DE2010695A1 - Farbcodieranordnung für eine Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung - Google Patents

Description

6983-70/Kö/S
RCA 59,391
Convention Date:
March 6, I969

RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A,

Farbcodisranordnung für eine Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Farbcoderanordnung für eine Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung.

Farbfernsehkameraanordnungen, bei denen für die Erzeugung von Farbfernsehsignalen eine Bildaufnahmeeinrichtung wie eine Vidicon-Kameraröhre mit räumlichen Farbfiltergittern verwendet wird, sind in den USA-Patentschriften 2 733 291 und 3 378 633 beschrieben. Die Farbfiltergitter bestehen dabei beispielsweise aus Streifen aus subtraktivem farbselektiven Filtermaterial, die durch dazwischen befindliche Streifen aus transparentem Material getrennt sind. Wenn Licht von einem farbigen Gegenstand durch die Filtergitter auf die Photoelektrode einer Kameraröhre projiziert wird, erzeugt die Röhre durch Abtasten der Elektrode mit einem Elektronenstrahl ein Farbvideosignal. Das erzeugte Videosignal hat die Form eines amplitudenmodulierten Trägers, dessen Frequenz von der Anzahl der Filterstreifen sowie von der Abtastfrequenz und dessen Amplitude von der Intensität des jeweiligen Farblichtes vom Aufnahmegegenstand abhängt.

Gemäß den Lehren der USA-Patentschrift 3 378 633 besteht das Farbsignal-Codierfilter beispielsweise aus zwei Gittern, von denen das eine einen ersten Satz von Cyan-Filterstreifen, die Rotlicht sperren und mit einem zweiten Satz von Transparentstreifen ab-

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wechseln, und das andere einen ersten Satz von Gelb-Filterstreifen, die Blaulicht sperren und mit einem zweiten Satz von
Transparentstreifen abwechseln, aufweisen. Die beiden Gitter sind in solcher Lage zueinander und in bezug auf die Photoelektrode
der Kameraröhre angeordnet, daß bei Abtastung der einander entsprechenden Elektrodenbereiche durch den Elektronenstrahl am Kameraröhrenausgang ein Träger mit einer ersten Frequenz, der durch dem Rotlichtinhalt des Aufnahmegegenstands entsprechende Farbwertsignale (Rot-Signale) amplitudenmoduliert ist, und ein weiterer Träger mit einer zweiten Frequenz, der durch dem Blaulichtinhalt des Aufnahmegegenstandes entsprechende Farbwertsignale (Blau-Signale) amplitudenmoduliert ist, erzeugt. Ferner wird am Kamerak röhrenausgang ein der jeweiligen Helligkeit des auf die Photoelektrode projizierten Lichtes entsprechendes Leuchtdichtesignal mit relativ niederfreauentem Frequenzband (Y-Signal) erzeugt. Um aus dem Leuchtdichtesignal Y und dem Rot-Signal R sowie dem Blau-Signal B Farbdifferenzsignale (z.B. R-Y und B-Y) für die Übertragung und/oder -viedergabe des farbigen Bildes zu gewinnen, werden die mit dem Rot-Signal bzw. dem Blau-Signal modulierten Träger demoduliert und die dabei gewonnenen Rot- und Blau-Signale R unü Y in bekannter Weise mit dem Y-Signal matriziert, so daß die gewünschten Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y entstehen.

Es wurde gefunden, daß Farbdifferenzsignale unmittelbar in
der Kameraröhre erzeugt werden können, so daß die für die Erzeugung dieser Signale beispielsweise bei den eingangs genannten bekannten Anordnungen verwendete Matrixschaltung entfallen kann.
uies wird dadurch erreicht, daß man für die farbselektiven Streifen der Farbcodier-Filtergitter ein Material verwendet, das sämtliche Farben mit Ausnahme der für das F'arbdif ferenzsignal erwünschten durchläßt, und zwischen diese farbselektiven Streifen
anstelle von Streifen aus transparentem Material solche aus Material neutraler richte (grau) zwischenschaltet. Die Jurchlässii.·- keit der Graustreifen und der farbselektiven Streifen der Gitter für »veißlicht ist gleich. Indem man das eine Filtersritter aus abwechselnden Cyan- und Graustreifen zur Erzeugung· einer ersten
. reouenz ausbildet, gewinnt man ein Rot-FarbuLrforenzsignal (iv-\)

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in Form der Amplitudenmodulation eines Farbträgers mit dieser ersten Frequenz. In entsprechender Weise wird ein Blau-Farbdifferenzsignal (B-Y) als Amplitudenmodulation eines Farbträgers einer zweiten Frequenz dadurch erzeugt, daß man als zweites Filtergitter ein solches aus abwechselnden Gelb- und Graustreifen verwendet. Anders als bei der Verwendung von transparenten Zwischenstreifen wird bei Verwendung von Zwischenstreifen aus neutraldichtem Material bei neutralfarbigen oder unbunten Bereichen des Aufnahmegegenstandes kein Träger erzeugt, nie Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y sind daher in Form von Seitenbändern zweier verschiedener unterdrückter Träger codiert. Die beiden Farbdifferenzsignale können durch Hüllkurvendemodulation der beiden ampli tudenmodulierten unterdrückten Träger getrennt wiedergewonnen wer den, wobei jedoch keine Möglichkeit besteht, ohne zusätzliche Information zu ermitteln, ob die demodulierten Signale dem gewünsch ten Farbdifferenzsignal oder dessen umgekehrter (polaritätsverkehrter) Version entsprechen. Das heißt, es besteht eine Polaritätszweideutigkeit, die aufgelöst oderbehoben werden muß, damit die demodulierten Signale in der richtigen Weise verwertet werden können.

Es wurde bereits ein Farbdifferenz-Codiersystem vorgeschlagen, bei welchem das für die Demodulation der Träger zu verwendende Referenzsignal mit Hilfe eines neutraldichten Gitters gewonnen wird, das direkt im optischen Strahlengang des zu codieren den Lichtes angeordnet ist. Dieses neutraldichte Filter (Graufilter) absorbiert in unerwünschter Weise einen gewissen Anteil des Aufnahmegegenstandslichtes, und es muß stets etwas .Aufnahmegegenstandslicht anwesend sein, um das Referenzsignalgitter auf die Photoelektrode der Kameraröhre abzubilden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrich tung und eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit welcher Farbdifferenzsignale erzeugt und aus den von der Kameraröhre erzeugten unterdrückten Farbträerern ohne Polaritätszweideutigkeit gewonnen werden können.

Lrfinduncsfremäß ist eine Karbcoderanordnunü für eine Fern-

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seh-Aufnahmeeinrichtung, bei welcher Licht von einem farbigen Gegenstand auf die Photoelektrode einer Bildaufnanmeeinrichtung durch ein Farbdifferenzsignal-Codierfilter projiziert und die Photoelektrode durch einen Elektronenstrahl rasterförmig abgetastet wird, derart, daß mindestens ein Farbdifferenzsignal in Form eines unterdrückten amplitudenmodulierten Trägers mit durch die Trägerunterdrückung bedingter Polaritätszweideutigkeit erzeugt wird, vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch eine eindeutig codierende Einrichtung mit einer auf ein gegebenes Frequenzband der Seitenbänder eines Farbträgers ansprechenden Demodulatoranordnung zum Erzeugen der positiven und negativen Hüll-

k ■ kurven eines ein Farbdifferenzsignal bildenden signalmodulierten Farbträgers; einer steuerbaren Wählanordnung, die durch Wählen einer der beiden Hüllkurven ein Ausgangsfarbdifferenzsignal erzeugt; einer Anordnung zum Erzeugen eines Phaseneinstellimpulses am Beginn jeder Abtastzeile; einem auf einen Phaseneinstellimpuls ansprechenden Schwingungserzeuger, der während der Dauer jeder Abtastzeile eine unmodulierte phasenkonstante eindeutige Referenzschwingung mit Farbträgerfrequenz erzeugt; einer auf den signalmodulierten Farbträger und den Bezugsträger ansprechenden Signalerzeugeranordnung zum Erzeugen eines Anzeigesignals, das die richtige Phasenlage des signalmodulierten Farbträgers anzeigt; und einer Anordnung, welche das Anzeigesignal der Wählanordnung zuleitet, derart, daß das von dieser erzeugte Ausgangsfarbdiffe-

f renzsignal in seiner Polarität eindeutig ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind ein Frequenzteiler in Form eines Binärzählers sowie zwei Phasenvergleichsanordnungen in Form von Synchrondetektoren vorgesehen. Dabei wird der mit dem Farbdifferenzsignal modulierte Farbträger dadurch erzeugt, daß Licht vom Aufnahmegegenstand auf die Photoelektrode der Kameraröhre durch ein Codierstreifenfilter projiziert wird. Der Phaseneinstellimpuls wird dadurch erzeugt, daß farbiges Licht von einer anderen Quelle als dem Aufnahmegegenstand auf einen schmalen Streifen gerichtet wird, der in bezug auf die Photoelektrode der Kameraröhre so angeordnet ist, daß auf der Photoelektrode ein kleiner Flächenbereich belichtet wird, der

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durch den Elektronenstrahl während jeder Abtastseile unter Erzeugung des Fhaseneinstell-Referenzsignals abgetastet wird«, Vorzugsweise besteht das Farbdifferenzsignal-Codierfilter aus zwei Komponenten, durch welche zwei Farbdifferenzsigsaale als Amplitudenmodulationen zweier unterdrückter Farbträger verschiedener Frequenz erzeugt werden, die durch entsprechende Filter getrennt und zwei getrennten Signalbehandlungseinrichtungen von der beschriebenen Art zugeführt werden.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 das Blockschaltschema einer erfindungsgemäßen Codier^ anordnung zum Erzeugen zweier eindeutiger Farbdifferenzsignale und eines Leuchtdichtesignalsj

Figur 2 eine Querschnittsdarstilung der Kameraröhre in der Schnittebene 2-2 in Figur 1, in welcher die Lage des den Phaseneinstellimpuls erzeugenden Streifens wiedergegeben ist;

Figur 3 eine schematische Darstellung der Kameraröhre und der dazugehörigen optischen Einrichtung zum Aufprojizieren von Licht sowohl vom Aufnahmegegenstand als auch von einer getrennten Quelle zur Erzeugung des Phaseneinstellimpulsesj

Figur 4 die stark vergrößerte Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäß verwendbaren Farbdifferenzsignal-Codierfilters; und

Figur 5 die stark vergrößerte Darstellung eines Teils eines in Verbindung mit einer äußeren Lichtquelle für die Erzeugung des Phaseneinstellimpulses verwendbaren Farbfilters.

Die in Figur 1 dargestellte Farbfernsehkameraanordnung enthält eine Aufnahmeröhre 11, beispielsweise ein Vidicon, mit einer im Inneren angebrachten Photoelektrode 12 und einem räumlichen Farbdifferenzsignal-Codierfiltergitter 13, das in einer Bildebene angeordnet ist, die in diesem Fall mit der Oberfläche der Frontplatte der Röhre zusammenfällt, so daß Licht von einem farbigen Gegenstand 15, das durch eine Optik 16 auf das Filtergitter fokussiert wird, durch dieses optisch übertragen wird. Das Filtergitter 13 kann stattdessen auch an anderer Stelle, beispielsweise im Inneren

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der Kameraröhre 11 angeordnet- sein, Das Filtergitter 13 ist allgemein ähnlich ausgebildet wie die in den eingangs genannten USA-Patentschriften beschriebenen Anordnungen, weist jedoch zusätzliche Mittel (beispiclsv.'oiöe von der in Figur 4 gezeigten Art) zum Erzeugen von Farbdiffcrenzsignalen^ z.B. B-Y und R-Y auf. Die Kameraröhre 11 hat wie üblich ein Elektrodensystem und anderweitig« Einrichtungen (nicht gezeigt) zum Erzeugen und Ablenken eines Elektronenstrahls zum Abtasten der Photoelektrode 12 unter Erzeugung von Videosignalen, welche die Leuchtdichte- und Farbinformation des Gegenstands 15 wiedergeben, sowie des erfindungsgemäß vorgesehenen Phaseneinstellimpulses.

P Vor der weiteren Beschreibung der Schaltungsanordnung nach Figur 1 wird zunächst an Hand der Figur 4 das Farbdifferenzsignal-Codierfilter 11 beschrieben. Das Filter 13 entsprichtyallgemein der in der USA-Fatentsclirift 3 419 072 beschriebenen Anordnung.

In Figur 4 hat das Filter 13 ein erstes Gitter mit einem ersten Satz von beanstandeten vertikalen Streifen 17 aus cyanlichtdurchlässigem Material (wobei Cyan Blau und Grün umfaßt), die mit Streifen lS eines zweiten Satzes aus neutrallichtdurchlässigem (graulichtdurchlässigem) Material abwechseln. Sämtliche Cyan- und Graustreifen 17 und 18 haben im wesentlichen gleiche Breite und gleiche Durchlässigkeit für Weißlicht und bilden ein ψ relativ hochfrequentes Gitter, da die Streifen 17 und 18 rechtwinklig zur horizontalen Abtastbewegungsrichtung des Elektronenstrahls auf der Photoelektrode 12 der Kameraröhre verlaufen, jas Filter 13 hat ferner ein zweites Gitter mit einem ersten Satz von

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beabstandeten Streifen/aus gelblichtdurchlässigem Material (wobei Gelb Rot und Grün umfaßt), die im Winkel von ungefähr45 zu den Streifen 17 und 18 des ersten Gitters angeordnet sind und mit Streifen 21 eines zweiten Satzes aus graulichtdurchlässigem Material abwechseln. Sämtliche Gelb- und dazugehörigen Graustreifen 19 und 21 haben dieselbe gleiche Breite wie die Cyan- und dazugehörigen Graustreifen 17 und 18 sowie gleiche durchlässigkeit für Weißlicht. -Jas zweite FiIt er gitter mit den Streifen 19 und

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bildet wegen der schrägwinkligen Orientierung dieser Streifen- gruppe zu den Streifen 17 und 18 des ersten Filtergittere ein relativ niederfrequentes Gitter, indem der Elektronenstrahl in einer Zeilenabtastung auf der Photoelektrode 12 weniger Flächenbereiche, die den Streifen des zweiten Gitters entsprechen, als solche, die den Streifen des ersten Gitters entsprechen, erfaßt.

Im vorliegenden Fall ist die Streifenanzahl des Filters 13 so gewählt, daß bei der Zeilenwechselfrequenz gemäß der US-Norm (FCC) das Rot-Farbdifferenzsignal R-Y, das in der Kameraröhre mit Hilfe des Gitters aus den Cyan- und Graustreifen 17 und 18 erzeugt wird, die Seitenbänder eines unterdrückten Trägers von 5 MHz umfaßt, während das Blau-Farbdifferenzsignal B-Y, das mit Hilfe des Gitters aus den Gelb- und Graustreifen 19 und 21 erzeugt wird, die Seitenbänder eines unterdrückten Trägers von 3,5 MHz umfaßt. Ferner liefert die Kameraröhre 11 ein Leuchtdichtesignal Y in einem relativ niedrigen Frequenzband von z.B. 0 bis 3 MHz aus dem vom Gegenstand 15 auf die Photoelektrode 12 auftreffenden mittleren Licht.

In Figur 1 ist das Ausgangssignal der Kameraröhre 11 einem Tiefpaßfilter 22 mit einem Durchlaibereich von 0-3 MHz, einem Bandpaßfilter 23 mit einem Durchlaßbereich von 3-4 MHz und einem Bandpaflfilter 24 «it einem Durchlaßbereich von 4,5-5,5 MHz zugeführt. Das voa Filter 22 abgenommene Leuchtdichtesignal Y ist einer Ausgangskleaae 25 zugeführt. Voraussetzungsgemäß sollen Farbsignale eit einer Maximalfrequenz von 0,5 MHz erzeugt werden. Das Filter 23 läßt daher das obere und das untert0,5 MHz-Seitenband des unterdrückten 3,5 MHz-Trägers durch, der durch das (B-Y)-Farbdifferenzsignal moduliert ist und anschließend so behandelt wird, daß an einer Ausgangsklemme 26 das wiedergewonnene (B-Y)-Signal erscheint. Entsprechend läßt das Filter 24 das obere und das untere 0,5 MHz-Seitenband des unterdrückten 5 MHz-Trägers durch, der mit dem (R-Y)-Farbdifferenzsignal moduliert ist und so behandelt wird, daß an einer Ausgangsklemme 27 das wiedergewonnene (R-Y)-Signal erscheint. Die Yerarbeitungsschaltungen für die beiden Farbdifferenzsignale sind von gleicher Beschaffenheit, so

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daß hier nur die Schaltung für das Blau-Farbdifferenzsignal (B-Y) beschrieben wird. Die entsprechenden Elemente der Schaltung für das Rot-Farbdifferenzsignal (R-Y) sind entsprechend mit den gleichen Bezugsnuaaiern mit dem Suffix "a" bezeichnet.

Die vom Filter 23 gelieferten Seitenbänder des 3,5 MHz-(B-Y)-Trägers werden in einem Hüllkurvendetektor 28 demoduliert, wobei jedoch, wie erwähnt, das demodulierte Signal wegen des Fehlens von Information über die Phase des vom Filter 23 stammenden Trägers bezüglich seiner Polarität zweideutig ist. Das durch das Codier filter 13 codierte Blaulicht vom Gegenstand 15 erzeugt eine Schwingung mit gegebener Phase, während das hierzu komplementäre

u Gelblicht eine Schwingung mit der' entgegengesetzten Phase erzeugt. Der Hüllkurvendetektor 28 ist unempfindlich für die Phase der Schwingung, die er demoduliert, so daß es keine Möglichkeit gibt, ohne zusätzliche Information zu ermitteln, ob das vom Detektor 28 gelieferte Signal einer bestimmten Polarität (entweder positiv oder negativ) Blaulicht oder Gelblicht repräsentiert. Das vom Hüllkurvendetektor 28 mit derartiger Polarxtätßzwexdeutxgkeit gelieferte Farbdifferenzsignal wird daher einem Phasenspalter 29 zugeführt, der an seinem Ausgang 31 eine positive und an seinem Ausgang 32 eine negative Version des demodulierten Signals bereitstellt. Ein durch ein die richtige Phase anzeigendes Signal (dessen Gewinnung noch erläutert werden wird) betätigter Steuerschalter 33 koppelt die (B-Y)-Ausgangsklemme 26 mit dem jeweils richtigen

" der beiden Ausgänge 31 (positiv) und 32 (negativ) des-Phasenspalters 29, so daß an d&r Ausgangsklemme 26 ein eindeutiges Blau-Farbdifferenzsignal (B-Y) erscheint.

Zwecks Steuerung des Schalters 33 ist das- Ausgangssignal des Filters 23 einem Amplitudenbegrenzer 34 zugeführt, dessen Ausgangs signal, das eine geringe Amplitudenmodulation aufweist, einem Frequenzvervielfacher 3 5 zugeführt ist, der in diesem Fall die Frequenz verdoppelt, wobei aber grundsätzlich eine beliebige Vervielfachung um einen geradzahligen Faktor möglich ist. Die Ausgangsschwinerune, des Frequenzvervielfachers 3 5 hat wegen der geradzahligharmonischen Beziehung der Ausgangsschwingxinii zur Eingangs-

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schwingung unabhängig von etwaigen l8O -Phasenverschiebungen der Eingangsschwingung stets die gleiche Phasenlage„ Die frequenz vervielfachte Ausgangsschwingung des Frequeazvervielfachers 3 5 ist einem phasensteuerbaren Frequenzteiler zugeführt _s der im vorliegenden Fall, d.h. bei FrequenzVerdopplung im Frequenzvervielfacher 35, ein Binärteiler 36 ist. Während die Ausgangsschwingung des Frequenzteilers 36 eiae l8O -Phasenzweideutigkeit aufweist^ kann man, daß seine Ausgangsschwingung die richtige Phase hat, dadurch erreichen, daß man den Frequenzteiler am Beginn jeder Rasterzeile mit der richtigen Phase beginnen läßt, vorausgesetzt, daß während im wesentlichen der gesamten Zeile ein Farbsignal irgendeiner Polarität vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird dieser Einsatz des Frequenzteilers 36 mit der richtigen Phase am Beginn jeder Rasterzeile dadurch erreicht, daß jeweils am Zeilenanfang ein Phaseneinstellimpuls erzeugt wird.

In Figur 2 ist die Photoelektrode 12 der Kameraröhre dargestellt, und zwar gesehen von der hinteren Seite der Röhre, wobei das Raster 37 durch den Elektronenstrahl (nicht gezeigt) von links nach rechts in einer Folge von vertikal beabstandeten Horizontalzeilen 38 abgetastet wird. Ein am linken Rand des Rasters 37 vorgesehener schmaler Streifen 39 dient zur Erzeugung des Phaseneinstellimpulses. Durch geeignete Ausleuchtung des Streifens 39 wird bei dessen Abtastung der gewünschte Phaseneinstellimpuls erzeugt. Der Phasengeberstreifen 39 kann beispielsweise aus opakem Leuchtstoff bestehen, der das Licht vom Gegenstand 15 ausblendet und durch eine äußere UV-Strahlungsquelle 41 beleuchtet wird, so daß bei Abtastung des Streifens 39 der gewünschte Phaseneinstellimpuls erzeugt wird.

In Figur 1 ist der Phaseneinstellimpuls im Ausgangssignal des Filters 23 enthalten, das über den Amplitudenbegrenzer 34 auch einer Schleusenschaltung 42 zugeführt ist, die ausgangsseitig an eine Vergleicheranordnung, beispielsweise einen Synchrondetektor 43 angeschaltet ist. über einen Steuereingang 44 ist der Schleusenschaltung 42 außerdem ein Auftastimpuls 45 zugeführt, welcher der üblicherweise in einer Fernsehkamera vorgesehenen

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Schaltung (nicht eezeigl ·.· -<:\ic Erzeuffiuig von X.;;kt i mpulsen für beispielsweise die iblenkstftuernng. die Kameraaustastung, die Signalanklaamerung und de ■ rl . -:ηί aominen worrier- kann, Der Auftastimpuls für die Schleusenac-ialti:ny; Λ 5 ist seitlich so eingestellt, daß er mit dem Phaserteiivsi :iiiii',i: Ls am Beginn jeder Abtastzeile zusammenfällt, so daß nur aei- FL iseneinsttilimpuls zum Synchrondetektor 43 gelangt, der außerdem das piiasenzweideubitie Ausgangssignal des Binärteilers 36 empfängt, Falls das AusganiTSsignal des Binärteilers 36 außer Phase .mit dem Phaseneinstellimpuls ist, erzeugt der Synchrondetektor 43 ein Phasenkorrektursignal, das dem Binärteiler· 36 zugeführt wird, um axe Phase seines Ausgangssignals umzukehren, so daß eine Schwingung mit der richtigen Phasenlage des Blau-Farbdifferenzsignals (B-Y) erzeugt wird.

Das vom Filter 23 gelieferte (B-Y)-Signal und das vom Binärteiler 36 stammende phasenkorrigierte Signal sind einem Synchrondetektor 40 zugeführt, der ein Anzeigesignal erzeugt, das dem Steuerschalter 33 zugeführt ist und diesen so steuert, daß jeweils der richtige der beiden Phasenspalterausgänge 31 und 3 2 auf die Ausgangsklemme 26 geschaltet und damit dort ein eindeutiges (B-Y) — Signal bereitgestellt wird.

Das relativ einfache Phaseneinstellimpulserzeugersystem nach Figur 2 hat den Nachteil, daß möglicherweise die richtige Phaseneinstellung während einer Abtastzeile verlorengeht, wenn in einem Flächenbereich der Photoelektrode 12 der Kameraröhre 11 entweder überhaupt kein Licht oder unbuntes Licht vom Gegenstand 15 auftritt. In beiden Fällen wird Icein Trägersignal erzeugt, so daß der binäre Frecmenzteiler .30 aufhört zu arbeiten. Wenn in dem betreffenden Zeilenintervall dann später wieder ein Trägersignal erzeugt wird, setzt der Frequenzteiler 36 erneut ein, jedoch mit willkürlicher Phase, die ebensogut falsch wie richtig sein kann. Dieser Nachteil kann dadurch weitgehend behoben werden, daß man am Ausgang des Frequenzverdopplers 3 5 ein abgestimmtes Schmalbandfilter mit hohen O-Wert vorsieht, wodurch die Anlieferung von Information zum Frequenzteiler 3 6 auch während Unterbrechungen der Lingangsinformation fortdauert, üer O-V^;ert dieses Filters aarf je-

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doch nicht; zu hoch sein, damit vermieden wird, .daß der Frequenzteiler am Beginn der nächsten Abtastzeile bei Auftreten des nächsten Phaseneinstellimpuises nicht schnell genug einsetzen kann oder daß die Phase des Frequenzteilers durch Information gesteuert wird, die aus der vorausgegangenen Zeile stammt, also effektiv in der "Erinnerung" geblieben ist. Um dies zu vermeidet», kann man den Q-Wert eines solchen abgestimmten Filterkreises dadurch elektrisch steuern, daß man ihn am Ende jeder Abtastzeile herunterdrückt, so daß das Filter jeweils am Zeilenanfang einen relativ niedrigen Q-Wert hat und folglich auf den Phaseneinstellimpuls ansprechen kann, um dann für den restlichen Teil der Zeile wieder seinen hohen Q-Wert anzunehmen. Eine solche Bedämpfung kann dadurch erreicht werden, daß man über den abgestimmten Kreis mit hohem Q-Wert eine Diode schaltet und diese Diode durch einen geeigneten Impuls eintastet, der dem Impuls 45 ähnlich ist, jedoch ihm zeitlich vorauseilt, so daß er jeweils am Zeilenende auftritt.

Das oben beschriebene System kann jedoch dann immer noch zu wünschen übrig lassen, wenn der AufnahEsegegenstand verhältnismäßig ausgedehnte Schwarzbereiche aufweist, die eine oder mehrere Rasterzeilen ganz oder zum größten Teil urafassen. Um in solchen Fällen sicherzugehen, daß der Frequenzteiler 36 nicht auf die falsche Phase eingestellt wird, sieht die Erfindung vor, daß die gesamte Abtastfläche der Photoelektrode 12 der Kameraröhre 11 gleichmäßig mit einer kleinen Menge an entweder Grün- oder Magentalicht beaufschlagt wird. Eine entsprechende Anordnung ist in Figur 3 gezeigt, wobei gleiche Teile wie in Figur 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Über ein Kollimatorobjektiv 48 und ein farbselektives Filter 49 wird Weißlicht aus einer Quelle 47 auf einen teilversilberten Spiegel 51 gerichtet, von wo dieses Licht durch das Farbdifferenzsigmal-Codierfilter 13 auf die Photoelektrode 12 reflektiert wird, so daß deren gesamte Abtastfläche mit einer kleinen Menge an Licht einer durch die Eigenschaft des Filters 49 gegebenen Farbe ausgeleuchtet wird. Zwischen dem Spiegel 51 und dem Codierfilter 13 ist ein schmaler Phaseneinstellimpulserzeugerstreifen 52 angeordnet, der sowohl

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vom Zusatzlicht von der Quelle 47 als auch vom Licht vom Gegenstand 15 durchsetzt wird. Der Phasengeberstreifen 52 besteht aus entsprechend der Farbe des Zusatzlichtes lichtselektivem Filtermaterial. Wenn das Filter 49 für Grünlicht durchlässig ist, besteht der Phasengeberstreifen aus grünlichtdurchlässigem Material. Ist dagegen das Filter 49 für Magentalicht durchlässig, so besteht der Phasengeberstreifen aus ebenfalls magentalichtdurchlässigem Material. Der dem Phasengeberstreifen entsprechende Bereich der Photoelektrode 12 empfängt somit durch den farbselektiven Phasengeberstreifen das Zusatzlicht und das Licht vom Gegenstand 15, so daß das Zusatzlicht nur zur Nutzinformation vom Ge- ψ genstand addiert, dagegen niemals von ihr subtrahiert werden kann.

Da die gesamte Abtastfläche der Photoelektrode 12 zusätzlich mit entweder Grün- oder Magentalicht beaufschlagt ist, enthalten die positiven oder negativen Ausgangssignale sowohl am (B-Y)-Ausgang 26 als auch am (R-Y)-Ausgang 27 eine dem Zusatzlicht entsprechende Sockelspannung konstanter Amplitude. Diese Sockelspannung kann von den Nutzfarbdifferenzsignalen effektiv dadurch subtrahiert werden, daß die durch das Zusatzlicht während des Phaseneinstellimpulserzeugerintervalls erzeugte Sockelspannung gemessen wird. Diese Spannung wird dann mit üblichen Mitteln von den Signalen in den beiden Farbdifferenzsignal-Behandlungskanälen subtrahiert. Damit eine solche Messung vorgenommen werden kann, f muß jedoch das Licht vom Gegenstand 15 während des Phaseneinstel.L impulserzeugerintervalls ausgeblendet werden. Eine solche Ausblendung erfolgt in der Anordnung nach Figur 3 nicht. Eine Methode einer genauen Messung der durch das Zusatzlicht erzeugten Sockelspannung besteht darin, daß man in das optische System zum Projizieren des Lichtes vom Gegenstand auf die Kameraröhre eine zusätzliche Linse mit einer geeignet angeordneten Maske einbaut, die verhindert, daß das Gegenstandslicht denjenigen Bereich der Photoelektrode 12 erreicht, der den Phaseneinstellimpuls erzeugt. In diesem Fall kann die Amplitude des von der Schleusenschaltung 42 in Figur 1 gelieferten Phaseneinstellimpulses gemessen und .dadurch eine konstante Sockelspannung zur subtraktiven Vereinigung mit den (B-Y)- und (R-Y)-Signalen an den Ausgangsklemmen 26 und

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erhalten werden. Ein möglicher Nachteil des mit Zusatzlicht arbeitenden Systems nach Figur 3 besteht darin, daß das Gegenstands licht über einen erheblichen Bereich des Gegenstands 15 eine zur Farbe des Zusatzlichtes komplementäre Farbe haben kann, so daß keine Trägerseitenbänder erzeugt .werden und folglich der Frequenz texler 36 in Figur 1 während eines Teils des Zeilenabtastintervalls aussetzt, so daß er dann beim Wiedereinsetzen eine willkürliche Phase hat. Zwar gibt es verschiedene Methoden, diesem Problem zuleibe zu rücken; jedoch besteht keine praktikable Möglichkeit, bei dem hier beschriebenen mit Zusatzlicht arbeitenden System ein solches Vorkommnis, gänzlich zu vermeiden.

Dagegen kann man die Anordnung nach Figur 3 durchaus so einrichten, daß nicht nur das eben erwähnte Problem vermieden wird, sondern auch die Notwendigkeit entfällt, Sockelspannungen aus den Farbdifferenzsignalen zu entfernen. Das Filter 49 hat die Form eines Gitters 49a, wie in Figur 5 gezeigt. Das Gitter besteht aus abwechselnden grün-und magentadurchlässigen Streifen 53 bzw. 54 mit gleicher Durchlässigkeit für Weißlicht. Die Breite der Streifen 53 und 54 ist so gewählt, daß bei Abtastung der entsprechenden Bereiche der Photoelektrode 12 der Kameraröhre durch den Elektronenstrahl das resultierende Signal eine Frequenz von ungefähr 0,6 MHz hat, die außerhalb des vorausgesetzten 0,5 MHz Bandes der Seitenbandfrequenzen der Farbdifferenzsignale (B-Y) und (R-Y) liegt. Wegen der Grobheit des Filtergitters 49a braucht keine zusätzliche Optik zum Projizieren seines Bildes auf die Kameraröhre 11 verwendet zu werden. Dies kann durch das¹ Kollimatorobjektiv 48 in Figur 3 geschehen, vorausgesetzt, daß die Weißlichtquelle 47 eine verhältnismäßig kleine Punktlichtquelle ist. Bei einer derartigen Anordnung ist das Farbgitter 49a nach Figur 5, wenn es in der Anordnung nach Figur 3 verwendet wird, nicht sichtbar, da die Grün- und Magentastreifen 53 und 54 gleiche Anteile an entgegengesetzten Farben durchlassen, die sich effektiv gegenseitig löschen, so daß in den Farbdifferenzsignalkanälen keine Signale durch diese Farben erzeugt werden. Jedoch müssen die Bandpaßeinrichtungen wie die Filter 23 und 24 in Figur 1 in ihrer Bandbreite so groß bemessen sein, daß sie die Seitenbandfrequenzen durch-

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lassen, die durch Mischen oder Überlagern der vom Farbgitter 49a nach Figur 5 erzeugten Frequenz mit den vom Codierfilter 13 nach Figur 4 erzeugten Farbdifferenzträgerfrequenzen entstehen. Diese Bandbreite muß auch in allen anderen Signalbehandlungsschaltungen in Figur 1 gewahrt bleiben, welche die von der Kameraröhre 11 gelieferten Signale bis zum Erreichen der Frequenzvervielfacher 3 5 und 35a durchlaufen. Nachdem die Signale in der beschriebenen Weise vervielfacht sind, wird ein etwaiges Signal mit sich umkehrender Phase konstantphasig, so daß sämtliche den Frequenzvervielfachern 3 5 und 35a nachgeschalteten Stufen schmalbandig sein können.

In der Anordnung nach Figur 3 erzeugt bei Verwendung des Farbgitters 49a nach Figur 5 das die ersten Streifen des Gitters 49a und den Phasengeberstreifen 52 durchsetzende Licht den Phaseneinstellimpuls für das Einsetzen des Frequenzteilers in Figur mit der richtigen Phasenlage am Beginn jeder Abtastzeile. Eine solche Anordnung arbeitet praktisch hundertprozentig genau, da die Wahrscheinlichkeit, daß Gegenstandslicht das Licht vom Gitter 49a über einen nennenswerten Teil einer Zeile exakt auslöscht, praktisch gleich null ist. ^a ferner durch das Gitter 49a gleiche Mengen an Licht der Komplementärfarben Grün und Magenta, die sich gegenseitig löschen, auf die Photoelektrode 12 der Kameraröhre projiziert werden, wird die Photoelektrode mit keiner mittleren ) Farbausleuchtung beaufschlagt, so daß folglich im Ausgangssignal der Kameraröhre kein Sockelsignal auftritt, das entfernt werden muß, wie es bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, bei welcher das Filter 49 nach Figur 3 für Licht einer einzigen Farbe durchlässig ist, der Fall ist.

Wenn aus irgendeinem Grunde, beispielsweise wegen unzulänglicher elektrischer Filterung in der Schaltungsanordnung nach Figur 1, oder weil im Gitter 49a nach Figur 5 Farbfilterstreifen und 54 verwendet werden, die unrichtige Farben erzeugen, dennoch die Möglichkeit besteht, daß die Struktur des Gitters 49a etwas sichtbar wird, so kann man anstelle der einzigen Lichtquelle 47 in Figur 3 zwei im Abstand voneinander angeordnete punktförmig

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Weißlichtquellen verwenden. Diese beiden Lichtquellen wären dann jeweils während abwechselnder Abtastraster einzuschalten. Durch den horizontalen Abstand der beiden Lichtquellen wird die Lage der den Grün- und Magentastreifen entsprechenden Bereiche auf der Photoelektrode 12 effektiv verändert. Der Abstand der beiden Punktlichtquellen sollte so bemessen sein, daß die Grün- und Magentastreifenbereiche auf der Photoelektrode 12 während abwechselnder Abtastraster jeweils ihre Plätze vertauschen, so daß ein etwaiger Einfluß des Gitters 49a auf die Ausgangssignale der Kameraröhre gelöscht wird. Eine solche effektive Bewegung des Gitters 49a kann dadurch hervorgerufen werden, daß man den Abstand der beiden Punktlichtquellen entsprechend dem Ausdruck "fd/l" bemißt, wobei "f" die Brennweite des Kollimatorobjektivs 48 in Figur 3, "d" die Breite der einzelnen Grün- und Magentastreifen 53 und 54 des Gitters 49a nach Figur 5 und "1" die Weglänge vom Gitter 49a zur Photoelektrode 12 der Kameraröhre 11 nach Figur 3 bedeuten. ■

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Claims (1)

1. - 16 -Patentansprüche

   Farbcoderanordnung für eine Farbfernseh-Aufnahmeeinrichtung, bei welcher Licht von einem farbigen Gegenstand auf die Photoelektrode einer Bildaufnahmeeinrichtung durch ein Farbdifferenzsignal-Codierfilter projiziert und die Photoelektrode durch einen Elektronenstrahl rasterförmig abgetastet wird, derart, da* mindestens ein Farbdifferenzsignal in Form eines unterdrückten amplitudenmodulierten Farbträgere mit durch die Trägerunterdrückung bedingter Polaritätszweideutigkeit erzeugt wird, g e -k e η η ζ e i ch net durch eine eindeutig codierende

   . . Einrichtung mit einer auf ein gegebenes Frequenzband der Seitenbinder des Farbträgers ansprechenden Detektoranordnung (28, 29) zum Erzeugen der positiven und negativen Hüllkurven des das Farbdifferenzsignal bildenden signalmodulierten Farbträgere; einer steuerbaren Wählanordnung (33), die durch Wählen einer der beiden Hüllkurven ein Ausgangsfarbdifferenzsignal erzeugt; einer Anordnung zum Erzeugen eines Phaseneinstellimpulses am Beginn jeder Abtastzeile; einem auf den Phaseneinstellimpuls ansprechenden Schwingungserzeuger (34, 35, 36), der während der Dauer jeder Abtastzeile eine unmodulierte phasenkonstante eindeutige Bezügeschwingung mit Farbträgerfrequenz erzeugt; einer auf den signalmodulierten Farbträger und die Bezugsschwingung ansprechenden Signalerzeugeranordnung (46) zum Erzeugen eines Anzeigeeignais, das die richtige Phasenlage des signalmodulierten Farbträgere anzeigt; und einer Anordnung, welche das Anzeigesignal der Wählanordnung (33) zuleitet, derart, daB das von dieser erzeugte Ausgangsfarbdifferenzsignal in seiner Polarität eindeutig ist.

   2. Farbcoderanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger einen auf den Farbträger ansprechenden Frequenzvervielfacher (35), der eine HiIfsschwingung mit um einen geradzahligen Faktor (2) vervielfach ter Farbträgerfrequenz erzeugt, sowie einen an den Ausgang des . Frequenzvervielfachers angekoppelten phasensteuerbaren Frequenzteiler (36) zum Erzeugen einer unmodulierten Schwingung mit Farbträgerfrequenz enthält.

   009839/U75

   3. Farbcoderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g, e kennzeichnet , daß der Schwingungserzeuger außerdem eine Vergleicheranordnung (43), welche durch Vergleichen der von Frequenzteiler (36) erzeugten unmodulierten Schwingung mit dem Phaseneinstellimpuls ein Phasenkorrektursignal, das anzeigt, wenn der' Phaseneinstellimpuls außer Phase mit der unmodulierten Schwingung ist, erzeugt, sowie eine Anordnung enthält, welche das Phasen korrektursignal dem Frequenzteiler (36) zuleitet, derart, daß die unmodulierte Schwingung durch Phasenumkehr in Phase mit dem Phasen einstellimpuls gebracht wird.

   4· Farbcoderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwingungserzeuger außerdem eine Schleusenschaltung (42) enthält, die ausgangsseitig an die Vergleieheranordnung (43) angekoppelt ist und eingangsseitig den Phaseneinstellimpuls sowie einen Auftastimpuls (45) jeweils am Beginn einer Abtastzeile zwecks Übertragung des Phaseneinsteilimpulses an die Vergleicheranordnung empfängt.

   5. Farbcoderanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger außerdem einen an den Eingang des Frequenz ver vielf achers (35) angekoppelt ten Amplitudenbegrenzer (34), der dem Frequenzvervielfacher eine konstantamplitudige Version des Farbträgers zuleitet, enthältj und daß der Frequenzvervielfacher (35) ein Frequenzverdoppler, der Frequenzteiler (36) ein Binärzähler und die Vergleicheranordnung (43) sowie die Signalerζeugeranordnung (46) Synchrondetektoren sind.

   6. Farbcoderanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet , daß die Detektoranordnung einen Hüllkurvendetektor (28), der aus dem signalmodulierten Farbträger ein demoduliertes Farbdifferenzsignal erzeugt, sowie einen an den Hüllkurvendetektor angekoppelten Phasenspalter, der an entsprechenden Ausgängen das demodulierte Farbdifferenzsignal in positiver' und in negativer Polarität liefert, enthält.

   009839/U75

   7. Farbcoderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählanordnung einen Schalter (33) enthält, der unter Steuerung durch das von der Vergleicheranordnung (46) gelieferte Anzeigesignal einen Farbdifferenzsignalausgang auf entweder den einen (positiv) oder den anderen (negativ) Ausgang des Phasenspalters (29) schaltet.

   8· Farbcoderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Erzeugen des Phaseneinstellimpulses einen schmalen Vertikalstreif en,(39) an einer Stelle auf der am Beginn jeder Abtastzeile erfaßten Seite des Abtastrasters sowie eine Anordnung zum Beleuchten dieses Vertikalstreifens mit Licht (41)> das unabhängig vom Gegenstandslicht ist, enthält.

   9. Farbcoderanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Vertikalstreifen (39) aus einem opaken Leuchtstoff, der das Gegenstandslicht ausblendet, besteht, und daß die Beleuchtungsanordnung (41) eine UV-Strahlungji quelle ist.

   10. Farbcoderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung zum Erzeugen des Phaseneinstellimpulses eine Lichtquelle (47) mit einer Einrichtung zum Projizieren einer kleinen Menge von Zusatzlicht mindestens einer Farbe durch das Codierfilter (13) auf die Photoelektrode sowie einen schmalen Vertikalstreifen (52) aus für Licht der gegebenen Farbe durchlässigem Material enthält, der zwischen dem Gegen stand (15) und dem Codierfilter (13) auf der am Beginn jeder Abtastzeile erfaßten Rasterseite angeordnet ist.

   11. Farbcodieranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Codierfilter (13) so beschaffen ist, daß es Blau- und Rot-Farbdifferenzsignale auf zwei unterdrückten Trägern unterschiedlicher Frequenz erzeugt; daß das Zusatzlicht Grün ist; und daß der Vertikalstreifen (52) das grüne Zusatzlicht sowie Grünlicht vom Gegenstand durchläßt.

   009839/U75

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   12· Farbcodieranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Licht von der Zusatzlicht quelle (47) Vfeißlicht ist, und daß im Strahlengang zwischen dieser Lichtquelle und der Photoelektrode (12) ein Kollimatorobjektiv (48) und ein grünlichtdurchlässiges Filter (49) angeordnet sind, derart, daß die Photoelektrode gleichmäßig mit Grünlicht ausgeleuchtet wird.

   13· Farbcodieranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Codierfilter (13) von solcher Beschaffenheit ist, daß es Blau- und Rot-Farbdifferenzsignale auf zwei unterdrückten Trägern unterschiedlicher Frequenz erzeugt} daft das Zusatzlicht Magenta ist; und daß der Vertikalstreifen (52) das Magenta-Zusatzlicht sowie Magentalicht vom Gegenstand durchläßt.

   14* Farbcodieranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Zusatzlichtquelle (47) Weißlicht ist, und daß im Strahlengang zwischen dieser Lichtquelle und der Photoelektrode (12) ein Kollimatorobjektiv (48) und ein magentalichtdurchlässiges Filter (49) angeord net sind, derart, daß die Photoelektrode gleichmäßig mit Magentalicht ausgeleuchtet wird·

   15* Farbcodieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung zum Erzeugen des Phaseneinstellimpulses eine punktförmige Weißlichtquelle (47), ein Gitter (49) aus abwechselnden Streifen aus Filtermaterial, welche Komplementärfarben von Weißlicht in gleichen Mengen durchlassen, und eine Anordnung (48, 51) zum Projizieren des Lichtes Ton 'der Lichtquelle (47) durch das Gitter auf die Photoelektrode enthält, derart, daß bei Abtastung des dem ersten der abwechselnden Gitter streif en entsprechenden Photoelektrodenbereichi der Phaseneinsteilimpuls erzeugt wird.

   16. Farbcoderanordnung nach Anspruch 15, dadurch

   003833/U75

   GOPY OBIQlNAL INSPECTED

   gekennzeichnet, daß die Breite und Anzahl der abwechselnden Streifen aus Filtermaterial im Gitter. (49) so gewählt sind, daß bei Abtastung der Photoelektrode (12) ein unterdrückter Träger erzeugt wird, dessen Frequenz außerhalb des gegebenen Frequenzbandes der Seitenbänder des der .Deteiktoranordnung zugeführten Farbträgers liegt.

   17. i^rarbcodieranordnung nach Anspruch 16, dadurch
   gekennzeichnet, daß das Codierfilter (13) so beschaffen ist, daß es Blau- und Rot-Farbdifferenzsignale auf zwei
   unterdrückten Trägern unterschiedlicher Freauenz erzeugt, und daß die abwechselnden Streifen (54) aus Filtermaterial im Gitter (49) für Grünlicht bzw. Magentalicht durchlässig sind.

   009839/U75

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