DE1841623U

DE1841623U - Anordnung zur einblendung zusaetzlicher zeichen in schirmbilder von kathodenstrahlroehren, vorzugsweise in radarschirmbilder.

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Publication number: DE1841623U
Application number: DE1958T0009951
Authority: DE
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1958-10-14
Filing date: 1958-10-14
Publication date: 1961-11-16

Description

Anordnung zur Einblendung zusätzlicher Zeichen in Schirmbilder von Kathodenstrahlröhren, vorzugsweise in Radarschirmbilder Bei der Übertragung von Schirmbildern von Kathodenstrahlröhren auf irgendwelche Tochtergeräte tritt häufig die Aufgabe auf, dem am Erstgerät erzeugten Schirmbild zusätzliche Zeichen hinzuzufügen.
Insbesondere ist dies der Fall bei der Übertragung von Radarschirmbildern von einer Beobachtungsstelle zu einer oder-mehreren anderen örtlich getrennten Stellen. Hier ist es zum Beispiel sehr wichtige ein auf dem Radarschirmbild erscheinendes Ziel besonders bezeichnen zu können, indem man dem betreffenden Ziel sogenannte taktische Zeichen, etwa Pfeile, Kreise oder auch Ziffern oder Buchstaben zuordnet, welche dann nach der Übertragung auf den Tochtereräten erscheinen und die Erkennung und Verfolgung des so gekennzeichneten ZJä. es erleichtern. Hierbei ist es besonders notwendig, daß diese Zeichen möglichst schnell erzeugt und ebenso schnell wieder gelöscht werden können.
Einbekanntes Verfahren besteht darin, daß vor den Beobachtungsschirm des Erstgerätes eine durchsichtige Platte aus Glas oder Kunststoff abnehmbar in genau fixierter Lage angebracht wird, auf welche die gewünschten Zeichen-etwa mit Fettstift-eingetragen werden.
Diese Platte wird dann abgenommen und in gleicher Relativlage durch ein gesondertes Lichtpunktabtastgerät, welches mit dem Radaranzeigegerät synchron gesteuert wird, abgetastet. Die durch dieses Lichtpunktabtastgerät gewonnenen Zeichenimpulse können dann ohne weiteres den Radarbildsignalen beigemischt werden und erzeugen im Tochtergerät ein dem Original entsprechendes Bild mit den zusätzlichen taktischen Zeichen.
Diese bekannte Einrichtung weist verschiedene Nachteile auf o Die Platten, auf denen die zusätzlichen Zeichen angebracht werden, müssen sowohl vor dem Radarschirmbild wie auch vor dem Abtaster außerordentlich genau justiert sein, um eine einwandfreie örtliche Zuordnung der auf dem Tochterbild erscheinenden Zeichen zu erreichen. Weiter entsteht durch das Entfernen der Zeichenplatte vom Radarschirm und das Einbringen in den gesonderten Abtaster stets ein gewisser Zeitverluste ehe die einzublendenden Zeichen wirklich auf den Tochterbildern erscheinen. Dies kann bei schnell sich verändernden Bildern (schnelle Flugzeuge als Ziele) unter Umständen schon sehr kritisch seine Gemaß der Neuerung

wird nun die Bildröhre des Erstgerätes als Licht-

quelle für die Abtastung der einzublendenden Zeichen derart benutzte

daß die Zeichen unmittelbar auf oder vor dem Bildschirm aufgebracht,

t/<t ?/C/<' f/e A « n/

werden und einß ? hotoelement)/vorzugsweise ein Sekundärelektronen-

vervielfacher, vor dem Bildschirm angebracht wird. Falls der Bildschirm mit einer praktisch nicht nachleuchtenden Schicht versehen ist, nimmt das Photoelement ohne zusätzliche Abtasteinrichtung die Bildimpulse und die - durch den bilderzeugenden Strahl punktweise abgetasteten-zusätzlichen Zeichen auf, so daß das von dem Photoelement gelieferte Signal auf einem mit synchroner Ablenkung arbeitenden Tochtersichtgerät unmittelbar das mit den zusätzlichen Zeichen versehene Originalbild erzeugt. Es ist also auf diese Weise grundsätzlich möglich, ohne zusätzliche Abtasteinrichtungen beispielsweise in ein Fernsehbild Hinweispfeile o. ao einzublenden und das Bild mit den zusätzlichen Zeichen auf einem Tochtergerät wiederzugeben. Die Auflösung hängt dabei einmal von der Punktschärfe des bilderzeugenden Strahles und weiter von der Nachleuchtzeit des Leuchtschirms ab und wird deshalb begrenzt seine Bei der Einblendung von. Zeichen in Radarschirmbilder in PPJ-Dar-

vorgeschlagene

Stellung : ; für welche die/Anordnung-na&h der Brfindung in erster

Linie gedacht ist, besteht die Schwierigkeit, daß die Bilderzeugung auf dem Sichtgerät infolge des entsprechend der Antennendrehung umlaufenden Strahles verhältnismäßig langsam vor sich geht, so daß man zur visuellen Beobachtung des Gesamtbildes und zur Einzeichnung der gewünschten Zusatzzeichen lang nachleuchtende Bildschirme verwenden muß, die mindestens so lange nachleuchten müssen, bis der Strahl bei seinem nächsten Umlauf die gleiche Bildzeile wieder erreichte Die Abtastung der gezeichneten Figuren erfordert jedoch eine Lichtquelle, die sehr kurzfristig ihren Ort auf dem Schirm wechselt, da die Lage eines Punktes beim Lichtpunktabtaster ja nur durch die Zeit gegeben ist, zu welcher er beleuchtet wirdc. Außerdem muß die zur Erhaltung der Punktschärfe des durch den Lichtpunktabtaster erzeugten Tochterbildes notwendige Helligkeit sehr rasch abklingen. Zwar ließe sich eine Einblendung von Zeichen mit der beschriebenen Anordnung einfachster Form auch dann erreichen, wenn man einen Leuchtschirm verwendet, der an der Stelle, wo er vom Elektronenstrahl unmittelbar getroffen wird, sehr hell aufleuchtet und dann sehr rasch auf einen niedrigen Dauerwert abklingt, jedoch

wäre in diesem Falle der Signalabstand für die Einblendung verhält-

nismäßig gering, was unter Umständen durch entsprechende Begrenzerstufen ausgeglichen werden könnte.
Gemäß einer Weiterbildung der Neuerung benutzt man für das Erstgerät einen Leuchtschirm, der z. B. ein gelbgrünes Nachleuchten und eine blaue Fluoreszenz besitzt (P-Schirm). Hierbei läßt sich mit Hilfe eines Farbfilter oder durch Verwendung eines speziell für Blau empfindlichen Photo-Sekundärelektronenvervielfachers die Wirkung der Fluoreszenz und des Nachleuchtens trennen.
Eine sehr vorteilhafte räumliche Anordnung des Sichtgerätes und der mit ihm zusammenwirkenden photoelektrischen Einrichtung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt. Eine z. B. gelb nachleuchtende und blau fluoreszierende Bildröhre 1 ist in einem Radarsichtgerät 2 vorzugsweise so angebracht, daß der Bildschirm 1'etwa in Tischhöhe waagerecht liegt. Dicht darüber befindet sich in einer Einfassung 8 eine Glasplatte 7. Die in einem Gehäuse 3 befindliche photoelektrische Einrichtung mit dem Photoelement 4 ist in solchem Abstand über dem Bildschirm 11 aufgehängt, daß die Bildfläche des Sichtgerätes 2 von allen Seiten frei zugänglich ist und das Photoelement den Beobachter nicht behindert. Diese Aufhängung kann an einem mit dem Sichtgerät 2 verbundenen (nicht dargestellten) Gestell oder, mit gleichem Ergebnis, an der Decke des betreffenden Raumes erfolgen. Zur besseren Verdeutlichung sind die Seitenflächen der Gehäuse des Sichtgerätes und der photoelektrischen Einrichtung weggelassen und es ist die Einfassung 8 im Schnitt dargestellt.
Auf das lichtempfindliche Organ (Photozelle oder dergleichen) 4 der photoelektrischen Einrichtung soll möglichst nur solches Licht gelangen, welches vom Bildschirm 1'kommt. Außerdem soll ein möglichst großer Anteil der Fluoreszenzstrahlung des Bildschirmes der Photozelle zugeführt werden. Von der Raumbeleuchtung herrührendes Streulicht soll abgehalten werden. Um diese Bedingungen zu erfüllen, könnte man Linsen-oder Spiegelanordnungen bekannter Art verwenden, welche die Fläche des Bildschirmes auf der Photokathode des lichtempfindlichen Organes 4 abbilden. Derartige optische Anordnungen erfordern jedoch einen größeren Aufwand. Es ist ferner zu beachten, daß Photokathoden vielfach nicht an jeder Stelle ihrer Oberfläche gleiche Empfindlichkeit aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung wird daher vorgeschlagen, vor dem lichtempfindlichen Organ~4 einen innen verspiegelten Trichter 5 anzuordnen, und zwar derart, daß seine größere Öffnung dem Bildschirm 1'zugewandt ist. Die kleinere Öffnung sollte etwa der Größe der Photokathode entsprechen. Die optimale Länge im Verhältnis zur Öffnung des Trichters sowie die erforderliche Krümmung bzw. Neigung der spiegelnden Flächen lassen sich im übrigen nach den bekannten Gesetzen der geometrischen Optik bestimmen. Durch Versuche wurde festgestellt, daß bereits...

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bjngt. Di optimale Länge im Verhältnis s r Öffnung des Trichters

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lsen sich nach c' : i Gesessen der geometrischen Optik bestimmen. Ein

weiterer Vorteil des innen vorspiegelten Trichters liegt drin, daß

sich (f ; m'eh entsprechende Belegung eine gewisse Farbausfil'jerung er-

reichen läßt. So bewirkt s. B ein Beleg mit Chron bereits eine aus-

. cspToohefh. e Bevorsugung de Blaureficxiom während die Gelbreflexion

unterdrückt wirdo Dies erleichtert die Trennung des von der (blauen.)

Fluoreszenz herrührenden Lichtes von dem (gelben) Nachleuchteno

elbstverständlichkannauchnocheinsusätzlichesFarbfilter 6 vor

dem Photoölement angeordnet werben.

Eswil-d nun auf dem Bildschirm der RSbre. 1 in hergebrachter Weise

ein Radarbild erzeugto Man muß nur die Grundhelligkeit des Bildes so

einstellen daß auch an den aonst dunklen Stellen des Schirmes ein,

wennauch schwaches Fluoreszenslicht ents'bsh' Schreibt man nun

9/

beispielsweise mit einem Fe'ststif'c inctwelch's ZeicheR/auf den Bild-

schirm oder auf eine unmittelbar über diesem angebrachte Glasplatte 7 :

soir an diesen Stallen für das Photoelement das Pluoressenzlicht

abgedeckteDas dem Bildschirm gegenüber angebrachte Photo'slement

gibt nun als Signal die Helligkeitsschnkungen ab die vom Radar-

bildsignalselbst uMder Bedeckung des Schirmes mit den geschriebenen

Zeichenhervorgerufen, werden und auf des Tochte. r'bil erscheinen die

Zeichen dunke-1 eingeblendet. 1 Nrmalf&ll (poitiT geschriebenes

Raöarbild) habsn die beiäsn Signale' (Bil und taktische Zeichen) ver-

schiedene Polarität und kOnnen so etwa d rch Amplitudenbegrenzung,

in einfache :" eise voneinander getrennt werden

ka : an es

Istbei großer Raumhelligkeit der Storabstane gering ? so kami es

vorteilhaft sein den Bildaufzeichnunga"und Abtastvorgang dadurch

zu trennen, daß man beim Radarbild nur jeden zweiten Radios schreibt

und in den Zwischenräumen die Strahlhelligkeit verhältnismäßig hoch macht und diese Radien zum Abtasten der Zeichen benutzt. In diesem Falle ist es auch zweckmäßig, den Verstäker, der das vom Photoelement kommende Signal verstärkt, während des Schreibvorganges der Radien des Radarbildes zu sperren. Beides läßt sich durch geeignete elektronische Schalter bewerkstelligen.

Erzeugt man das Radarbild negativ (Ziele dunkel, tote Flächen hell) 9 so ergeben Radarziel und durch Zeichenstift verdunkelte Stellen ein Signal gleichen Vorzeichens. In diesem Falle entspricht das dem Photoelement entnommene Signal dem Gesamtgemisch, also Radarbild plus eingeblendetes Zeichen, und eine besondere Mischstufe kann entfallen.
Allerdings kann bei diesen Verfahren die Punktauflösung etwas beeinträchtigt werden.

Die in der Figur dargestellte waagerechte Anordnung des Bildschirmes mit darüber aufgehängtem Photoelement hat insofern besondere Vorteile9 als man die taktischen Zeichen nicht nur mit dem Fettstift aufbringen

kann sondern auch vorgßiertigte 3eichen9-zoB< Pfeile, uchstaben ode

Ziffern-verwenden kann, die aus undurchsichtigem Material herge-

stellt sind und einfach auf dem Bildschirm bzwo die darüberliegende Glasplatte 7 aufgelegt und gegebenenfalls der Bewegung der Ziele folgend verschoben werden können. Dabei geht auch die Löschung-die bei Verwendung eines Fettstiftes durch einen mit Lösungsmittel getränkten Lappen erfolgt-besonders rasch ? weil man nur die aufgelegten Schablonen zu entferen braucht. Hierbei ruft auch die im

LCT'T'?.'!.*.'y.Jj.(''SH3.M.T.'s.;'";,*'"'';'Tt'''."''c,'!''''.*'=-'''. ".' U

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i--. i' sein käny vsDr. das Rsrbil've. :.'<. nehrereii ocachten verfolgt

we-ren 3oll, o. deaeu nrr-iner die takischn Zeichen inscreioto

9/

Usaie beixa Z&ishnen oer Verschieben öer Zeichenaurch ie Hand dea

Ausführenden verursachten Störungen, gering zu halten (auch eine un-

beabsichtigte Abblensung eines Bildauaachnittes durch den''Xopf des

B&'-htera ißt mS. lichJ ; is"t es zweckmäßige das Ausgangssignal des

Photoelementes zu differensiereno Dann werden vcn abgedeckten Flächen

nur die ! nte als Signal übertragene was bei der Einblendung schmaler

Zeichen sich überhaupt nicht störend bemerkber machte wie praktische

Vorsuche gsigi habn Dey geübte Beobachter wird übrigens das

Zeichnen bst ?.-, Verschieben der Zeichen isMer so vornehmen können, daß

erEit seinem Hand nicht in den Bereich 6es ja lngsan rotierenden

leuchtendenRa. iu& gelangte Ein weiterer Vorteil der Differentiation

des Ausgangssignalss ist eine wesentliche Verringerung des Einflusses

von Streulicht, welches aus der Umgebung kommt. Tageslicht und Raum-

heleushtung mit Gleichstrom verlieren durch äie Differentiation ihren

Einfluß auf das Ausgangssignal võllig, sofern das Photoelement nicht

gänzlich übersteuert wiröo Auch der Einfluß von mit 50 Hz Wechselstrom

gespeisterRaumbeleuchtung ist nur noch sehr geringe Der Signalver-

stärker wird zweckmäßig mit einer selbsttätigen Regelung versehen, um

Tegelschwankunßen die auch durch in der Helligkeit wechselndes Um-

gebungslicht entstehen ko : menen, auszugleiohsn

Es ist weiter vorteilhafte die Hochspannungaerzeugung für einen als Photoelement verwendeten Sekundärelektronenvervielfacher im Gehäuse des Photoelelementes anzuordnen, um lange Hochspannungskabel zu vermeiden Die beschriebenen Abtast- und einblendvorgänge lassen sich naturgemäß mit der niedrigeren Frequenz von frequenzkomprimierten Radarschirmbildern wesentlich einfacher ausführen als mit Bildern der Originalfrequenz und sind dabei hinsichtlich der Abbildungstreue und Punktschärfe erheblich geringeren Fehlermöglichkeiten ausgesetzt.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e

1. Anordnung zum Einblenden zusätzlicher, durch Lichtpunktabtastung erfaßter Zeichen in von einem Erstgerät auf Tochtergeräte übertragene Schirmbilder von Kathodenstrahlröhren, beispielsweise in Radarschirmbilder, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der einzublendenden Zeichen mittels des Bildschirmes des Erstgerätes erfolgt, indem diese Zeichen in für das Fluoreszenzlicht des Bildschirmes undurchlässiger Form auf den Bildschirm selbst oder unmittelbar vor diesem aufgebracht sind und vor dem Bildschirm eine fest angebrachte photoelektrische Einrichtung (z. B. Fotozelle, Sekundärelektronenvervielfacher) angeordnet ist, deren Ausgangssignal der jeweiligen Intensität der Fluoreszenzstrahlung des Bildschirmes entspricht und den synchron zum Erstgerät betriebenen Tochtergeräten zugeführt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Erstgerät eine Bildröhre verwendet ist, die eine momentan verschwindende Fluoreszenz und ein langdauerndes Nachleuchten in Spektralfarben möglichst großen Frequenzabstandes, vorzugsweise blau und gelbgrün,aufweist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Organes bei der Fluoreszenzfarbe des Bildschirmes ein Maximum aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem lichtempfindlichen Organ der photoelektrischen Einrichtung ein innen verspiegelter Trichter aus gekrümmten oder geneigten Flächen, vorzugsweise in Form eines Pyramidenstumpfes aus geradlinigen, geneigten Flächen, so angeordnet ist, daß seine größere Öffnung dem Bildschirm zugewandt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspiegelung mit einem Belag ausgeführt ist, der die Farbe der Fluoreszenz des Bildschirmes bevorzugt reflektiert.
6. Anordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der photoelektrischen Einrichtung ein Farbfilter angebracht ist, dessen Durchlaßbereich der Fluoreszenz des Bildschirmes entspricht.
7. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm des Erstgerätes horizontal angeordnet und die photoelektrische Einrichtung in einem derartigen Abstand darüber aufgehängt ist, daß der Bildschirm zum Einbringen der Zusatzzeichen frei zugänglich bleibt.
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Bildschirm aufzubringenden Zeichen durch vorgefertigte Plättchen aus lichtundurchsichtigem Material verkörpert sind, welche auf den Bildschirm aufgelegt sind und entsprechend den Veränderungen des Schirmbildes von Hand verschoben werden.
9. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Einrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse einen Sekundärelektronenvervielfacher und das hierfür erforderliche Netzanschlußgerät enthält.
10. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosignalverstärker als selbsttätiger Regelverstärker ausgebildet ist.