals ist, enthalten.

Da bei der vorliegenden Aufzeichnung zwischen den Frequenzen des mit der Farbinformation modulierten

⁶S ersten Trägersignals und des als Pilotträger dienenden zweiten Trägersignals einerseits und der Zeilenfrequenz andererseits die angegebenen Beziehungen bestehen, sind die in den praktisch ohne Zwischenraum

lufgezeichneten Zeilen enthaltenen Trägerschwingun- »en gleichphasig, so daß bei der Wiedergabe kein geiaues Verfolgen der einzelnen aufgezeichneten Zeilen ;rforderlich ist und man daher mit lagemäßig willkürlicher Abtastung arbeiten kann. Dabei können ohne nachteilige Folgen auch gewisse seitliche Verschiebungen des streifenförmigen Aufzeichnungsträgers, wie sie durch den Transportmechanismus verursacht werden können, zugelassen werden, da dadurch der aufgezeichnete Pilotträger und der aufgezeichnete Farbträger gleichzeitig und in gleicher Weise beeinflußt werden. Außerdem werden beide Träger durch etwaige Nichtlinearitäten der Abtastung bei der Aufzeichnung oder Wiedergabe entsprechend beeinflußt, so daß die Farbinformation mit minimaler Verzerrung aus den Modulationskomponenten des als Farbträger dienenden ersten Trägersignals wiedergewonnen werden kann. Auch Mängel des Aufzeichnungsträgers oder des Aufzeichnungsgerätes beeinflussen die beiden Träger in gleicher Weise, so daß aus dem aufgezeichneten Pilotträger ein entsprechendes Fehlersignal für die Kompensation derartiger Mängel im Farbträger gewonnen werden kann.

Um eventuelle Trägersignalreste im wiedergegebenen Bild weitgehend unsichtbar zu machen, wird vorzugsweise die Phase des oder der aufgezeichneten Trägersignale nach jedem Bildfeld um 180° umgeschaltet. Ferner können S'gnale der Trägerfrequenz, die innerhalb des Helligkeitsbandes liegen, in den Empfänger eingespeist und in ihrer Phase und Amplitude so eingestellt werden, daß etwaige Trägerreste im wiedergegebenen Bild verschwinden.

Die Farbträgerfrequenz ist vorzugsweise nicht wesentlich höher als die höchste Frequenz des Helligkeitssignalbandes und sie kann sogar innerhalb des Helligkeitssignalbandes liegen, wie es beim Farbträger des üblichen Farbfernsehsignal der Fall ist. Zweckmäßigerweise enthält die Aufzeichnung dann keine Helligkeitssignale in einem schmalen Frequenzband beidseits der Pilotträgerfrequenz.

Der Erfindungsgedanke wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung des Frequenzspektrums der verschiedenen Signale einer Farbbildaufzeichnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung für die Aufzeichnung und Wiedergabe einer Farbbildaufzeichnung gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung des zeitlichen Amplitudenverlaufs von Signalen, die mit der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung aufgezeichnet werden, und

Fig.4 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Teiles einer mit der Einrichtung gemäß F i g. 2 hergestellten Farbbildaufzeichnung gemäß einem Ausführungsbeispiei der Erfindung.

Eine Farbbildaufzeichnung gemäß der Erfindung enthält einen Aufzeichnungsträger, der beispielsweise aus einem unbunten Film, wie einem Schwarzweißfilm, bestehen kann und eine Reihe von Bildfeldern aufweist, in denen jeweils eine Anzahl von eng benachbarten Zeilen aufgezeichnet sind. Die einzelnen Zeilen werden vorzugsweise durch einen Leuchtpunkt aufgezeichnet, dessen Intensität gleichzeitig entsprechend drei verschiedenen Größen moduliert wird, nämlich der Helligkeits- oder Leuchtdichteinlormation in der entsprechenden Zeile eines Origimilbildes, den Seilenbändern eines unterdrückten ersten Trägers (Farbträgers), dessen Amplitude und Phase entsprechend der Farbsättigung und dem Farbton in der entsprechenden Zeile des Criginalbildes moduliert sind, und einem zweiten Träger (Pilotträger), der im Empfänger als Pilotsignal zar Demodulation der Farbträgerseitenbänder verwendet werden kann.

Wie F i. g. 1 zeigt, kann das Leuchtdichtesignal Frequenzen im Bereich von etwa 0 bis 4 MHz umfassen mit Ausnahme einer schmalen Bandlücke, deren Mitte mit der Pilotträgerfrequenz zusammenfällt Die Farbträgerfrequenz kann knapp oberhalb der oberen Frequenzgrenze des Leuchtdichtebandes liegen und soll gemäß der Erfindung ein Vielfaches der Zeilenablenkfrequenz betragen. In den Vereinigten Staaten von Amerika ist die Zeilenfrequenz gewöhnlich 15 750 Hz und eine geeignete Farbträgerfrequenz ist in diesem Falle 4,032 MHz. Der Farbträger wird vorzugsweise mit zwei Farbdifferenzsignalen moduliert, z. B. einem (R- V> und (B- Y>Signal, und die Farbträgerseitenbänder werden vorzugsweise auf ein Band begrenzt, das jeweils ein halbes MHz beidseits des Farbträgers einnimmt, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Mit B ist oben das blaue Farbartsignal, mit R das rote Farbartsignal und mit V das Leuchtdichtesignal bezeichnet.

Als Püiotträgerfrequenz wird vorzugsweise die Hälfte der Farbträgerfrequenz gewählt, also 2,016 MHz bei einer Farbträgerfrequenz von 4,032 MHz. Bei dieser Piloträgerfrequenz sollen Frequenzkomponenten in einem beispielsweise 30OkHz breiten Band, dessen Mitte auf der Pilotträgerfrequenz liegt, aus dem Leuchtdichtesignalband beseitigt werden, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Der Pilotträger wird vorzugsweise mit relativ geringer Amplitude aufgezeichnet, beispielsweise mit einer Amplitude, die zwischen 5 und 15% der Amplitude des Farbträgers beträgt.

In F i g. 4 ist eine typische unbunte Filmaufzeichnung 10 mit den oben erwähnten Merkmalen dargestellt. Der Film enthält eine Folge von Bildfeldern 11, 12, 13, in denen die Bildinformation aufgezeichnet ist, und eine oder mehrere Tonspuren 14, 15, die sich bei den Rändern des Films befinden. Die Tonspuren können in beliebiger, bekannter Weise ausgebildet sein und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Der Einfachheit halber soll angenommen werden, daß in allen drei Bildfeldern 11, 12, 13 die gleiche Information aufgezeichnet ist, und daß die aufgezeichneten Signale im wesentlichen den in F i g. 3 dargestellten Verlauf haben, nämlich eine Fläche gleichförmiger Leuchtdichte, Farbsättigung und gleichförmigen Farbtones darstellen. In F i g. 3 bedeuten die gestrichelte Linie 16 das Leuchtdichtesignal, die Kurve 17 das Farbträgerseitenbandsignal, dessen Amplitude und Phase von Farbsättigung bzw. Farbton abhängeh, und die Kurve 18 den mit kleiner Amplitude aufgezeichneten Pilotträger.

Da die Farbträgerfreqaenz ein Vielfaches der beim Aufzeichnen der Information verwendeten Zeilenabtastfrequenz ist und da die Pilotträgerfrequenz gleich der Hälfte der Farbträgerfrequenz ist, ergeben die Maximal- und Minimalamplituden beider Träger auf dem Film Flächen höherer bzw. geringerer Dichte als der der Leuchtdichte entsprechende Untergrund, und entsprechende Bereiche schließen sich in Vertikalrichtung, also in Längsrichtung des Filmes, aneinander an. Vorzugsweise werden aufeinanderfolgende Zeilen unmittelbar aneinandergrenzend, also zusammenhängend, aufgezeichnet, entweder indem der Film in Bewegungsrichtung wie in F i g. 4 anamorphotisiert wird, oder in-

dem dem zur Aufzeichnung verwendeten Leuchtpunkt eine vertikale Schwingungsbewegung geeigneter Amplitude und Frequenz erteilt wird, so daß der Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Querzcilen ausgefüllt wird. Als Ergebnis erscheint die Farbträgerseitenbandinformation als Gruppe nahe benachbarter vertikaler Streifen oder Linien 19, der Pilotträger in Form einer Anzahl etwas schwächerer Vertikallinien 20, deren Abstand das Doppelte des Abstandes zwischen den Linien 19 beträgt, und die Leuchtdichleinformation als Untergrund, auf dem die vertikalen Linien 19, 20 erscheinen. Der Deutlichkeit halber sind die Abstände zwischen den verschiedenen Gruppen von Linien 19,20 übertrieben groß dargestellt. F i g. 4 ist also nicht maßstabsgerecht, genügt aber für die Zwecke der vorliegenden Erläuterung.

Um die Sichtbarkeit der Linien 19, 20 in dem letztlich mittels eines Fernsehempfängers wiedergegebenen Bild so weit wie möglich zu verringern, werden vorzugsweise sowohl die Farbträgerseitenbänder als auch der Pilotträger in aufeinanderfolgenden Bildfeldern gegenphasig aufgezeichnet. In F i g. 4 enthält dementsprechend das zweite Bildfeld von oben vertikale Linien 19' und 20', die in seitlicher Richtung bezüglich der Linien 19, 20 im vorangehenden Bildfeld um einen Betrag verschoben sind, der elektrisch einer Phasenverschiebung von 180°, also einer Phasenumkehr, entspricht.

Die Filmaufzeichnung enthält außerdem Synchronisationsmarkierungen, die bei der Abtastung Synchronsignale liefern, mittels derer die Filmgeschwindigkeit mit der Bildfrequenz im wiedergebenden Fernsehempfänger synchronisiert werden kann, wie noch genauer erläutert werden wird. In F i g. 4 sind zwei typische Arten von Synchronisationsmarkierungen dargestellt. Die Markierung Si enthält eine Anzahl von schlitzförmigen transparenten Flächen, die den einzelnen Bildfeldern zugeordnet und in einem lichtundurchlässigen Streifen zwischen einem Bildfeldrand und dem Innenrand der Tonspur 15 gebildet sind. Die Markierung 52 enthält eine Anzahl von in Querrichtung des Filmes im Abstand voneinander angeordneten balkenförmigen Strichen, die sich beim unteren Ende der einzelnen Bildfelder befinden. Wenn diese Striche durch denselben Abtaststrahl abgetastet werden, mit dem auch die in den Bildfeldern enthaltene Bildinformation abgetastet wird, entsteht ein Wechselspannungssignal, das zu Synchronisationszwecken leicht vom Videosignal abgetrennt werden kann.

F i g. 2 zeigt eine typische Anlage mit Bestandteilen zur Herstellung einer Aufzeichnung der in F i g. 4 dargestellten Art, während andere Bestandteile zur Wiedergabe der aufgezeichneten Bildinformation auf einer üblichen Fernsehbildröhre dienen.

Der in F i g. 2 dargestellten Anlage werden ein rotes, blaues und grünes Farbartsignal von einer geeigneten Quelle, beispielsweise einer üblichen Farbfernsehkamera, über Leitungen 21, 22 bzw. 23 zugeführt, welche an einen üblichen Farbcoder oder Matrixverstärker 24 angeschlossen sind. Dieser kann so ausgebildet sein, daß er auf einer Leitung 25 ein Leuchtdichtesignal Y und auf Leitungen 26, 27 zwei Farbdifferenzsignale (R-Y) bzw. (B- Y) liefert. Ein Saugkreisfflter 28 od. dgL entfernt aus dem V-Signal Frequenzen in einem etwa 300 kHz breiten Frequenzband, dessen Mitte bei einer Frequenz von beispielsweise 2,016 MHz liegt die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Pilotträgerfrequenz vorgesehen ist Das Leuchtdichtesignal mit der auf diese Weise erzeugten Frequenzlücke wird über eine Leitung 29 einer Addierstufe 30 zugeführt.

Die Farbdifferenzsignale (R Y) und (B- Y) werden über die Leitungen 26 bzw. 27 einem Farbmodulator 31 bekannter Bauart zugeführt, der über eine Leitung 32 an die Addicistufe 30 die oberen und unteren Seitenbänder eines unterdrückten Farbträgers liefert, der in Amplitude und Phase entsprechend Farbsätligung und Farbton moduliert sind. Dem Farbmodulator 31 wird

ίο hierzu ein Farbträgersignal von beispielsweise 4,032 MHz von einem Farbträgergenerator 33 zugeführt, der ein erstes Ausgangssignal über eine Leitung 34 direkt und ein zweites Ausgangssignal durch einen 180° -Phasenschieber 36 an einen elektronischen Schalter 35 liefert. Der Schalter wird durch Vertikal-Synchronimpulse gesteuert, die ihm über eine Leitung 37 während der Vertikalaustast- und Zeilenrücklaufperiodcn zwischen zwei nacheinander aufgezeichneten Bildfeldern zugeführt werden und er dient dazu, die

ίο Phase des dem Farbmodulator 31 über die Leitung 38 zugeführten Farbträgersignals nach jedem aufgezeichneten Bildfeld umzukehren.

Der Farbträgergenerator 33 liefert außerdem über eine Leitung 39 ein Signal an einen Frequenzteiler 40, der die Farbträgerfrequenz auf 2,01b MHz halbiert. Das 2,016-MHz-Signal wird vom Frequenzteiler 40 einerseits direkt über eine Leitung 41 und andererseits über einen 180°-Phasenschieber 43 einem elektronischen Schalter 42 zugeführt. Der Schalter 42 wird durch Vertikalsynchronimpulse gesteuert, die über eine Leitung 44 zugeführt werden und liefert das 2,016-MHz-Signal über eine Leitung 45 an die Addierstufe 30. Das 2,016-MHz-Signal stellt einen Pilotträger dar. der auf einem Aufzeichnungsträger zusammen mit der

Leuchtdichteinformation und der Farbinformation wie oben beschrieben aufgezeichnet wird. Der elektronische Schalter 42 ändert die Phase des Pilotträgers nach jedem Bildfeld um 180°, um die Sichtbarkeit des Trägers in dem schließlich mittels eines Fernsehempfän-

gers wiedergegebenen Bild möglichst zu verringern, wie noch genauer beschrieben werden wird.

Die Addierstufe 30 liefert ein Ausgangssignal, das die Summe aus. dem Leuchtdichtesignal Y, den Seitenbändern des entsprechend Farbton und Farbsättigung mo-

dulierten Farbträgers und des 2,016-MHz-Pilotträgers darstellt. Dieses Summensignal wird über eine Leitung 46 und einen üblichen Gamma- oder Kontrastkorrekturverstärker 47, eine Leitung 48, ein Aperturkorrektionsgerät 49 bekannter Bauart (vgl. zum Beispiel

USA.-Patentschrift 30 11 018) und eine Leitung 50 einer Strahlintensitätssteuerelektrode einer sogenannten Zeilenabtastkathodenstrahlröhre 51 zugeführt

Als Zeilenabtasiröhre 51 kann ein bekannter Typ verwendet werden, wie er beispielsweise in der Zeit-

schrift »Elektronic Design« 16. März 1960, S. 34 bis 37 beschrieben ist Eine solche Röhre ähnelt einer konventionellen Kathodenstrahlröhre darin, daß sie ein Strahlerzeuigungssystem 52 mit Horizontal- und Vertikalablenkklemmen 53.54 enthält Sie unterscheidet sich von konventionellen Kathodenstrahlröhren jedoch darin, daß sich der Leuchtstoffschirm auf der Mantelfläche einer zylindrischen Trommel 55 befindet die im Weg des Elektronenstrahls liegt und mit der Horizontalablenkrichtung des Strahls ausgerichtet ist Durch die

Drehung der Trommel wird gewährleistet daß der Elektronenstrahl nicht immer auf den gleichen Leuchtstoffbereich auftrifft und man kann durch diese Maßnahme sehr hohe Leuchtdichten im Auftreffpunkt er-

zielen, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung oder eines Ausbrennens des Leuchtstoffes besteht.

Mil der Leitung 50 ist ein Schalter 56 in Reihe geschaltet, dessen bewegliches Kontaktstück 57 beim Aufzeichnen mit einem festen Kontaktstück 58 und bei der Wiedergabe mit einem festen Kontaktstück 59 in Berührung steht.

Der Farbträgergenerator 33 liefert außerdem über eine Leitung 60 ein Signal an einen Frequenzteiler 61, der die Frequenz um den Faktor 128 teilt und ein 31,5-kHz-Signal liefert, das über eine Leitung 62 einem üblichen Synchrongenerator 63 zugeführt wird. Der Synchrongenerator 63 liefert die üblichen Horizontal- und Vertikalsynchronsignale, die für den Betrieb der Quelle erforderlich sind, von der die dem Farbcoder 24 zugeführten Farbartsignale stammen. Er liefert außerdem Synchronsignale über eine Leitung 64a an einen Vertikalsynchronimpulsgenerator 44a, der die in der Anlage benötigten Verlikalsynchronimpulse erzeugt.

Der Generator 63 liefert außerdem Synchronsignale über eine Leitung 64 an einen Zeilenabtast- und Austastgenerator 65 üblicher Bauart, der Horizontalablenksignale über eine Leitung 66 und einen Schalter 67 an die Horizontalablenkklemmen 53 und Horizontalaustastsignale über eine Leitung 66a an die Strahlintensitätssleuerelektrode der Zeilenabtaströhre 51 liefert. Der Schalter 67 enthält ein bewegliches Kontaktstück 68. das beim Aufzeichnen an einem festen Kontaktstück 69 und bei der Wiedergabe an einem festen Kontaktstück 70 anliegt.

Der Zeilenablenk- und Austastgenerator 65 liefert an die Zeilenabtaströhre 51 die für die Ablenkung des Strahls über den Leuchtstofischirm erforderlichen Signale der üblichen Zeilenfrequenz, die gemäß den in den Vereinigten Staaten von Amerika gültigen Normen 15 750Hz beträgt, außerdem Signale zum Austasten des Strahls während des Zeilenrücklaufs und während einer bestimmten Zeitspanne nach Vollendung einer vollständigen Bildfeldabtastung.

F^:jn Bild der Zeile, die der auf die Leuchtstofftrommel 55 auftreffende Elektronenstrahl in der Röhre 51 schreibt, wird durch ein optisches System 71 in einer Abtastzone 72 eines Filmfensters 73 abgebildet, durch das ein schmaler photographischer Filmstreifen 10 läuft. Der Film 10 wird von einer Vorratsrolle 75 durch eine motorgetriebene Antriebsrolle 77, die mit einer Andruckrolle 78 zusammenwirkt, ähnlich wie bei einem Tonbandgerät zu einer Aufwickelrolle 76 transportiert.

Die Synchronmarkierungen S2 (F i g. 4) können in irgendeiner bekannten Weise auf dem Film aufgezeichnet werden, z. B. mittels einer Lampe 79, deren Licht über einen Spiegel 80 und die Linse 71 auf einen geeignet angeordneten, nicht dargestellten Schlitz im Filmfenster 73 fällt Die Lampe 79 wird während der Abta stung eines Bildfeldes einmal durch ein Lampenimpulsgerät 81 gepulst, welches durch ein Vertikalsynchronsignal betätigt wird, das ihm von dem Vertikalsynchronimpulsgenerator über die Leitungen 44, 82 und den Schalter 82a zugeführt wird.

Eine Synchronisationsmarkierung der in F i g. 4 mit Si bezeichneten Art kann auf den Film dadurch aufgebracht werden, daß die Lampe 79 und der Spiegel 80 einen Schlitz beleuchten, der sich über die volle Breite des Bildfeldes erstreckt und eine geeignet geformte Maske im Lichtweg enthält Eine andere Möglichkeit besteht darin, Synchronimpulse dieses Typs durch entsprechende Modulation der intensität des Elektronenstrahls der Linienabtaströhre 51 zu erzeugen.

Bei der Aufzeichnung werden die Schalter 56,67,82, in die Stellung »Aufzeichnung« gebracht, wie in Fig.: dargestellt ist, und dem Farbcoder 24 werden über die Leitungen 21, 22, 23 Farbartsignale von einer Farbka mera oder einer anderen Farbartsignalquelle zugeführt Bei einer typischen Anlage wird die Zeilenabtaströhn 51 nach einer Folge von 525 Zeilenabtastungen kurz zeitig ausgetastet und die Transportgeschwindigkei des Films 10 kann so einjustiert sein, daß die Abtastung der 525 Zeilen solange dauert, wie der Film zum Durch laufen einer Strecke der Abtastzone benötigt, die gleich einem Schritt oder einer Bildhöhe eines anamorphot! sierten Bildfeldes auf dem Film der Fig.4 ist. Dabe werden dann anamorphotisierte Bildfelder erzeugt, be denen benachbarte aufeinanderfolgende Zeilen au! dem Film ohne Zwischenraum aneinander grenzen.

Der Film kann jedoch auch mit einer solchen Geschwindigkeit transportiert werden, daß er während jeder Folge von 525 Zeilenabtastungen der Röhre 51 einen richtigen Bildfeldabstand durchläuft. Die nachein ander aufgezeichneten Zeilen können dann dadurch zusammenhängend gemacht werden, daß man den Kathodenstrahl eine vertikale (longitudinal) Schwingung ausreichender Amplitude urid Frequenz ausführen läßt um den Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen auszufüllen. Zu diesem Zweck wird danr an die Vertikalablenkklemmen 84 der Röhre 51 eir Vertikalablenkoszillator 83 angeschlossen, wie ir F i g. 2 dargestellt ist.

Nachdem die Bildinformation auf dem Film 10 aufgezeichnet worden ist, kann dieser in üblicher Weise entwickelt und unter Anwendung irgendeines bekannter Verfahrens mit der oder den magnetischen Tonspurer 14,15 versehen werden. Der Film ist dann wiedergabefertig.

Der Wiedergabeteil der in F i g. 2 dargestellten Anlage enthält die Zeilenabtaströhre 51 mit den Schaltern 56, 67 und 82 in der Stellung »Wiedergabe«. In der Wiedergabestellung des Schalters 56 wird die Strahlintensität der Röhre 51 nicht moduliert, sondern ist konstant, so daß auf der Leuchtstofftrommel 55 eine Abtastlinie gewünschter, konstanter Leuchtdichte geschrieben wird. Durch die öffnung des Schalters 82a wird die Zufuhr von Vertikalsynchronimpulsen zum Lampenimpulsgenerator 81 unterbrochen, so daß die Lampe 79 ununterbrochen brennt Der Schalter 67 verbindet in der Wiedergabestellung die Horizontalablenkelektrode 53 der Röhre 51 über eine Leitung 84 mit einem freischwingenden Zeilenablenkgenerator 85, der außerdem Zeilenablenksignale über eine Leitung 86 an die Zeilenablenkklemmen 87 einer üblichen Farbfernsehbildröhre 88 in einem Empfänger liefert

Die von der Röhre 51 geschriebenen Zeilen werden in der Abtastzone 52 des Filmfensters 73 abgebildet durch die ein wiederzugebender Film von der Vorratsrolle 75 zur Aufwickelrolle 76 transportiert wird. Das Licht von der Röhre 51 und der Lampe 79 durchsetzt den Film 10 und trifft auf eine Photovervielfacherröhre 89 auf, die ein Videosignalgemisch, welches Bildinfor mation und Vertikalsynchronsignaie enthält, über eine Leitung 90 an einen Videovorverstärker 91 liefert

Die durch Markierungen der in F i g. 4 mit £2 bezeichneten Art erzeugten Synchronisiersignale können aus dem Videosignalgemisch abgetrennt werden, indem das Ausgangssignal des Vorverstärkers 91 über eine Leitung 92 einem Bandfilter 93 zugeführt wird, das auf die Signale abgestimmt ist, die entstehen, wenn diese Synchronmarkierungen durch eine Zeilenabtastung der

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Röhre 51 erfaßt werden. In der Praxis kann der Abstand zwischen den die Markierung 52 bildenden balkenförmigen Strichen so gewählt sein, daß bei der Abtastung der Markierungen eine Frequenz von beispielsweise 300 kHz entsteht, und das Bandfilter 93 wird dann auf diese Frequenz abgestimmt. Der Ausgang des Filters 93 wird über eine Leitung 94 einer Impulsformerstufe 95 zugeführt, die einen Vertikalsynchronimpuls über eine Leitung % und den Schalter 97 an einen Vertikalablenkgenerator 98 liefert. Letzterer liefert geeignete Vertikalablenk- und Austastsignale über die Leitung 99 an die Vertikalablenkklemmen 100 der Bildröhre 88.

Bei Verwendung einer Synchronmarkicrung der in F i g. 4 mit St bezeichneten Art können andererseits die Synchronimpulse, die durch das Licht der Lampe 79 entstehen, aus dem Videosignalgemisch dadurch abgetrennt werden, daß das Ausgangssignal des Vorverstärkers 91 über die Leitung 101 einer üblichen Impulsabtrennstufe 102 zugeführt wird, die die beim Abtasten der Markierungen Si des Filmes 10 erzeugten Impulse vom Videosignal trennt. Die Impulsabtrennstufe 102 liefert entsprechende Ausgangsimpulse über eine Leitung 103 an ein festes Kontaktstück 104 des Schalters 97, so daß diese Impulse dem Vertikalablenkgenerator 98 zur Synchronisierung zugeführt werden, wenn das bewegliche Kontaktstück 105 des Schalters 97 am festen Kontaktstück 104 anliegt.

Die verstärkten Videosignale am Ausgang des Vorverstärkers 91 einschließtiich des Pilotträgers und der Farbträgermodulation gelangen über eine Leitung 106 zu einem üblichen Apertur- und Konirast-Kompensationsgerät 107. Von dort gelangen die Signale über eine Leitung 108 zu einem Tiefpaßtfilter 109, dessen obere Grenzfrequenz bei beispielsweise 3,6 MHz liegt. Das Ausgangssignal des Filters 109 wird über eine Leitung 110 einer Verzögerungsleitung 111 und von dieser über eine Leitung 112 einer Addierstufe 113 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Apertur- und Kontrastkompensationsgerätes 107 wird außerdem über eine Leitung 114 einer Verzögerungsleitung 115 zugeführt, von der es durch eine Leitung 116 zu einem Filter 117 gelangt, das die Farbträgerseitenbänder ausfiltert und das Leuchtdichtesignal sperrt. Das Filter ist zu diesem Zweck so ausgelegt, daß es ein etwa 1 MHz breites Frequenzband durchläßt, dessen Mitte auf der Trägerfrequenz von 4,032 MHz liegt. Die ausgefilterten Farbträgerseitenbänder werden über eine Leitung 118 und einen Verstärker 119, dessen Verstärkungsgrad durch ein Steuersignal regelbar ist, einem üblichen Farbdemodulator 120 zugeführt. Letzterer enthält einen Synchrondemodulator, in dem die Farbträgerseitenbänder mit einem wiedergewonnenen Farbträger zur Gewinnung der ursprünglichen (R-Y)- und fßVT-Modulation vereinigt werden.

Der Farbdemodulator 120 soll eine so große Bandbreite haben, daß keine Phasenverschiebung bei Frequenzänderungen eintritt, wie sie durch Schwankungen der Linearität der auf dem Film 10 aufgezeichneten Zeilen oder der Größe oder Linearität der durch die Abtaströhre 51 erzeugten Abtastlinien entstehen können.

Zur Wiedergewinnung des Farbträgers wird der 2,016-MHz-Pilotträger vom Videosignalgemisch abge-Der abgetrennte Pilotträger wird dann über eine Leitung 123 einer Frequenzverdopplerstufe 124 zugeführt, die ihn auf die Frequenz des Farbträgers, also 4,032 MHz, verdoppelt.

Da bei der Frequenzverdopplung in der Stufe 124 ein Gleichrichtungsvorgang mitspielt, hat das Ausgangssignal der Frequenz 4,032 eine feste Phase unabhängig davon, daß der Pilotträger in aufeinanderfolgenden Bildfeldern des Films 10 mit entgegengesetzter Phase

ίο aufgezeichnet ist. Da die Farbträgermodulation auf dem Film 10 in aufeinanderfolgenden Bildfeldern ebenfalls mit entgegengesetzter Phase aufgezeichnet ist, muß jedoch das frequenzverdoppelte Pilotträgerausgangssignal von der Frequenzverdopplerstufe 124 nach

jedem Bildfeld in der Phase umgekehrt werden, um die zur Demodulation der Farbträgerseitenbänder im Farbdemodulator 120 erforderliche Phase zu haben.

Der verdoppelte Pilotträger wird hierzu von der Frequenzverdopplerstufe 124 einem elektronischen Schal-

ter 126 einmal über eine Leitung 125 direkt und ein zweites Mal über eine Leitung 127 und einen 180^c-Phasenscheiber 128 zugeführt, wobei ein einfacher Umkehr- oder Polwenderschalter 129 vorgesehen ist, der die Verbindungen zwischen dem Frequenzverdoppler 124 und den Leitungen 125, 127 umzukehren gestattet. Der Schalter 126 wird in eine erste Stellung durch Impulse geschaltet, die ihm über eine Leitung 130 von einer eine Frequenzteilung um den Faktor 2 bewirkenden Stufe 131 zugeführt werden, der ihrerseits die Ver-

tikalsynchronimpulse über eine Leitung 132 zugeführt sind. Die Rückstellung des Schalters 126 erfolgt durch Synchronimpulse, die über eine Leitung 133 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Schalters 106 wird über eine Leitung 104 dem Farbdemodulator 120 zugeführt und dient dort in üblicher Weise zur Synchrondemodulation der Farbträgerseitenbänder.

Der Schalter 126 kehrt also die Phasenlage des verdoppelten Pilotträgers von der Frequenzverdopplerstufe 124 bei jedem zweiten Bildfeld um. Die Phase kann anfänglich durch den Umkehrschalter 129 entsprechend den Erfordernissen des Synchrondemodulator im Farbdemodulator 120 eingestellt werden.

Einem dritten Eingang des Farbdemodulator 120 wird das Leuchtdichtesignal Y von der Addierstufe 113

über eine Leitung 135 zugeführt. Der Farbdemodulator enthält außerdem übliche Matrixverstärker, die aus dem Y-, (R- Y)- und (B- V/Signal die ursprünglichen roten, blauen und grünen Farbartsignale erzeugen, wie sie dem Farbcoder 24 bei der Aufzeichnung zugeführt worden waren. Die Farbartsignale werden über Leitungen 136, 137, 138 den Strahlintensitätssteuerelektroder der Farbbildröhre 88 zugeführt

Um jeden Rest einer durch den Pilotträger und/odei den Farbträger verursachten Streifenbildung in deir

auf der Farbbildröhre 88 wiedergegebenen Bild zu beseitigen, werden kleine Beträge von Signalen dei Trägerfrequenzen mit geeigneter Amplitude und Phase dem V-Signal zugeführt bevor dieses in den Farbde modulator 120 eingespeist wird. Ein Signal der Pilot

trägerfrequenz kann also vom Bandfilter 122 über di< Leitung 139 einem Amplituden- und Phaseneinstellge rät 140 zugeführt werden, dessen Ausgangssignal dei Addierstufe 113 über eine Leitung 141 zugeführt wird In entsprechender Weise kann ein Signal der Färb

trennt Hierzu wirdI das Videosignalgemisch über e.ne 65 trägerfrequenz (4,032 MHz) von der Frequenzverdopp

Leitung 121 einem Bandfilter 122 zugeführt, das auf die lerstufe 124 über die Leitung 142 einem Amplituden

Pilotträgerfrequenz abgestimmt ist und vorzugsweise und Phaseneinstellgerät 143 zugeführt werden, desser

einen schmaleren Durchlaßbereich als das Filter 28 hat. Ausgangssignal über eine Leitung 144 zur Addierstt*

113 gelangt.

Bei richtiger Einstellung der Amplituden- und Phuseneinstellgeräte 140, 143 werden alle etwa vorhandenen Reste der Pilot- oder Farbträgerfrequenz, die auf der Leitung 112 noch vorhanden waren, praktisch völlig kompensiert. Durch diese Maßnahme und die gegenphasige Aufzeichnung der Pilot- und/oder Farbträgerfrequenzcn in aufeinanderfolgenden Bildfeldern des ursprünglichen Filmes 10 wird jede durch Trägersignale verursachte Streifcnbildung in dem auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 88 wiedergegebenen Bild vermieden.

Um unerwünschte Amplitudenschwankungen der Farbirägermodulation zu kompensieren, die durch Unvollkommenheiten, z. B. eine optische Defokussierung, entstehen können, wird der Verstärkungsgrad des Verstärkers 119 durch ein Steuersignal geregelt, das über eine Leitung 145 von einem Gleichrichter 146 zugeführt wird, dem das Pilotträgersignal vom Filter 122 über die Leitung 139 zugeführt wird. Da der Pilotträger und die Farbträgermodulation solchen .Störeffekten in gleicher Weise unterworfen sind, werden die unerwünschten Schwankungen der Farbträgerseitenbänder durch die beschriebene automatische Verstärkungsregelung automatisch kompensiert.

Bei der Wiedergabe wird ein entsprechend dem oben beschriebenen Aufzeichnungsverfahren hergestellter Film 10 in das Filmfenster 73 eingelegt und durch die Kombination aus der motorgetriebenen Antriebsrolle 77 und der Andruckrolle 78 von der Vorratsrolle zur Aufwickelrolle transportiert. Die Schalter 56, 57, 82a befinden sich in der Stellung »Wiedergabe«, der Vertikalablenkoszillator 83 ist abgestellt.

Es sei angenommen, daß die Synchronisation zwischen der Filmgeschwindigkeit und der Bildfrequenz der Röhre 88 durch Synchronisationsmarkierungen Si des Films 10 (Fig.4) bewirkt wird. Das bewegliche Kontaktstück 105 des Schalters 97 liegt dann an dem mit der Leitung % verbundenen festen Kontaktstück an.

Während der Film durch das Filmfenster 73 läuft, wird er durch die Abtaströhre 51 abgetastet, wobei Videosignale und Signale entsprechend den Markierungen Si (Fig. 4) am Ausgang der Photovervielfacherröhre 89 auftreten. Das beim Abtasten der Synchronisationsmarkierungen Si erzeugte 300-kHz-Signal wird über das Filter 93 und die Impulsformerstufe 95 dem Vcrtikalablenkgencrator 98 zugeführt, so daß die Vertikalablenkung des Elektronenstrahls in der Fernsehröhre 88 synchron mit dem Eintreffen der einzelnen Bildfelder des Filmes an einer bestimmten Stelle der Abtastzone ausgelöst wird. Es ist also ersichtlich, daß die auf der Bildröhre 88 geschriebenen Raster exakt synchron mit den Bildfeldern des Filmes geschrieben werden, auch wenn die Filmtransportgeschwindigkeit etwas schwanken sollte.

Das Videosignal gelangt vom Vorverstärker 91 durch das Apertur- und Kontrastkompensationsgerät 107. das Tiefpaßfilter 109 und die Verzögerungsleitung 111 zur Addierstufe 113, von der dem Farbdemodulator 120 ein Leuchtdichteeingangssignal zugeführt wird.

Die Farbinformation in Form der Farbträgerseitenbänder wird dem Farbdemodulator 120 über die Verzögerungsleitung 115 und das Filter 117 zugeführt. Das Pilotträgersignal der Frequenz 2,016 MHz, das im Au;-gangssignal des Videovorverstärkers 91 enthalten ist, durchläuft das Bandfilter 122, wird in der Frequenzverdopplerstufe 124 verdoppelt und nach jedem Bildfeld in der Phase umgekehrt, bevor es dem Farbdemodulator zugeführt wird, wo es zur Wiedergewinnung der Farbsättigung- und Farbtoninformation aus den dem Farbdemodulator 120 vom Verstärker 119 zugeführten Farbträgerseitenbändern dient. Durch die Verzögerungsleitungen 111 bzw. 115 werden das Leuchtdichte- und Farbsignal derart verzögert, daß sie die richtige zeitliche Lage bezüglich des Pilotträgers haben, der seinerseits durch das Bandfilter 122 verzögert wird.

ίο Da die Phase sowohl des Pilotträgers als auch des Farbträgers am Ende jedes Bildfeldes umgekehrt wird, wird die Sichtbarkeit der vertikalen Streifenstruktur in dein durch die Bildröhre 88 wiedergegebenen Bild, die durch das Vorhandensein dieser Frequenzen im Leuchldichtesignal auftreten kann, stark herabgesetzt. Durch die Einstellung der Amplituden- und Phaseneinstellgeräte 140, 14"* .ann schließlich jede noch etwa vorhandene Streifenstruktur im Bild vollständig beseitigt werden.

Durch die Erfindung wird also ein neuartiges Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät angegeben, das sich besonders für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbinformation eignet. Indem ein Farbträger verwendet wird, dessen Frequenz ein Vielfaches der horizontalen Zeilenabtastfrequenz ist, und ein Pilotträger, dessen Frequenz die Hälfte der Farbträgerfrequenz beträgt, erscheinen die beiden Träger als vertikale Streifen oder Linien auf dem Aufzeichnungsmedium, so daß ein genaues Verfolgen der aufgezeichneten Zeilen nicht notwendig ist und zum Abspielen des aufgezeichneten Bildes eine willkürliche Abtastung verwendet werden kann. Durch die Umkehr der Phasen eines oder beider Träger am Ende jedes aufgezeichneten Bildfeldes kann die Sichtbarkeit der vertikalen Linienstruktur im wiedergegebenen Bild stark herabgesetzt werden.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können in der verschiedensten Weise abgewandelt werden. So kann man beispielsweise auch eine Vielzahl anderer Synchronisationsmarkierungen als die in F ä g. 4 dargestellten verwenden und die Farbinformation kann auch auf andere Weise aufgezeichnet werden, z. B. indem der Farbträger durch /- und Q-Farbanteilsignale entsprechend den NTSC-Farbfernsehnormen moduliert wird. An Stelle des Frequenzteilers 131 (F i g. 2) können außerdem mit den abwechselnden Bildfeldern des Filmes 10 Phasensynchronisationsmarkierungen aufgezeichnet werden, die dann zur Steuerung des elektronischen Schalters bei der Phasenumkehr des verdoppelten Trägers nach jedem Bildfeld dienen können.

Weiterhin kann der Filmaufzeichnungsträger rastermäßig anstatt zeilenmäßig, wie in F i g. 4 dargestellt ist. abgetastet werden. Die Abtastung in Rasterrichtung kann der Richtung des Filmtransportes folgen, wie ar anderer Stelle beschrieben ist; in diesem Falle soller dann Synchronisationsmarkierungen des in F i g. 4 mil S\ bezeichneten Typs verwendet werden. Die Vertikal abtastung soll bei einem Filmabtaster dieses Typs danr durch Vertikalablenkimpulse vom VertikaJablenkgene rator 98 eingeleitet werden, so daß der Filmabtastei bezüglich der horizontalen und vertikalen Ablenkunj mit dem Empfänger synchronisiert ist Eine Rasterabta stung in der der Laufrichtung des Films entgegenge setzten Richtung kann ebenfalls verwendet werden wenn man die Filmbewegung effektiv während der Ab tastung der einzelnen Bildfelder durch einen absatzwei se arbeitenden Transportmechanismus od. dgl. anhäli In solchen Fällen können Synchronisationsmarkierun gen beider Typen S\ oder 52 verwendet werden, um di<

Filmtransportgeschwindigkeit mit der Bildfrequenz im wiedergebenden Empfänger zu synchronisieren.

Die Erfindung ist auch nicht auf Farbaufzeichnungen beschränkt, sondern läßt sich für die verschiedensten Zwecke anwenden, wo eine Information in Form eines modulierten Trägers aufgezeichnet werden soll. Von besonderem Interesse ist hier das in der DT-PS 12 41 867 vorgeschlagene Verfahren zur Aufzeichnung von Schwarz-Weiß-Information als Frequenzmodulation eines Trägers. Wenn bei einem solchen System ein Träger verwendet wird, dessen Frequenz ein Vielfaches der horizontalen Abtastfrequenz ist, wie es gemäß der Erfindung vorgeschlagen wird, und wenn man die Freauenz des Trägers in Stufen moduliert, die Vielfache der Zeilenfrequenz sind, ist ein genaues Verfolgen der aufgezeichneten Zeilen nicht erforderlich, sondern man kann vielmehr willkürlich abtasten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Farbbildaufzeichnung zur fernsehmäßigen Wiedergabe, mit einem streifenförmigen Aufzeichnungsträger, der eine Folge von Bildzonen aufweist, die jeweils die einem Einzelbild entsprechende HeI-ligkeits- und Farbinformation sowie Bezugsinformation zur Wiedergabe der zeilenweise in codierter Form aufgezeichneten Farbinformation enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen praktisch ohne Zwischenraum untereinander angeordnet sind und die Aufzeichnung eines mit der Farbinformation amplituden- und phasenmodulierten ersten Trägersignals, dessen Frequenz ein Vielfaches der Zeilenfrequenz ist, und eines dem ersten Trägersignal überlagerten, als Pilotsignal dienenden zweiten Trägersignals, dessen Frequenz gleich der halben Frequenz des ersten Trägersignals ist, enthalten.

2. Farbbildaufzeichnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase mindestens eines der in den Zeilen aufgezeichneten Trägersignale von Bildzone (11,12,13) zu Bildzone wechselt.

3. Farbbildaufzeichnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den aufgezeichneten Zeilen ein Leuchtdichtebild überlagert ist.

4. Farbbildaufzeichnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdichtebilder in Längsrichtung des Aufzeichnungsträgers anamorphotisiert sind.