DE2054749C3

DE2054749C3 - Fernsehkamera

Info

Publication number: DE2054749C3
Application number: DE2054749A
Authority: DE
Inventors: Andrew De Great Baddow Essex Mouilpied Fremont (Grossbritannien)
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1970-11-06
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL7015701A; DE2054749B2; FR2067034A1; GB1285592A; US3755707A; SE369361B; DE2054749A1; FR2067034B1; CA948766A

Description

in.kt das ah-

nnal-

einer Seite und ist durch einen Ausgungswidersiand ■ RO mit der positiven Klemme einer Betrieb^icich spannungspotentialquelle HT verbunden Jedoch tritt ein Onerflachenleck über die Elektrode aul. und di,s ist im oberen Teil der F i g. 1 durch eine Mirihl -mi Widerständen/?,., R₂._r ^ ₄ . . . _{usw d}._ini,_s, ■„, Der Abtastkathodenstrahl, durch, welchen d^Vide,,-ausgangssignale abgeleitet werden, ist durch eine strichpunktierte Linie CR dargestellt und wird'in der normalen Praxis einfach auf einen geeigneten Pi auf der Potentialquelle HT zurückgeführt.' und' Videoausgangssignal wird von der Klemme ,1 ί Λ genommen.

Der Kathodenstrahl wird ngelenkt. um die Si· philte in einem Fernschalter aus Linien in der ■ ;;-.-liehen Art abzutasten. Der im unteren Teil der F i g i dargestellte Schalter und die zugehörige Schuiturw können im Augenblick außer ach: gdaWn werden"

Die theoretische Arbeitsweise is{ so. daß dann, wenn ein Element beleuchtet wird, ler icultierende elementare Photostrom die !enden/ besitzt, den zugehörigen Elementarkondensator /u entladen, und jeder solche Kondensator wird aulgeladen, wenn der Abia'tkathodenstrahl ihn erreicht und aul diese Weise einen Elementarstrom fließen läßt, welcher diesen Kondensator autlädt. Die Spannung auf der Kathodenstrahiseite des Elementes fällt ab und stabilisiert sich auf einer Spannung, welche in bezug ,mf die Kathode C der Elektronenkanone der Rohre leicht positiv ist. Natürlich bedeckt das auf die Signalplaue der Röhre projizierte optische Bild in der Pnnis nie !it die gesamte Signalplatte. Die Ränder des Bildes liegen vielmehr innerhalb der Kanten der Signalpiatte. Auch überdeckt das Abtastraster in der Praxis nicht . . . usw. zwischen den verschiedenen Elementen verhindert, daß diese stabilisierten Spannungswerte aufrechterhalten werden, und ein Ergebnis der Leckverluste ist. daß die Ladungen in den Kondensatoren in den Elementen, welche in der Rasterfläche. jedoch außerhalb der Videnaiissanessignallläche. angeordnet sind, aufgebraucht .werden, so daß die Spannungen auf der Kathodensirahlseite dieser Elemente, welche I . sein sollten, die Tendenz besitzen, bis zu !', anzusteigen. Als Folg> davon besitzen die Kapazitäten in den Elementen an und in der Ni'he von den Rändern der Videoausgangssignalfläehe die Tendenz, entladen zu werden, und das Gesamtergebnis besteht dann, den oben bereits genannten Nachteil zu er-

»5 /engen, d. h. helle Ränder rings um das reproduzierte Bild. Die stärker bemerkbare und störende Randaufhcllung ist dabei diejenige, welche über den Rändern entsteht, die parallel m der Zeilenrichttir.g verlaufen, d. h. in der norma'en Praxis über den horizontalen Rändern.

Aus dem »Journal of the SMPTE·<. Vol. (Ί7. Mär/ 1958. S. 149 bis 153. ist eine Korrektur von Landungsfehlern bekannt, welche eine Folge davon sind, daü der Abtast-F.lektronenstrahl auf der als Raster-

=5 fläche be/eichneten Abtastfläche nicht überall senkrecht, sondern vielmehr gegen die Ränder dieser Rasterfläche zu immer s-hräger auftrifft. Dieses schräge Auftreffen äußert sich dann in der Praxis in der Weise, daß die Ränder des Bildes dunkler werden. Im einzelnen wirkt sich der Landungsfehler dergestalt aus. daß, ausgehend von der Mitte der Rasterfläche. nach außen entsprechend einer parabolischen Funktion eine Potentialveränderung über die esamte abgetastete Fläche der Signalplatte erhalten

Lö Bitig

die Gesamtheit des Bildes. Die Ränder des Abtast- 35 wird. Nach der bekannten Lösung zur Beseitigung

rasiers liegen demgemäß innerhalb derjenigen des BiIiIc; Außerdem besitzt der zur Gewinnunedes abzugebenden Videosignals dienende Teil der Abtastrasierfläche eine Ausdehnung, welche kleiner als die Gesamtrasterfläche ist.

Fs ist daher zu unterscheiden z.wschcn \ier verschiedenen Flächen, wobei von diesen Flächen jeweils die eine in der anderen liegt. Dabei ergibt sich folgende Ineinanderschachtelung: Innerhalb der läh älih d

dieses Nachteils wird demgemäß durch Änderung des Kathodenpotentials entsprechend einen reziproken parabolischen Verlauf eine Korrektur des Landungsfeblers über die gesamte Rasterfläche vorgenommen, wodurch die unerwünschten dunklen Bereiche beseitigt werden können.

Es sei des weiteren erwähnt, daß der Landungsfehler auf Grund der Weiterentwicklung der Technik nur noch eine sehr untergeordnete Rolle spielt, da

Jhkki

größten Fläche, nämlich der Signalplatienfläche liegt 45 auf Grund der jetzt bekannten Jochkonstruktionen

die Bildfläche als nächst größere Fläche, in welcher sich dann die Rasterfläche befindet, innerhalb der die kleinste Fläche, nämlich die zur Gewinnung des abzugebenden Videosignals dienende Fläche ange ordnet ist.

Ein Signalplatten- bzw. Elektrodenelement in der Bi'dfläche. jedoch außerhalb der Rasterfläche, wird zwar beleuchtet, jedoch nicht abgetastet. Die Kapazität eines solchen Elementes wird entladen, und es

besitzt die Tendenz, sich auf seiner Kathodenstrahl- 55 gelöst. c"jß eine Korrekturschaltung vorgesehen ist, seite bei einer Spannung zu stabilisieren, welche an- welche die angelegte Signalplatten Elektroncnkano-

nen-Kathodenspannung während der Abtastung nur dann vergrößert, wenn sich der AuftrefTpunkt des

sichergestellt werden kann, daß der Elektronenstrahl praktisch immer senkrecht auftrifft.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fernsehkamera der eingangs genannten A.rt zu schaffen, bei welcher durch einfache Maßnahmen die in den Randbereichen des Bildes auftretenden störenden Aufhellungen, und zwar insbesondere am oberen und unteren Bildrand, beseitigt sind.

Diese Aufagbe wird gemäß der Erfindung dadurch Kkhl h it

nähernd gleich der angelegten Signalplattenversorgungsspannung V_T ist. Die Kapazität eines Signalplattenelementes in der Rasterfiäche, jedoch nicht in Gi d Vidil i

g
Kathodenstrahls oberhalb der Oberkante und unler-

der zur Gewinnung des Videoausgangssignals dienen- 60 halb der Unterkante der innerhalb der Rasterfläche

den Fläche, wird aufgeladen und besitzt die Tendenz, sich mit der Spannung auf seiner Kathodenstrahiseite auf einem Wert V_K zu stabilisieren, welcher gegenüber dem der Kanonenkathode leicht positiv ist. Ein Siiinalplattenelemont in der Videoausgangssignaltläche hat die Tendenz, sich bei einer Spannung zu stabilisieren, welche gegenüber l\ leicht positiv ist. Das Vorhandensein der Leckwide;stände R₁.,, R.,_r gelegenen, zur Gewinnung des abzugebenden Videosignals dienenden Fläche befindet.

Im Gegensatz zu der Korrektur des erwähnten Landungsfehlers, für die es charakteristisch ist. daß «5 diese Korrektur über die gesamte Rasterfläche vorgenommen werden muß. wird gemäß der Erfindung unmittelbar vor Beginn der zur Gewinnung des abzugebenden Videosignals dienenden Fläche, jedoch

loch im Bereich der sogenannten Rasterfläche eine ■ienke zur Leckstromaufnahme, d. h. zur Verhinderung des störenden Eindringens von Leckstrom in die zur Gewinnung des abzugebenden Videosignals dienende Fläche geschaffen. Eine derartige Leckstromfallc außerhalb der zur Gewinnung des abzugebenden Videosignals dienenden Flache zur Abschirmung von Leckströmen, die von außerhalb der Rasterfläche kommen und nicht bis zu der zur Gewinnung des abzugebenden Videosignals dienenden Fläche gelangen dürfen, ist prinzipiell verschieden von einer Landungsfehlcrkorrektur bekannter Art. bei der diese Korrektur über die gesamte Rasterfläche vorgenommen werden muß.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist ergänzend KorrekUirschaltanordnung vorgesehen, welche angelegte Signalplatten'Elektronenkanoncn - K; denspannung während der Abtastung nur dann vergrößert, wenn sich der Auftreffpunkt des Kathoden-Strahles am und in der Nähe des Anfangs und Endes der Zeilenablenkung befindet. Auf diese Weise wird erreicht, daß helle Ränder nicht nur am oberen und unteren Bildrand, sondern vielmeln allseitig verhindert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen

angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die

wird die Steuereinrichtung durch eine Wellenform betätigt, welche bei .SC 1 angelegt und von einer geeigneten Bildablcnkschaltung abgeleitet ist. wobei diese Wellenform zeitlich so gesteuert ist und ;;us Impulsen solcher Breite besteht, daß der SchalterS geschlossen wird, gerade bevor der Bildrückhuif beginn! und wieder öffnet, gerade nach Beendigung des Bildiücklaufs, so daß der Schalter während dieses Teils einer Bildablenkung offen ist, in welcher der Kathodenslrahlfleck zwischen den oberen und den unteren Kanten des Videoausgangsbereichs ist, jedoch während derjenigen Teile einer Bildablenkung geschlossen ist, in welcher der Kathodenstrahllleck sich oberhalb der oberen Kante oder unterhalb der unteren Kante befindet. Zur Verminderung oder Beseitigung unerwünschter Aufhellung der Seitenkanten des Bildes würde die Steuerung so sein, daß der Schalter während desjenigen Teils der Zeilenablenkung geöffnet ist. welche sich über die Videoausgangsfläche erstreckt, um ihn gerade vor dem Zeilenrücklauf zu schließen und ihn gerade nach dem Zeilenrücklauf erneut zu öffnen, so daß das Schließen während derjenigen Zeile der 2'xilenauslenkung erfolgt, welche außerhalb der Videoausgangsliiiche

liegt.

Die F i g. 2 ist ein Schaltungsdiagramni eines Schaltkreises, welcher beide Typen der Steuerung verwendet, um das Aufhellen von allen viei BiIdknntnn /n reduzieren oder zu eliminieren.

Die Schaltung der F i g. 2 umfaßt drei Transistoren T₁, T, und Τ_Λ, welche in Reihe parallel 11 der ""·-—">' 11« »τ „.„,!„i,,,, _c;„h f_t Fi ο η Diese

25

n WM ,nenkanone di^riheinen Schalter S an Erd

ΐ , Ξΐ welcher aT mechanischer Schalter dar-^S ;^gi, u obwohl in de7 Praxis ein elektronischer Schal krefc verwend " wurden könnte, wie er in der ?i f^- darisS ist Dieser Schalter wird automaf " i' l

mngsform eines SchalIk««« zurjenjenoung nc. 35 _dnPNp._{Tlansistor isl}. _An der

einer Fernschkamja gemäß der^« ^ ^ ^ mipulsv.dlenform _m„ positiv und mit negativ

» *h ^#S™ der T^ verlaufenden Abschnitten angelegt, welch, von

Beschreibung deTheone Der ^ . ._clclK._{n bclicbi Punkten in dcn m},maler-

n WM ,nenkanone di^ich einen Schalter S an Erde 40 weise vorgesehenen Bild- und Zeilenablenk.lialtun-Elektronenkanone ciurcn x. _f ___:___u__ _c„_u„„„_r ,,„_ _{gcn (nidu diirgCstclll)} ,.hgdcitet ist. Die nepativ verlaufenden Teile dieser Wellenform machen während der Rücklaufperioden T₁ leitend und T, nichtleitend,

->] ist L/iesci oi-naii^i .,..ν. ^₁ - und die positiv verlaufenden Teile machen /.u den

L'rh duTch" eine' Steuereinrichtung geschlossen, 45 übrigen Zeiten T_s leitend und T₁ nichtleitend. Eine welche durch _den Block SC dargestellt ist, wobei die /weite Rechteckwellcnform. welche von denselben Schließ-Zeiten und -Perioden nachfolgend beschrieben werden. Die Kathode C ist außerdem durch
einen Widerstand R 2 mit dem einstellbarer. Schieber
eines Potentiometers P verbunden, dessen Widerstand 50
parallel zu einem Teil der Potentialquelle HT geschaltet ist Wie offensichtlich ist, ist das Kathodenpotential, wenn der Schalter geschlossen ist, das Erd-

notcntial Wenn der Schalter geöffnet ist. wiru das _ .... ,... „ _ ...__& ..... _....

Kathodenpotential auf einen Wert geändert, welcher 55 stand R₂ der Fig. 1) mit dem Schieber einedurch die Einstellung des Potentiometers P und den-, tiometers P verbunden (in Übereinstimmung mit r Pnt.-ntialauellenteil bestimmt ist. zu welchem das der Fig. 1), wobei dessen Widerstand parallel zu ■ Potentiometer parallel geschaltet ,st. einem Teil der Quelle HT (F i g. 1) geschaltet ist be-

Der Einfachheit halber sei angenommen, daß es spielsweise zu dem Teil zwischen Erde und - W »uu· nur dazu erforderlich ist. um die unerwünschte Auf- 60 Der gemeinsame Kollektoranschluß von T₁ und h hellune der oberen und unteren Bildränder zu redu- ist mit der Kathode C der Elektronenkanone verzieren oder zu eliminieren. Dies erzeugt eine wesent- bunden.

liehe Verbesserung im Vergleich zur normalen Praxis. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Schaltung, wenn 1 ₃

wenn auch keine so große Verbesserung, wie sie er- leitend ist und T, und T₄ nichtleitend sind. w-'S ^' reicht wird, wenn die Aufhellung aller Ränder redu- 65 rend der gesamten Zeit der Fall ist, während ucr u» ziert oder eliminiert ist. Verbesserungen, welche die Kathodenstrahlfkck in dem Videoausgangsbereicn oberen und die unteren Ränder betreffen, werden ist. die Spannung an der Kathode C" die normale Bejedoch leichter erreicht. Für solche Verbesserungen triebsspannung ist, welche durch die Spannung i^lbe

Ablenkschaltungen abgeleitet ist, wird bei 2 an die Basis eines weiteren Transistors T₄ gelegt. Diese Wellenform macht T₄ während solcher Perioden leitend, von .!enen jede etwas bevor jedem Rücklauf beging und etwas nach jedem Rücklauf endet. Der Emif" ter 7₄ ist geerdet, und sein Kollektor ist mit der Basis vim Tj verbunden und auch durch einen Widerstand R₁ (in Übereinstimmung mit dem Wider-

st a st

j« d F

dem Potentiometer P und dessen Einstellung bestimmt ist. Wenn sicn der Fleck außerhalb des Videoausgangsbereichs befindet, jedoch innerhalb der Rasterfläche, bleibt 7\, leitend, T₁ bleibt gesperrt. 7, ist jedoch leitend. Die Spannung an der Kathode C ist dann im wesentlichen auf Erdpotential. Wahrend des Rücklaufs ist T₁ leitend (so daß T₂ gesperrt ist), und wenn T₁ leitet, wird die Kathode auf ein Potential

von im wesentlichen +30 Volt gebracht, und bei dieser Bedingung wird der Kathodenstrahl abgeschnitten. Somit ist ersichtlich, daß die Spannung auf der Signalscheibe innerhalb der Rasterfläche, jedoch außerhalb der Videoausgangsfläche, auf eine geringere Spannung als die Spannung auf der Signal-Scheibe innerhalb der Videoausgangsfläche stabilisiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2

hin eine Einrichtung vorgesehen ist. um der B^is

Patentansprüche: des vierten Transistors einen ebenfalls von der

Ablenkschaltung abgeleiteten Impulszug zuzu-

1. Fernsehkamera mit wenigstens einer Auf- führen, um diesen vierten Transistor (T₁) wähnahmeröhre mit einer das optische Bild aufneh- 5 rend solcher Perioden in den leitenden Zustand menden photoleitenden Signalplatte, die im Be- zu versetzen, welche sich mit den Rücklautreich einer Rasterfläche durch einen Kathoden- perioden leicht überlappen, daß weiterhin eine strahl zur Bildsignalerzeugung abgetastet wird Einrichtung vorhanden ist. um die Spannung an und an einer vorgegebenen Spannung bezüglich der gemeinsamen Kollektorverbindung (C) der der Elektronenkanonen-Kathodenspannung liegt, ic zwei Transistoren (T₁. T₁.) der Elektronerkanodadurch gekennzeichnet, daß eine nenkathode der Röhre zuzuführen und da 1.1 Korrekturschaltung (5, SC) vorgesehen ist, welche schließlich eine Schaltung (R.,, P) vorgesehen ist. die angelegte Signalplatten Elektronenkanonen- die bei leitendem vierten Transistor (T₁) die Basis Kathodenspannung während der Abtastung nur des am wenigsten positiven Transistors (f_:i) der dann vergrößert, wenn sich der Auftreffpunkt des 15 drei in Reihe geschalteten Transistoren an Erde Kathodenstrahls (CR) oberhalb der Oberkante legt.

und unterhalb d. Unterkante der innerhalb der

Rasterfläche gelegenen, zur Gewinnung des abzu-

gebenden Videosignals dienenden Fläche befindet.

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1. dadurch 20
gekennzeichnet, daß ergänzend eine Korrekturschaltanordnung vorgesehen ist. weiche die ange- Die Erfindung betrifft eine Fernsehkamera mil legte Signalplatten Elektronenkannnen-Kathoden- wenigstens einer Aufnahmeröhre mit einer das op spannung wahrend der Abtastung nur dann ver- tische Bild aufnehmenden photoleitenden Signalgrößen, wenn sich der Abtastpunkt des Kathoden- 15 platte, die im Bereich einer Rasterfläche durch einen Strahles (CR) am und in der Nähe des Anfangs Kathodenstrahl zur Bildsignalerzeugung abgetastet und Endes der Zeilenablenkung befindet. wird und an einer vorgegebenen Spannung bezüglich

3. Fernsehkamera nach Anspruch 1. dadurch der Elektronenkanonen - Kathodenspannung liegt gekennzeichnet, daß die Vcrgrößcung der Signal- Aufnahmeröhren dieser Art stellen beispielsweise die platten'Elektronenkanonen - Kathodenspannung 30 sogenannten Vidikons dar.

durch ein Steuersignal regelbar is' welches von Ein sehr störender Nachteil bekannter Fernseh

der normalerweise vorgesehenen Bildablenkungs- kameras, bei denen Aufnahmerr'iren der erwähnten

schaltung der Röhre abgeleitet i.it. Art verwendet werden, und insbesondere von Pern-

4. Fernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch sehkameras mit Aufnahmeröhren, bei denen da^ gekennzeichnet, daß die Vergrößerung der Signal- 35 photoleitende Material Bleioxid ist, besteht darin, platten Elektronenkanonen - Kathodenspannung daß bei Verwendung des Videoau.gangssignals zur durch ein Signal gesteuert ist, welches von der Bilderzeugung das reproduzierte Bild ringsum übernormalerweise vorgesehenen Zeilenablenkung der mäßig helle Ränder aufweist. Im folgenden soll zii-Röhre abgeleitet ist. nächst an Hand einer Theorie das Auftreten dieser

5. Fernsehkamera nach Anspruch 1 oder 2, 40 hellen Bildränder erläutert werden, da dadurch das dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige elektro- Verständnis der Erfindung erleichtert wird. Im Zunische Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche sammenhang mit dieser Theorie wird auf den oberen durch ein Steuersignal gesteuert ist, das von den Teil der F i g. 1 Bezug genommen, welche für den normalerweise vorgesehenen Bild- und Zeilen- vorliegenden Zweck als ein Ersatzschaltbild der ablenkschaltungen der Röhre abgeleitet ist. 45 photoleitenden Signalplatte und des Abtastkathoden-

o. Fernsehkamera nach einem der vorher- Strahls eines Vidikons oder einer entsprechenden gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, anderen Aufnahmeröhre betrachtet werden kann,
daß der Wert, auf welchen die Signalplatten' Es wird angenommen, daß der vorstehend erwähnte

Elektronenkanonen-Kathodenspannung vergrö- Nachteil von elektrischen Leckverlusten über die ßert wird, einstellbar ist. 50 Fläche der photoleitenden Signalplatte herrührt und

7. Fernsehkamera nach einem der vorher- daß er auf folgende Weise entsteht,
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Im oberen Teil der Fig. 1 ist die photoleitende

daß eine elektronische Schalteinrichtung mit einer Signalplatte so dargestellt, als ob sie aus einer großen Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche drei Anzahl von kleinen Elementen bestünde, welche Transistoren (T₁, T₂, T.,) in Reihe parallel zu 55 durch die Signalplatte der Elektrode miteinander einer Gleichspannungspotentialquelle aufweist, verbunden sind. Jedes dieser Elemente besteht aus daß die zwei stärker positiven Transistoren (T₁, einem Kondensator, an welchem ein Potential liegt. T₃) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp sind In der Fig. 1 ist das Licht von dem Übertragungsund an ihren Kollektoren zusammengeschaltet objekt so dargestellt, und zwar durch die gestrichelten sind, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen 60 Pfeile, daß es auf die Metallsignalplatte SP der Aufist, um der Basis der zwei Transistoren einen Im- treffelektrode fällt, von welcher jedes bezeichnete pulszug zuzuführen, welcher von einer Ablenk- Element ein Kondensator K₁ bis K_n ist, zu welchem schaltung der Röhre abgeleitet ist, um den stärker eine Stromquelle Z₁ bis J_n parallel liegt. Der Kondenpositiven der zwei Transistoren während des sator ist ein elementarer Teil der Eigenkapazität der Rücklaufs der in Frage stehenden Ablenkung in 65 Elektrode, und die Stromquelle liefert einen Strom, den leitenden Zustand zu versetzen, wobei die welche für das Licht repräsentativ ist, welche auf das zwei Transistoren abwechselnd leiten, daß ein betrachtete Elektrodenclement auftriiit. Die Signalvierter Transistor (T₄) vorhanden ist, daß weiter- platte SP bildet eine gemeinsame Verbindung auf