DE2052777A1

DE2052777A1 - Verfahren und Vorrichtung zum raschen Loschen des elektrischen Ladungs bildes in einer Fernsehkamerarohre, »eiche eine lichtempfindliche Schicht mit einer schnell ansprechenden inneren Zeitkonstante aufweist

Info

Publication number: DE2052777A1
Application number: DE19702052777
Authority: DE
Inventors: Leon Andre Cambridge Cambridgeshire Pieters (Großbritannien) P
Original assignee: Image Analysing Computers Ltd
Current assignee: Image Analysing Computers Ltd
Priority date: 1969-10-31
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1971-05-13
Also published as: DE2052777B2; GB1318037A; US3683108A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i ρ I.-! η g. H. B E R K E N F E LD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 12. Oktober 1970 vA// Name d. Anm. image Analysing Computers

Limited

Verfahren und Vorrichtung zum raschen Löschen des elektrischen Ladungsbildes in einer Fernsehkameraröhre, welche eine lichtempfindliche Schicht mit einer schnell ansprechenden inneren

Zeitkonstante aufweist

Die Erfindung betrifft die Fernsehbilderzeugung und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum raschen Löschen des elektrischen Ladungsbildes in einer Fernsehkameraröhre, welche eine lichtempfindliche Schicht mit einer schnell ansprechenden inneren Zeitkonstante aufweist, während dieselbe mit Geschwindigkeiten betrieben wird, die jenen ähnlich sind, welche beim üblichen Fernsehabtasten verwendet werden. Eine solche Röhre ist die Plumbicon-Röhre (eingetragenes Warenzeichen) ·

Bei einer lichtempfindlichen Schicht, die eine schnell ansprechende innere Zeitkonstante aufweist, geht ein großer Prozentsatz der im Inneren gespeicherten Restladung zur Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht in der Zeit hindurch, welche einer Bildabtastperiode der gewöhnlich verwendeten Abtastgeschwindigkeit entspricht.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung in einem Bildanalysiersystem, welches dazu bestimmt ist, eine große Zahl von Proben in rascher Folge zu betrachten und zu analysieren· In einem solchen System wird die lichtempfindliche Schicht einer Fernsehkameraröhre zunächst durch Abtasten mit einem Elektronenstrahl gleichmäßig geladen. Dann wird ein Bild einer zu analysierenden Probe auf die lichtempfindliche Schicht ge-

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schleudert. Dies bewirkt eine Veränderung der Ladung auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht, und es ergibt sich ein Ladungsbild, welches der Belichtung des aufgeschleuderten Bildes direkt proportional ist. Die lichtempfindliche Schicht wird dann.durch den Elektronenstrahl abgetastet und es ergibt sich eine Modulation des Strahlstromes entsprechend dem durch das Bild erzeugten Ladungsbild. Diese nachßlgende Abtastung wird als Ableseabtastung bezeichnet.

Alle für die Analyse erforderlichen Angaben können von einer Ableseabtastung erhalten werden,und da diese gewöhnlich einer vollständigen Bildabtastung durch den Elektronenstrahl entspricht, kann während jeder aufeinanderfolgenden Bildabtastung " theoretisch ein anderes Bild abgetastet werden.

In der Praxis nimmt jedoch die lichtempfindliche Schicht kein gleichmäßiges Ladungsbild als Ergebnis einer einzigen Bildabtastung an wegen der inneren Zeitkonstante des Materials der lichtempfindlichen Schicht. Es verbleibt eine kleine Restladung, und diese wird während einer darauffolgenden Ableseabtastung aufgenommen.

Die Ablesegeschwindigkeit eines solchen Systems (d. h. die Anzahl der Proben, die pro Zeiteinheit analysiert werden kann) wird daher verringert, da es notwendig ist, eine Anzahl vollständiger Bildabtastungen der lichtempfindlichen Schicht zwischen jeder Ableseabtastung auszufuhren, um die lichtempfindliche Schicht zu säubern, das heißt, die Restladung von einem vorhergehenden Bild zu entfernen und ein annehmbar gleichmäßiges Ladungsbild auf der lichtempfindlichen Schicht zu erzeugen, die für das nächste Bild bereit ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darher darin, die Zeit zu verringern, die erforderlich ist, um die lichtempfindliche Schicht zwischen den Ableseabtastungen zu säubern.

Ein Verfahren zum raschen Löschen des elektrischen Ladungsbil-

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des am Ende einer Ableseabtastung in einer Fernsehkameraröhre, welche eine lichtempfindliche Schicht mit einer schnell ansprechenden inneren Zeitkonstante aufweist, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastgeschwindigkeit des Elektronenstrahls verändert wird, um die Anzahl der pro Zeiteinheit für die Dauer des Löschintervalls ausgeführten Bildabtastungen zu vergrößern.

Es ist typisch, daß die Bildabtastgeschwindigkeit während des Löschintervalls verdoppelt wird, so daß zwei vollständige Bildabtastungen in der Zeit ausgeführt werden, die gewöhnlich für eine Ableseabtastung erforderlich ist.

Es wurde als wünschenswert gefunden, während des Löschintervalle s gleichzeitig die Bildpunktgröße zu erhöhen, da beispielsweise die Anzahl der waagerechten Zeilen im Raster halbiert wird, wenn die Bildabtastgeschwindigkeit verdoppelt wird«, Im vorliegenden Beispiel muß daher die Bildpunktgröße wenigstens im der Richtung der Bildabtastung verdoppelt werden, um zu gewährleisten, daß in der lichtempfindlichen Schicht keine waagerechten Bänder der Restladung verbleiben,,

Die Bildpunktgröße kann während des Löschintervalls durch Änderung der Scharfeinstellung des Elektronenstrahls verändert werden.

Die Löschung wird verbessert durch Vergrößerung der Anzahl der Löschabtastungen während des Löschintervalls. Dies kann entweder geschehen durch Vergrößerung des Löschintervalls, was nicht wünschenswert ist, oder durch weitere Vervielfachung der Bildabtastgeschwindigkeit während der Löschung. Dies ergibt selbstverständlich eine weitere Abnahme der Anzahl der Zeilen pro Löschabtastung. Obwohl dies durch Erhöhung der Bildpunktgröße kompensiert werden kann, ist es in der Praxis nur nützlich zum Ausfüllen der Zwischenräume, wenn diese klein sind. Wenn das Verhältnis der Zwischenräume zu den Zeilen zum Beispiel 3 : 1 übersteigt, wird es schwierig, ein gleichmäßiges Ladungsbild

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zu erzeugen.

Eine weitere Verbesserung kann Jedoch durch gleichzeitige Erhöhung der Zeilenabtastgeschwindigkeit und des Strahlstromes während der Löschintervalle erzielt werden. Dies ermöglicht eine weitere Erhöhung der Bildabtastgeschwindigkeit, ohne daß es erforderlich wäre, die Bildpunktgröße weiter zu erhöhen, so daß noch mehr Löschabtastungen während eines gegebenen Löschintervalls ausgeführt werden können oder das Löschintervall weiter verringert werden kann, während eine gegebene Anzahl von Löschabtastungen ausgeführt wird. Wenn der gleiche Multiplizierungsfaktor auf die Zeilen- und Bildabtastgeschwindigkeiten zur Anwendung kommt, ist es nicht erforderlich, die Bildpunktgröße zu erhöhen, sondern nur, den Strahlstrom zu verstärken, um die erhöhte Zeilenabtastgeschwindigkeit zu kompensieren.

Während jedes Löschintervalls wird vorzugsweise der Ausgang von Bildsignalen von der Kamera blockiert.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch einen Hauptschaltgenerator zum Regeln und Synchronisieren der Zeilen- und Bildabtastgeneratoren für die Kameraröhre sowie durch eine Ablese-Löschregeleinheit, die so angeordnet ist, daß dieselbe Schaltsignale zum Regeln des Bildabtastgenerators und der Röhrenbetätigungseinrichtungen erzeugt, um die Bildabtastgeschwindigkeit und die Bildpunktgröße während der Löschintervalle zu erhöhen. Die Ablese-Löschregeleinheit kann außerdem Signale zur Regelung des Zeilenabtastgenerators liefern.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist im Ausgangsweg des elektrischen Bildsignales von der Kameraröhre eine elektrische oder elektronische Sperreinrichtung angeordnet, welche durch Signale von der Ablese-Löschregeleinheit geregelt wird, um den Ausgang von Bildsignalen von der Kameraröhre während der Löschintervalle zu blockieren.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in welcher zeigt:

Fig. 1 auf einer Zeitachse eine grafische Darstellung der Abtastwellenform, die von einem unmodifizierten System erhalten wird, und jene, die von einem System erhalten wird, das als eine Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist, bei welcher die Bildabtastgeschwindigkeit während des Löschintervalls verdoppelt ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 1A veranschaulicht grafisch auf einer Zeitachse eine typische Bildabtastwellenform eines unmodifizierten Systems, in welchem zwei vollständige Bildabtastungen verwendet werden, um die Restladung von der lichtempfindlichen Schicht der Kamera zwischen jeder Ableseabtastung zu löschen. Demgemäß wird eine Zeitperiode, die zwei vollständigen Bildabtastungen äquivalent ist, zwischen jeder nützlichen Bildabtastung verschwendet und die Vorrichtung ist nur zu 33 1/3 % wirksam.

Fig. 1B veranschaulicht eine Bildabtastwellenform einer Kameraröhre in einem System, das als eine Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist, bei welcher die Bildabtastgeschwindigkeit während jedes Löschintervalls verdoppelt ist, so daß zwei vollständige Löschabtastungen ungefähr in der Zeit ausgeführt werden können, die gewöhnlich für eine Bildabtastung erforderlich ist. Das Zeitintervall zwischen den nützlichen Bildabtastungen wird infolgedessen ungefähr auf eine Bildabtastperiode verringert und die Vorrichtung ist zu 50 % wirksam.

Fig. 2 veranschaulicht in Form eines Blockschaltbildes eine Aus-

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führungsform der Erfindung, bei welcher die Bildabtastgeschwindigkeit und die Röhrenbetätigungseinrichtungen während jedes Löschintervalls verändert werden. Das System umfaßt eine Kameraröhre 10, welche einen Röhrenbrennpunktregler 12 sowie einen Zeilenabtastgenerator 14 und einen Bildabtastgenerator 16 aufweist. Die Gesamtregelung des Systems erfolgt durch einen Hauptschaltgenerator 18, welcher Schaltimpulse dem Zeilenabtastgenerator 14 und obm Bildabtastgenerator 16 sowie einer Ablese-Löschregeleinheit 20 zuführt, deren Ausgangssignal auf den Bildabtastgenerator 16 und den Röhrenbrennpunktregler 12 einwirkt. Die Ablese-Löschregeleinheit 20, die so angeordnet ist, daß dieselbe Regelimpulse dem Bildabtastgenerator 16 und dem Röhrenbrennpunktregler 12 am Beginn und am Ende jedes Löschintervalls zuführt, ist daher mit dem Rest des Systems synchronisiert. Die Regelimpulse sollen den Betriebszustand des Bildabtastgenerators so einstellen, daß ein Vielfaches der normalen Bildabtastfrequenz erzeugt wird sowie eine erhöhte Bildpunktgröße durch Defokussieren des Strahls in dem erforderlichen Ausmaß.

Die Regelsignale von der Ablese-Löschregeleinheit 20 werden auch einem Tor 22 im Ausgangsweg des Bildsignals von der Kameraröhre 10 zugeführt. Die Regelsignale sollen das Tor 22 während des Löschintervalls schließen, um den Ausgang eines unerwünschten Signals von der Kamera zu verhindern. Wenn der Kame- W raausgang auf andere Weise durch den Videoverstärker oder eine ähnliche Einrichtung gesperrt ist, welcher das Signal zugeführt wird, kann das Tor 22 nicht immer erforderlich sein.

Fig. 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der Erfindung, welche in mancher Hinsicht der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ähnlich ist. Für die den Figuren 2 und 3 gemeinsamen Elemente wurden daher die gleichen Bezugsziffern verwendet. Bei dieser zweiten Ausführungsform werden Regelsignale von der Regeleinheit 20 dem Zeilenabtastgenerator 14 und dem Bildabtastgenerator 16 zugeführt, um das Zeilen- und Bildabtastraster durch den gleichen Multiplizierungsfaktor zu vergrößern, sowie

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gleichzeitig einer Regeleinheit 24 für den Strahlstrom, um denselben während jedes Löschintervalls zu verstärken« Es wurde als notwendig befunden, den Strahlstrom zu verstärken, um die erhöhte Bildpunktgeschwindigkeit zu kompensieren, wenn die Zeilenfrequenz erhöht ist.

Bei Erhöhung der Zeilen- und Bildabtastgeschwindigkeiten durch den gleichen Multiplizierungsfaktor umfaßt jede Abtastung während des Ablesens oder Löschens die gleiche Anzahl von Zeilen, so daß keine Erhöhung der Bildpunktgröße erforderlich ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsfcrmen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

P a tentansprüche :

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i ρ I.-1 η g. H. B E R K E N F E LD, Patentanwälte, Köln

^— 2 U b 2 7 7 7

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 12. Oktober 1970 Wi. Name d. Anm. Image Analysing Computers

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Patentansprüche

l)/ Verfahren zum raschen Löschen des elektrischen

Ladungsbildes am Ende eines Ablesezyklus auf einer Fernsehkameraröhre, welche eine lichtempfindliche Schicht mit einer schnell ansprechenden inneren Zeitkonstanten aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abtastgeschwindigkeit des Elektronenstrahls verändert wird, um die Anzahl der pro Zeiteinheit für die Dauer des Löschintervalls ausgeführten Bildabtastungen zu vergrößern.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunktgröße während des Löschintervalls durch Veränderung der Scharfeinstellung des Elektronenstrahls erhöht wird, um die Breite der Abtastzeilen in Bildabtastrichtung zu vergrößern, und dadurch mindestens teilweise die Zwischenräume zwischen der verringerten Anzahl der Zeilen während des Löschzyklus auszufüllen.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der pro Zeiteinheit ausgeführten Zeilenabtastungen erhöht und der Strahlstrom während des Löschintervalls verstärkt wird.
4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe von Bildsignalen aus der Kameraröhre während des Löschzyklus blockiert wird.
5) Vorrichtung zum Aueführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hauptsteuergenerator (18) zum Regeln und Synchronisieren der Zeilen- und Bildabtastgeneratoren (14,16) für die Kameraröhre (lo), und eine Ablese- '

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Löschregeleinheit (2o), die Schaltsignale zum Steuern des Bildabtastgenerators (16) erzeugt, um die Abtastgeschwindigkeit während des Löschzyklus zu erhöhen.
6) Vorrichtung nach Anspruch 5> gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (12) zum Einstellen des Brennpunkts der Kameraröhre (lo), wobei die Ablese-Löschregeleinheit (2o) Signale zur Regelung der Brennpunktregeleinrichtung (12) liefert, um den Strahl zu defokussieren und dadurch die Bildpunktgröße während des Löschzyklus zu erhöhen.
7) Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine weitere Regeleinrichtung (24) znr Regelung des Strahlstromes der Kameraröhre (lo), wobei die Ablese-Löschregeleinheit (2o) Signale zur Regelung der Regeleinrichtung (2¹I) liefert, um den Strahlstrom zu verstärken, sowie auch Signale, um die Abtastgeschwindigkeit während des Löschzyklus zu vergrößern.
8) Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine elektrische oder elektronische Sperreinrichtung (22), welche im Weg des elektrischen Bildsignals von der Kameraröhre (lo) angeordnet ist und auf Signale von der Ablese-Löschregeleinheit (2o) anspricht, um den Durchgang von Bildsignalen von der Kameraröhre während des Löschzyklus zu blockieren.

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