DE2035821B2

DE2035821B2 - Farbfilmabtaster

Info

Publication number: DE2035821B2
Application number: DE2035821A
Authority: DE
Inventors: Fridrich Dr. 8022 Gruenwald Bestenreiner; Reinhold Dr. Deml; Josef Dr. Helmberger; Richard Dr. Wick
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1970-07-18
Filing date: 1970-07-18
Publication date: 1974-04-11
Also published as: NL7109826A; DE2035821A1; BE770103A; DE2035821C3; GB1360502A; US3737574A; FR2101712A5; JPS5017815B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbfilmabtaster insbesondere zur Wiedergabe von farbigen Kinofilmen über einen Farbfernsehempfänger, bei dem sich zur Erzeugung von Farbvideosignalen im Strahlengang mehrere Farbstreifenfilter mit, Linienrastern unterschiedlicher;Frequenz ^befinden..

Geräte dieser Art sind bereits bekannt. Bei diesen wird der Film schrittweise transportiert und das jeweils in Abtaststellung befindliche Bild zeilenweise über seine ganze Höhe abgetastet, wobei der zunächst weiße Abtaststrahl durch die Vorlage ■eingefärbt und durch einen dichroitischen Strahlenteiler in seine Farbauszüge zerlegt wird. Zur Auswertung dieser Farbanteile ist je ein fotoelektrischer Wandler, z. B. ein Sekundär-Elektronen-Vervielfacher vorgesehen, die zusammen an eine Schaltung zur Erzeugung eines farbfernsehgerechten Signals angeschlossen sind. Eine solche Vorrichtung stellt einerseits sehr hohe Anforderungen an die Transporteinrichtung, um eine hinreichend lange Stillstandszeit zu erzielen und andererseits¹ erfordern die drei Sekundär-Elektronen-Vervielfacher mit den Strahlenteilern einen erheblichen Aufwand. Schließlich bewirkt eine unterschiedliche Alterung der SEV Verschiebungen der Farbwerte und damit Verfälschungen des wiedergegebenen Bildes.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 026 354 ist es ferner bekannt, auf der fotoempfindlichen Fläche

einer Aufnahmeröhre gleichzeitig drei nebeneinanderliegende Farbauszüge eines Farbbildes abzubilden und diese zeilenweise nacheinander abzutasten. Zur besseren Ausnutzung der runden Photokathode wird dabei vorgeschlagen, mittels eines Anamorphoten die Bildseitenlängenverhältnisse auf etwa 1:3 zu verändern, so daß die nebeneinanderliegenden Auszüge insgesamt etwa die Form eines Quadrats annehmen.

Da drei Farbauszüge nebeneinander auf die Kathode einer Aufnahmeröhre abgebildet werden und von dieser aufgelöst werden müssen, sind erhebliche Anforderungen an" das Auflösevermögen der Röhre zu stellen. Ferner ist ein Anamorphot verhältnismäßig guter Qualität zu verwenden, da integrale Bilder auf die Kathode abgebildet werden.

Es ist das Ziel der Erfindung, einen Farbfilmabtaster zu schaffen, der durch Verwendung von einfachen Bauelementen einen robusten und wirtschaftlichen Aufbau aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine Quelle für einen die Vorlage zeilenweise abtastenden, im wesentlichen weißen Lichtstrahl und optische Mittel zum Verteilen des von der Vorlage modulierten Strahles auf die vor einem fotoelektrischen Wandler nebeneinander angeordneten, in Richtung der Zeilen verlaufenden Farbfilterstreifen vorgesehen sind. .-■ ·..".■

Im Gegensatz zu der aus der deutschen Auslegeschrift 1 026 354 bekannten Vorrichtung arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Abtaströhre, also einer Kathodenstrahlröhre, bei der der Elektronenstrahl das Bildfeld in bekannter Weise zeilenweise abtastet. Diese Röhre ist technisch erheblich einfacher und auch wesentlich preisgünstiger als eine. Aufnahmeröhre. :.

Ferner wird beim Gegenstand der Erfindung nicht, ein integrales Bild mittels eines Anamorphoten in einer Dimension gestaucht, sondern ein Lichtstrahl in einer Richtung auf gespreizt. Dadurch ist die Verwendung einer einfachen Zylinderlinse oder von einfachen Prismen möglich.

Durch die Auf modulierung einer Trägerfrequenz auf die Signale für die Helligkeit in den einzelnen Farben muß nicht für jede dieser Farben ein eigener fotoelektrischer Wandler vorgesehen sein, sondern es genügt, einen oder zwei Wandler vorzusehen. Auch entfällt die Notwendigkeit von aufwendigen dichroitischen Strahlenteilern, da vor dem fotoelektrischen Wandler ganz normale additive Farbfilter Verwendung finden können. Die Trägerfrequenz entsteht durch das Überlaufen der Linienraster auf den Farbfiltern durch den Lichtpunkt während jeder Zeilenabtastung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von' Ausführungsbeispielen, die an Hand von Figuren; eingehend erläutert sind. Es zeigt

F i g. 1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Wiedergabeeinrichtung,

F i g. 2 die Anordnung von Farbfilterstreifen und Abtaststrahl gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine andere Anordnung von Abtaststrahl und Farbfilterstreifen,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform von Abtaststrahl und Farbfilterstreifen,

F i g. 5 eine Abänderung gegenüber F i g. 1 mit zwei fotoelektrischen Wandlern und

F i g. 6 eine andere Ausführungsform der Abtasteinrichtung mit einer speziellen Abtaströhre besonders hoher Zeilengeschwindigkeit. '".■■'''" ^r:■'''■'■■■"■"■» In Fig. 1 ist mit 1 eine Abtaströhre bezeichnet, bei der auf dem Schirm la ein Lichtpunkt im wesentlichen weißer Farbe erzeugt wird, welcher über die Fläche des Schirms mit hoher Geschwin-.digkeit zeilenweise hinwegläuft. Die Röhre kann dabei die im Unterhaltungsfernsehen übliche Zahl von 625 Zeilen aufweisen. Die Größe des Schirms

ίο ist so bestimmt, daß er über ein Objektiv 2 etwas

ν mehr als das Vorlagenformat 3 auf einem wiederzugebenden Film 4 ausleuchtet. Prinzipiell kann der Film in aus der Kinotechnik bekannter Weise· schrittweise transportiert werden. Für diesen Fall muß für jeden Stillstandszeitraum das Bild drei-

.,: mal abgetastet werden, um einen Übergang von den etwa 18 Bildern pro Sekunde in der Kinotechnik auf; die 50 Halbbilder pro Sekunde beim Farbfernseher zu schaffen. Wesentlich einfacher ist es jedoch, den Film kontinuierlich durchzuziehen mit einer Ge- - schwindigkeit, daß während der dreimal V₅₀ Sek. ge-, rade eine Bildhöhe transportiert wird. Durch entsprechende Synchrömsierungsmaßnahmen ist dann dafür zu sorgen, daß der von der Röhre ausgeleuchtete Bereich der Vorlage mitwandert. Dies ist.bei einer

, 625-Zeilen-Röhre ohne weiteres möglich. ' --■'·-.; Der von dem Bildinhalt in der Vorlage 3. modulierte Lichtpunkt wird dann von einer astigmatischen Linse, einer Zylinderlinse 5, zu einer Linie 6 auseinandergezogen: Da die Linse 5 in vertikaler Richtung .·: keine Brechkraft hat, entspricht die Breite der Linie 6 in etwa dem Druchmesser des Abtastlichtstrahles. Die Linie 6 trifft auf ein aus drei Filterstreifen 7,8,9 zusammengesetztes Filter, welches vor der Fotokathode eines einzigen Sekundär-Elektrohen-.

■(,:, Vervielfachers 10 angeordnet ist. Durch entspre-. chende Lichtleit- und' Mischmittel ist dafür gesorgt, daß innerhalb der gesamten Fläche des Filters7,8,9 alle Bereiche gleich stark auf das Ausgangssignäl des SEV einwirken. Der Filterstreifen 7 ist ein additives rotes Filter, der Filterstreif en 8 hat die Farbe Grün; und der Filterstreif en 9 schließlich die Farbe Blau.: Die Filter 7 und 9 sind jedoch senkrecht zur Streifenrichtung von undurchlässigen Linienrastern überla- gert, die z.B. in schwarzer Farbe aufgedruckt sein können. Die Raster sind so ausgebildet, daß die durchlässigen Bereiche etwa dieselbe Breite wie die undurchlässigen Bereiche haben. Die Frequenzen der Raster auf den Streifen 7 und 9 stehen in einem nicht ganzzahligen Verhältnis zueinander, die Rasterlinien. \ haben eine Breite in der Größenordnung von Vioo mm. .'..■■■

Läuft im Zuge der Abtastung des Filmbildes die Linie 6 über die Filterstreifen entsprechend dem Weg des Lichtpunktes längs einer Zeile auf der Abtast- : röhre, die parallel zur Richtung der Filterstreifen, verläuft, wird dem Farbsignal in der jeweiligen Farbe noch eine Funktion überlagert, die mit einer bestimmten Frequenz zwischen 0 und + 1 schwankt.

Auf Grund der endlichen Breite des Lichtstreif ens 6 ist auch bei scharfen Kanten des Rasters eine etwa ~ sinusförmige Funktion dieses Signals zu erzielen. Der SEV 10, der die drei Filterbereiche in einem bestimmten Verhältnis bewertet, das hauptsächlich durch die Raster bestimmt ist, bildet nun eine Summenfunktion, zu der das ohne Trägerfrequenz aufgebrachte Grünsignal, das mit einer ersten Trägerfrequenz aufgebrachte Blausignal und das mit einer

zweiten Trägerfrequenz aufgebrachte Rötsignal vereinigt werden. Eine dein SEV nachgeschaltete Schältung 11 bildet mittels bekannter Frequenzfilter aus diesem Summensignal das für die Fernsehwiedergabe erforderliche Luminanz-Signal für die Helligkeit eines Bildpünktes und das Chrominanz-Signal für dessen Farbwert. Auf Grund dieser Signale kann dann das Bild 3 auf dem Film 4 auf dem Färbfernsehempfänger 12 sichtbar gemacht werden.

In Fig. 2 ist nochmals die erforderliche Länge des Abtaststreifens 6 im Verhältnis zur Breite der drei Farbfilterstreifen 7,8,9 dargestellt. Der Streifen 6 muß um die der Bildhöhe entsprechende Längsverschiebung des Streifens 6 länger sein als die Breite der drei Filterstreifen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß in jedem Augenblick der Abtastung der Vorlage 3 alle drei Filterstreifen 7,8,9 in Voller Breite von dem Streifen 6 überdeckt werden. Durch die Ausgestaltung der Linse 5 ist dabei dafür zu sorgen, daß die Helligkeit des Streifens 6 über seine Länge konstant ist.

In F i g. 3 ist eine andere Filteranordnung gezeigt. Hier ist eine größere Anzahl von Farbfilterstreifen 7, 8, 9; T, 8', 9'; 7", 8", 9" gleicher Breite und gleicher Farbreihenfolge nebeneinandergesetzt. Diesmal ist jedoch die Länge des Abtaststreifens 6' genau auf die dreifache Filterstreifenbreite festgesetzt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß zu jedem Zeitpunkt des Abtästvorgangs gleich große Flächen von jeder der drei Filterfarben beleuchtet sind.

Eine weitere Abtastanordnung ist in F i g. 4 gezeigt. Hier sind an Stelle der Zylinderlinse 5 Strahlenteilermittel, wie Prismen 23, 24 oder teildurchlässige Spiegel," vorgesehen, die zusammen mit dem Objektiv 5' den Abtastpunkt auf jeden der drei Farbfilterstreifen 7,8,9 abbilden. Die Breite der Filterstreif en 7,8,9 ist hierbei so bemessen, daß der Abtastpunkt während eines Abtastzyklus nicht aus seinem Filterbereich herauswaridern kann. Hierzu ist die Filterstreifenbreite mindestens ebenso groß wie die der Bildhöhe entsprechende Vertikalablenkung des Abtastpunktes.

In F i g. 5 ist eine andere Form der fotoelektrischen Auswertung gezeigt. Zylinderlinse 5 und Filterstreifenanordnung 7,8,9 entsprechen ini wesentlichen der Anordnung nach Fig. 1. Jedoch ist der Grünstreifen diesmal nicht zwischen dem gerasterten roten und dem gerasterten blauen Streifen, sondern am Rande des Filters angeordnet. Hinter dem nicht gerasterten grünen Filterstreifen ist nun ein erster fotoelektrischer Wandler 13 angeordnet, während hinter den gerasterten Filterstreifen 7 und 9 ein weiterer Wandler 14 angeordnet ist. Die Wirkung entspricht der Anordnung nach Fig. 1, nur ist nun für das trägerfrequenzfreie Grünsignal ein und die mit einer Trägerfrequenz überlagerten Rot- und Blausignale ein weiterer Signalgeber vorhanden. Die beiden

Wandler 13 und 14 sind wiederum an eine Schaltung 15 zur Bildung von Luminanz- und Chrominanz-Signalen angeschlossen, das von dem Fernseher 12 in ein. Farbbild verwandelt werden kann. Diese Ausfüh-5 rungsform hat zwar den Nächteil zweier SEV und damit eines größeren Aufwandes, jedoch läßt sich ini Bereich der Schaltung 15 auf Grund der getrennten Signale der beiden Wandler ein etwas einfacherer Aufbau und eine bessere Reproduzierbarkeit der Silo gnale erzielen.

Gewissermaßen eine Umkehr des in F i g. 1 gezeigten Prinzips ist in F i g. 6 dargestellt. Dort ist eine spezielle Abtaströhre 16 vorgesehen, die als elektrostatische Röhre ausgebildet ist und deshalb eine wesentlich schnellere Abtastung durchführen kann. Diese Röhre trägt auf ihrem Austrittsschirm drei Filterbereiche 17, 18, 19 jeweils in den additiven Grundfarben. Der mittlere Filterbereich 18 wird über ein Objektiv 20 auf die wiederzugebende Vorlage 3 auf dem Film 4 abgebildet. Zwischen die Filterbereiche 17 und 19 und das Objektiv 20 ist jeweils ein Prisma 21 bzw. 22 geschaltet, das dafür sorgt, daß auch diese Filterbereiche auf die Vorlage 3 abgebildet werden. Das von der Vorlage 3 ausgehende Licht trifft auf einen lichtelektrischen Wandler, der funktionsmäßig dem Wandler 10 entspricht.

Die Röhre 16 ist nun so synchronisiert, daß sie sich in bezug auf die Lage in der Vorläge 3 entsprechende Zeilen in den Filterbereichen 17, 18, 19 »quasi gleichzeitig« abtastet, d. h. der Elektronenstrahl wird in Ebenen senkrecht zur Richtung der Filterstreifen abgelenkt und die Helligkeit des Lichtpunktes so gesteuert, daß jeweils nur in der gerade abzutastenden Zeile eines jeden der drei Filterbereiche nur je ein Punkt, und zwar auf Grund der hohen Horizontalgeschwindigkeit fast gleichzeitig aufleuchten. Beim nächsten Durchgang werden dann die benachbarten Punkte der Zeilen zum Aufleuchten gebracht. Die Umschaltfrequenz der Röhre von einem Filterbereich zum anderen ist dabei erheblich höher als die Farbträgerfrequenz. Gleichzeitig sind entweder durch ein auf die Farbfilter aufgedrucktes Raster oder durch elektronische Überlagerung· einer Ampltiudenfrequenz für die Filterbereiche 17 und 19 dem Abtaststrahl die farbabhängigen Frequenzen überlagert. An dem SEV 10 entsteht deshalb ein Signal, das genau dem von dem SEV 10 in F i g. 1 an die Schaltung 11 abgegebenen Signal entspricht.

An Stelle der elektronisch umschaltbaren Röhre zur quasi gleichzeitigen Abtastung der drei Farbfilterbereiche kann auch eine Röhre Verwendung finden, die drei Kathoden und drei Ablenksysteme jeweils zur Abtastung eines Farbfilterbereichs enthält. Vor allem eine elektronisch aufgebrachte Trägerfrequenz ist von Vorteil, weil diese Frequenz dann nicht von der Genauigkeit der Raster und der Abtastgeschwindigkeit abhängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Farbfilmabtaster, insbesondere zur Wiedergabe von farbigen Kinofilmen über einen Farbfernsehempfänger, bei dem sich zur -Erzeugung von Farbvideosignalen im Strahlengang mehrere Farbstreifenfilter mit Linienrastern unterschiedlicher Frequenz befinden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (1) für einen die Vorlage (3) zeilenweise abtastenden, im wesentlichen weißen Lichtstrahl und optische Mittel (5) zum Verteilen des von der Vorlage modulierten Strahles auf die vor; einem fotoelektrischen. Wandler (10) nebeneinander angeordneten, in Richtung der Zeilen Vorlauf enden Farbfilterstreifen (7,8,9) vorgesehen sind.

2. Farbfilmabtaster nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß von den Farbfilterstreifen (7,8,9) wenigstens zwei senkrecht, zu ihrer Längsrichtung ein Linienraster unterschiedlicher Frequenz tragen.

3. Farbfilmabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (7,8,9) die additiven Grundfarben Rot, Grün und Blau aufweisen und daß auf das rote und blaue Filter die undurchlässigen Linienraster vorzugsweise aufgedruckt sind.

4. Farbfilmabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienraster-Frequenzen zueinander in einem nicht ganzzahligen Verhältnis stehen.

5. Farbfilmabtaster nach einem der vorangehenden Ansprüche,- dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verteilen des Strahles ein astigma- . tisches Objektiv, vorzugsweise eine Zylinderlinse (5) vorgesehen ist, das den Abtastlichtpunkt senkrecht zur Filterstreifeneinrichtung auseinanderzieht.

6. Farbfilmabtaster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur drei aneinandergrenzende Filterstreifen (7,8,9) vorgesehen sind und die Länge des von der Zylinderlinse erzeugten Lichtstreifens (6) wenigstens der Breite der drei Filterstreifen entspricht, vermehrt um die maximale, der Bildhöhe entsprechende Verschiebung des Lichtstreifens in seiner Längsrichtung.

7. Farbfilmabtaster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von gleichbreiten Filterstreifen (7, 8, 9; T, 8', 9'; 7", 8", 9") gleicher Farbfolge vorgesehen sind und die Länge des Lichtstrejfens genau der Breite von drei Filterstreif en entspricht.

8. Farbfilmabtaster nach einem der vorangehenden Ansprüche,- dadurch -gekennzeichnet, daß als Mittel zum Verteilen des Lichtes Strahlentei- 55, ler, insbesondere'^eildurchlässige Spiegel· oder-" Prismen (23, 24) vorgesehen sind, die über ein oder mehrere Objektive den Abtastlichtpunkt auf jeweils einen Farbfilterstreifen (7,8,9) werfen, deren Breite wenigstens gleich der der Bildhöhe entsprechenden Verschiebung des Lichtpunktes ist.

9. Farbfilmabtaster nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Filterstreifen ein einziger fotoelektrischer Wandler (10) vorgesehen ist, der an eine Schaltung (11) angeschlossen ist, welche über Frequenzfilter ein die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes bestimmendes Luminanz-Signal und , pin die Helligkeit der Farbbilder.., angebendes Chrominanz-Signal abgibt. ^

10. Farbfilmabtaster nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Filterstreifen zwei lichtelektrische Wandler (13, 14) angeordnet sind, von denen der erste (13) hinter dem ungerasterten, vorzugsweise dem grünen Filter (8) und der zweite (14) hinter den beiden gerasterten Filtern (7,9), vorzugsweise dem Rot- und Blaufilter liegt und daß die beiden Wandler an eine Schaltung (15) zur Ermittlung des Luminanz- und Chrominanz-Signals angeschlossen sind.

11. Farbfilmabtaster insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Quelle (16) drei Abtaststrahlen gleichzeitig oder »quasi gleichzeitig« ausgehen, diese je ein Farbfilter (17, 18, 19) der drei Grundfarben unter Überlagerung der elektronisch oder durch Raster auf den Filtern erzeugten Farbträgerfrequenz durchdringen, durch Prismen (21, 22) sich zu einem Punkt vereinigen und nach dem Durchgang durch die Vorlage dem Fotoempfänger (10) zugeführt werden.

12. Farbfilmabtaster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,, daß als Quelle (16) eine Röhre mit drei entsprechend der Intensität der drei Strahlen gesteuerten-Kathoden und gegebenenfalls drei Ablenksystemen vorgesehen ist.

13. Farbfilmabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Quelle eine Röhre (16) nut einer Kathode und einem Ablenksystem vorgesehen ist, die zur »quasi gleichzeitigen« Erzeugung von drei Lichtpunkten auf je einem der Farbfilter (17, 18, 19) elektronisch mit einer gegenüber der Farbträgerfrequenz hohen Frequenz umschaltbar ist.