DE2149903A1

DE2149903A1 - Farbfernsehbild-Aufnahmeeinrichtung

Info

Publication number: DE2149903A1
Application number: DE19712149903
Authority: DE
Inventors: Yasuharu Kubota
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1970-10-06
Filing date: 1971-10-06
Publication date: 1972-04-13
Also published as: NL176126B; CA948760A; US3746779A; NL7113735A; FR2111072A5; DE2149903C2; JPS5014856B1; GB1357229A; NL176126C

Description

2H9903

Dipl.-lng. H. MITSCHERÜCH 8 MÖNCHEN 22,

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN UZUTlwivj"296684

Dr. rer. not. W. KÖRBER
PATENTANWÄLTE

6. Okt. 1971

SONY CORPORATION
7-35 Kitashinagawa-6
Shinagawa-ku
Tokio, Japan

Patentanmeldung

Farbfernsehbild-Aufnahmeeinrichtung I

Die Erfindung bezieht sich auf eine B.1daufnähmeeinrichtung, die es ermöglicht, unter Verwendung nur einer einzigen Bildaufnahmeröhre getrennte F.·. rbsignale zu erzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung, die es ermöglicht, abgeglichene getrennte Fc br signale zu erzeugen, die von Einstreuungserscheinungen im wesentlichen frei sind.

Es ist bereits ein Dreifarben-Vidikon vorgeschlagen worden, das als Bildaufnahmeröhre benutzt werden kann und geeignet i ist, einzelne oder getrennte Farbsignale zu erzeugen. Bei diesem Vidikon sind miteinander abwechselnde rote, grüne und blaue streifenähnliche optische Filter nebeneinander angeordnet und diese Filter erstrecken sich in senkrechter Jxichtung zwischen einer 'I'ragplatte aus Glas und einer Schicht aus einem lichtelektrisch leitfähigen Material. Den optischen Filtern sind halbdurchsichtige Signalelektroden in Form leitfähiger Streifen überlagert. Diese Signalelektroden sindin drei Gruppen unterteilt, die miteinander verschachtelt sind, und von denen jede einer bestimmten Farbe zugeordnet ist. Alle

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Elektroden innerhalb einer bestimmten Gruppe sind miteinander verbunden, doch ist jede Gruppe gegenüber den beiden anderen Gruppen isoliert, und die Gruppen sind an die drei Signalausgangsklemmen angeschlossen. Die Elektroden sind so angeordnet, daß von einem Gegenstand kommende Lichtstrahlen, die als Fernsehsignale ausgesendet - werden sollen, auf der lichtelektrisch leitfähigen Schicht durch die verschiedenen optischen Filter und Signalelektrodeη fokussiert werden. Die Photokathode wird mittels eines Elektronenstrahls abgetastet, um Signale zu erzeugen, die den roten, grünen und blauen x^omponenten des Auftreffenden Lichtes entsprechen. Diese Signale stehen an den drei Ausgangsklemmen zur Verrügung, dcch ergeben * sich bei solchen Farbbila&uf nähme einrichtungen bis jetzt in einem erheblicheh. Ausmaß Einstreuwirkungen zwischen den verschiedenen F£j?bsignalen, die auf die elektrostatische Kapazität zwischen den Signal elektroden zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildaufnahme einrichtung zu schaffen, die geeignet ist, getrennte Farbsignale auf eine solche Weise zu erzeugen, daß das Auftreten von i-instreuerscheinungen bzw. das sogenannte Nebensprechen vermieden wixd.

Bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten iarbbildauf nähme einrichtung sind drei Sätze von Elektroden auf einer ψ photoelektrischen Umwandlungsschicht zyklisch miteinander verschachtelt, und diesen Elektroden werden alternierende Signale zugeführt, die zeitlich gegeneinander versetzt und mit der Abtastperiode synchronisiert sind, um eine Potentialverteilung über der pho ^ ο elektrische η Umwandlungsschicht hervorzurufen. Ein nach Farben getrenntes, zerlegtes Bild des Gerenstandes aird auf die photoelektrische Schicht projiziert}, so daß durch diese Schicht ein zusarimengesetztes Farbsignal erzeugt werden kann. Dieses Signal enthält das Farb-

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signal unaein ihm üb erlagerte si ndexsignal

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen naher erläutert.

Pig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer eriinaungsgemäßen Farbbildaufnahmeeinrichtung.

Fig. 2 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teilschnitt durch die eigentliche Bildaufnahmeeinrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen Wellenformen, die sich beim Betrieb der Einrichtung nach Fig. 1 ergeben.

Fig. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung ein Beispiel für das Frequenzspektrum eines mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 1 erzeugten zusammengesetzten Farbfernsehsignals.

Fig. 6 zeigt in einem größeren Maßstab in einem Teilschnitü eine abgeänderte Ausführungsform einer Bildaufnahmeeinrichtung nach, der Erfindung und läßt außerdem Vvellenformen erkennen, die sich bei dem Betrieb dieser Einrichtung ergeben.

Fig. 7 zeigt in einem !'eil eines Grundrisses den Hauptteil einer abgeänderten Ausführungsform einer erfinaungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung, wobei bestimmte Teile weggebrochen gezeichnet sind, um die verschiedenen vorhandenen Schichten erkennbar zu machen.

Fig. 8 zeigt den in Fig;. 7 dargestellten Teil uer Bildaufnahmeeinrichtung im Querschnitt.

Fig. 9 zeigt im Grundriß einen Teil einer abgeänderten

Ausführungsform einer Bildaufnahmeeinrichtung nach der Erfindung.

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- 4 Fig. 10 zeigt die Anordnung nach Fig. 9 im Querschnitt.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte BiIdaufnähmeeinrichtung umfaßt eine Bildaufnahmeröhre 11 mit drei Sätzen von streifenähnlichen durchsichtigen Elektroden 12, 13 und 14, die entsprechend der Reihenfolge 12, 13, 14, 12, 13, 14 usw-r angeordnet bzw. miteinander verschachtelt sind. 2ede dieser Eöektroden hat eine vorbestimmte Breite von z.B. 20 Mikron,- und die Elektroden sind in der genannten !Reihenfolge in vorbestimmten Abständen von z.B. 5 Mikron auf einer photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 angeordnet, die mittels eines durch eine Elektronenschleuder 17 erzeugten Elektronenstrahls abgetastet wird. Bei dem Material der lichtelektrisch leit-™ fähigen Schicht 16 kann es sich z.B. um Antimontrisulfid handeln. In diesem Ft-Il sind die Elektroden 12 bis 14 so angeordnet, daß sich die Richtung ihrer Längsachsen von der waagerechten Abtastrichtung des Elektronenstrahls unterscheidet. Diese Abtastrichtung ist in Fig. 2 durch die Pfeile 18 angedeutet; die Längsrichtung der Anordnung der Elektroden bis 14 verläuft normalerweise im rechten Winkel zu der Abtastrichtung. Sämtliche Elektroden 12 sind elektrisch miteinander verbunden, und entsprechend sind alle Elektroden 13 bzw. 14 untereinander verbunden, so daß sie drei Sätze von miteinander verschachtelten Elektroden feilden. Die Sätze von Elektroden 12 bis 14 sind an drei getrennte Signalausgangsklemmen 19 bzw. 20 bzw. 21 angeschlossen.

Die Elektroden 12 bis 14sind auf einer durchsichtigen Schutzplatte 22, z.B. einer relativ dünnen Glasplatte ausgebildet, und die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 überdeckt die Elektroden. Auf der anderen Seite der Glasplatte ist ein optisches Filter 23 angeordnet, das sich aus roten, grünen und blauen streifenförmigen Filterelementen 23H, 23G und 23B zusammensetzt, welche in der genannten Reihenfolge gegenüber den Elektroden 12bis 14 angeordnet sind. Auf den

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optischen Filtern, ist eine Beckplatte 24 aus Glas angeordnet· Bei dieser Einrichtung können die Elektroden 12 bis 14 und die streifenförmigen optischen Filterelemente 23R, 23G und 2$B in der Richtung ihrer Keihenfolge gegeneinander versetzt sein.

Die photoelektrische Umwandlungsschicht 16, die Elektroden 12 Ms 14, die Glasplatte 22, das optische Filter 2$ und die fleckplatte 24 aus Glas sind als zusammenhängendePhotokathode ausgebildet und haben eine scheibenähnliche Gestalt. Diese Scheibe kann jeden für zweckmäßig gehaltenen Durchmesser haben, der z.B. 25,4 mm beträgt, und die Scheibe ist mit einem Ende eines Röhrenkolbens 26 Verbunden. Der Röhrenkolben ist mit einer Ablenkspule 27» tiner Fokussierspule 28 und einer Abgleichspule 29 versehen, die sämtlich auf dem Röhrenkolben angeordnet sind. Die von dem Aufnahmegegenstand 31 kommenden Lichtstrahlen werden durch eine Linse 32 auf der photo elektrischen Umwandlungs schicht 16 fokussiert.

Den Elektroden 12 bis 14 werden getrennte Signale S33, S34 und S35 zugeführt, die in Fig. 3A bzw. 3B bzw. 30 dargestellt sind; diese Signale sind mit der Waagerecht- oder Zeilenabtastperiode synchronisiert und zeitlich gegeneinander versetzt. Die Signale werden durch drei Signalquellen 37» 38 und 39 erzeugt, die an die Primärwicklungen 41 b»w. bzw. 43 von drei Transformatoren 44, 45 und46 angeschlossen sind. Diese Transformatoren haben Sekundärwicklungen 47, 48 und 49, und ein Ende jeder dieser Sekundärwicklungen ist an eine gemeinsame Klemme angeschlossen, während die anderen Enden der Sekundärwicklungen jeweils mit einer der Ausgangsklommen 19» 20 und 21 verbunden sind.

Bei den Signalen S33 bis S35 handelt es sich gemäß Fig. 3A bis 30 um Rechteckwellensignale, und jedes Signal hat eine Impulsbreite 1H, welche die gleiche ist wie die Waagerechtabtastperiode des Elektronenstrahls. Die Waagerecht-

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abtastperiode beträgt 5»5 MikroSekunden, wenn es sich tun eine Fernseheinrichtung handelt, die mit einer Waagerechtabtastfrequenz von 1$,75 kHz arbeitet. Die Wiederholungsfrequenz

der Signale S33 bis S35 entspricht einem Drittel der Waage-IS 75
rechtabtastfrequenz oder kHz. Diese Signale fallen zeitlich nicht zusammen} das Signal S34- eilt um 1 H gegenüber dem Signal S33 nach, und das Signal S35 eilt dem Signal S34-ui1 H nach· Msh kann solche Signale erzeugen, indem man von einem Impulssignal Gebrauch macht, das z.B. einem Gleichstrom/ Gleichstrom-Wandler einer Hochspannungsgeneratorschaltung entnommen wird. De. solche Wandler bekannt sind, sind sie in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Der gemeinsame Anschluß der erwähnten einen Enden der Sekundärwicklungen 4-7, 48 und 4-9 der drei ^transformatoren ist über einen Kondensator 52 mit der Eingangsklemme eines Vorverstärkers 51 verbunden. Gleichzeitig ist eine Gleichstromquelle, die eine Spannung B+ liefert, welche bei einer typischen Anordnung im Bereich von etwa 10 bis 50 V liegt, über einen Wiederstand 53 an den gemeinsamen Anschluß der Sekundärwicklungen 4-7 bis 4-9 angeschlossen.

Wenn die Röhre 11 in der beschriebenen Weise geschaltet ist und die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, während kein Licht auf die Photokathode der Höhre fällt, wird den Elektroden 12 eine zusammengesetzte Spannung zugeführt, welche die Spannung B+ und das Signal S33 umfaßt, Man kann annehmen, daß dies während eines Waagerecht- oder Zeilenabtastintervalls H. geschieht. Gleichzeitig wird den Elektroden 13 und 14- nur die Spannung B+ der Stromquelle zugeführte Infolgedessen ist das Potential der Elektroden 12 um die Spannung des Signals S33 höherals das Potential der Elektroden 13 und14·. Infolgedessen erhält man auf der Eingangsseite des Vorverstärkers 51 ein kechteckwellensignal S54·, wie es in I?ig. 4-A dargestellt ist.

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Di-se Spannung entspricht dem Potential der Elektroden 12 una dient als Indexsignal. Die Grundfrequenz dieses Indexsignals S54· richtet sich nach der Breite und Teilung der Elektroden 12 "bis 14 sowie nach der Zeit, die der Elektronenstrahl der Elektronenschleuder 17 benötigt, um eine waagerechte Zeile abzutasteil. Im vorliegenden Fall ist die Grundfrequenz des Indexsignals S54 vorzugsweise so gewählt, daß sie 5» 58 MHz beträgt j hierbei handelt es sich um die Farbhilf strägerfrequenz des NTSC-Fe-rbfernsehsystems. Bei anderen F rbfernsehsystemen kann man Röhren vorsehen, die von anderer Konstruktion sind, so daß sich eine entsprechende andere Grundfrequenz ergibt.

Wenn das von dem Aufnahiregegenstand 31 kommende Licht in die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 eintritt, wird auf dieser Schicht ein nach Farben zerlegtes Bild des Gegenstandes erzeugt, undein diesem nach Farben zerlegten EiId entsprechendes Signal wird dem Indexsignal S54 überlagert, so daß man ein in Fig. 4-D dargestelltes zusammengesetztes Signal Sf?6 erhält. In Fig. 4 sind Seile des zusammengesetzten Signals Sf?6, die dem roten bzw. dem grünen bzw. dem blauen Licht entsprechen mit R bzw. G bzw. B bezeichnet. Das zusammengesetzte Signal S56 entspricht der Summe eines Leuchtdichtesignals X, eines Farbartsignals bzw. eines Trägerfarbsignals C und des Indexsignals S54. Somit ist S56 « τ + C + S54-.

Das Frequenzspektrum dieses zusammengesetzten Signals S56 ist in Fig. 5 dargestellt; es richtet sich teilweisenach der Breite und den Abständen der Elektroden 12 bis 14 und der streifenförmigen Filterelemente des optischen Filters sowie nach der Waagerechtabtastperiode. Ahnliche zusammengesetzte Signale S57 und S58 werden in der gleichen Weise erzeugt; diese Signalesind in Fig. 4E und 4F dargestellt. Das zusammengesetzte Signal S56 liegt innerhalb einer Frequenzperiode von 6 Möiz, und der Leuchtdichteanteil Y nimmt

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den unteren Frequenzteil des Frequenzbandes ein, während das Farbsignal G den oberen Frequenzteil einnimmt. Es wird vorgezogen, die Überlappung zwischen dem Leuchtdichte signal Y und dem Farbsignal C möglichst klein zu halten, und erforderliche n£ all skann man die Auflösung des Bildes dadurch etwas verringern, daß man eine Linse vor der Bildaufnahmeröhre 11 anordnet.

Während der nächsten Waagerechtzeilenperiode H. ^. wird den Elektroden 15 das Signal SJ4 zugeführt, so daß ein Indexsignal S59 erzeugt wird, das in Fig. 4B dargestellt ist. Dieses Signal wird gemäß Fig. 4B gegenüber dem Indexsignal S 54 verzögert, und man kann aen Verzögerungsbetrag als einen Winkel von 120° in Beziehung zur Periodizität der beiden Signale S54 und S59 betrachten. Das zusammengesetzte Signal S57» das während dieses Zeitintervalls am Eingang des Vorverstärkers 51 erscheint, und das in Fig. 4E dargestellt ist, läßt sich durch die Gleichung S57 « Y + C + S59 ausdrücken.

Während der nächsten Waagerechtabtastperiode H. ρ wird den Elektroden 14 das Signal S35 zugeführt. Infolgedessen wird das in Fig. 4C dargestellte Indexsignal S61 erzeugt. Dieses Signal ist gegen+ber dem Indexsignal S59 um 120° verzögert.

Das zusammengesetzte Signal S58, das am Eingang des Vorverstärkers 15 während dieser Zeitspanne erscheint, ist in Fig. 4F dargestellt;. dieses Signal läßt sich durch die Gleichung S58 ■ Y + 0 + S61 ausdrucken. Während der nachfolgenden Waagerechtabtastperioden H_i+^, H_i+/f usw. werden die soeben beschriebenen Arbeitsschritte wiederholt durchgeführt. Infolgedessen wird dem Vorverstärker 15 ein Zeilensequentielles Signal zugeführt, das sich aus den Signalen S56, S57 und S58 zusammensetzt.

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Dieses zusammengesetzte Signal wird durch den Vorverstärker 51 verstärkt und dann einem Korrektmrverstarker 62 zugeführt, der Zum Formen der Wellenform dient und eine Gammakorrektur durchführt. Hierauf wird das korrigierte Signal einem Tiefpaßfilter 6$ und einem weiteren Filter 64 zugeführt, "bei dem es sich entweder um ein B ndpaßfilter oder um ein Hochpaßfilter handeln kann. Das Leuchtdichtesignal Y ist das Ausgaiigssignai des Tiefpaßfilters 65» während das Ausgangssigna¹- des Filters 64, von dem hier angenommen ist, daß es sich um ein Bandpaßfilter handelt, ein Signal S66 ist, das durch die Gleichung S66 ■ C-r + S54v "bestimmt ist. Das Signal S66 ist in Fig. 4G dargestellt, und entsprechende Signale für die beiden übrigen Farben, die mit S67 und S68 bezeichnet sind, sind· in Fig. 4H und 41 dargestellt. Die Gleichung für das Signal S67 lautet S67 > C^ + S59_L, während die Gleichung für das Signal S68 wie folgt lautet: S68 m G^ + S61_Le In diesem Fell sind die Signale 0^, 854^, S59t und S61t Grundwellenkomponenten der der Signale 0, S54, S59 und S61.

Im folgenden wird die Trennung derGrundwellenkomponenten S54-T, S59-T und S61-J. von dem Farbträgersignal C,- beschrieben. Im vorliegenden Fall haben die Grundwellenkomponenten der Indexsignale S54j., S59-r und S61-r die gleiche Frequenz wie das Farbträgersignal Οχ, und daher können die Signale nicht mittels eines Filters getrennt werden.

Das Ausgangssignal des Bsndpaßfilters 64 wird einer ΊΗ-Verzögerungsschaltung 69 zugeführt, und das Ausgangssignal dieser Schaltung wird dem Eingang einer zweiten 1H-Verzö'gerungsschaltung 71 zugeführt. Diese Verzögerungsschaltungen können z.B. als Kristallverzögerungsvorrichtungen ausgebildet sein. Die Ausgangssignale des Bandpaßfilters 64 und j'ederder Verzögerungsschaltungen 69 und 71 werden einer Additionsschaltung 72 zugeführt. Wenn das Signal S66 den Ausgang der

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Verzögerungsschaltung 71 erreicht, erreiclit das Signal S67 den Ausgang der Verzögerungsschaltung69 und das Signal S67 erreicht den Ausgang des i>andpaßfilters 64. Somit werden diese Signale der Additionsschaltung 72 gleichzeitig zugeführt. Da die Grundfrequenzkomponenten 854^, ^S59_L und S61^ gegeneinander um 120° phasenverschoben sind, löschen sich diese Grundfrequenzkomponenten in der Additions schaltung 72 gegenseitig aus. Der Inhalt des Farbträgersignals C-r in einander benachbarten Waagerechtabtast zeilen kann als im wesentlichen der gleiche betrachtet werden. Somit sind die Färbträgersignale C-r in den Signalen S66 bis S68 in Phase, und sie werden in der Additionsschaltung72 so vereinigt, daß am Ausgang der Additionsschaltung ein AusgaiLtpSsignal 3Ct erscheint.

Die Ausgangs signale das Bandpaßfilters und der beiden Verzögerungsschaltungen 69 und 71 werden außerdem einer Schaltvorrichtung 73 zugeführt, die das Äquivalent von drei Dreistellungsschaltern 74-» 75 und 76 bildet. Diese Schalter umfassen jeweils einen beweglichen Xontaktarm 74a bzw. 75a bzw. 76a, von denen jeder mit drei festen Kontakten zusammenarbeitet, die bei allen drei Schaltern mit b, c und d bezeichnet sindj diese festen Eontakte sind durch Abstände getrennt, die jeweils 120° entsprechen, und sie sind bei allen drei Schaltern in der gleichen Weise orientiert. Somit werden die beweglichen Kontaktarme 74a bis 76a in der Eeihenfolge b, c, d, b, c, d usw. in Berührung mit den zugehörigen festen Kontakten gebracht, und die Umschaltung von einem Kontakt zum nächsten erfolgt jeweils am Ende jeder waagerechten Zeilenabtastung. Ferner sind die beweglichen Kontakte 74a bis 76a gegenüber den festen Kontakten b, c und d so angeordnet, daß dann, wenn der Kontaktarm 74a den Kontakt b berührt, der Kontaktarm 75a den Kontakt c und der Kontaktarm 76a den Kontakt d berührt. In der Praxis sind die Schalter 74, 75 und 76 durch Elektronische Schalter gebildet, die z.B. Moden oder Transistoren oder dergleichen umfassen.

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Das Ausgangssignal des Bcndpaßfilters 64 wird dem beweglichen Kontaktarm 74a zugeführt, das Ausgangssignal der ersten Verzögerungsschaltung 69 gelangt zu dem beweglichen Kontaktarm 75&1 und das Ausgangs signal der zweiten Verzögerungsschaltung 71 wird dem dritten beweglichen Kontaktarm 76a zugeführt. Alle festen Kontakte b sind miteinander verbunden und an einen Eingangskreis einer zweiten Additionsschaltung 78 angeschlossen. Alle festen Kontakte c sind gemeinsam mit dem Eingang einer Phasenschieber schaltung 79 verbunden, durch welche die Signaleum 120° vorverlegt werden. Alle festen Kontakte d sind gemeinsam an eine weitere Ehasenschieberschaltung 81 angeschlossen, durch welche die Signale um 120° verzögert werden. Die Ausgänge der Hiasenschieberschaltungen 79 und 81 sind ebenfalls an Eingangskreise der Additions schal tung78 angeschlossen. Der Ausgang der Additionsschaltung 78 ist mit einer Begrenzungsschaltung 82 verbunden. Da die Schalter 74, 75 und 76 am Ende jeder Waagerechtzeilenabtastperiode um einen Schritt weiterbewegt werden, wird das Signal S66 stets den Kontakten b aller drei Schalter entnommen, während die Signale S67 und S68 stets allen Kontakten c bzw. d entnommen werden. Die Signale S67 und S68 werden durch die Phasenschieberschaltungen 79 V-Hd 81 so weitergeleitet, daß sie mit dem den Kontakten a entnommenen Signal S66 phasengleich sind. Somit sind die Farbträgersignale C, die in den Signalen S66 bis S68 enthalten sind, welche der Additionsschaltung 78 zugeführt werden, gegeneinander um 120° phasenverschoben, und die Signale S54_L, S59_L und S61_L sind phasengleich. Somit liefert die Addition dieser drei Signalein der Additionsschaltung 78 ein Ausgangs signal, das der Bigrerizungsschaltung 82 zugeführt wird, und bei diesem Signal handelt es sich um ein Indexsignal $1 mit einer konstanten Amplitude, wie es in Fig. 4K dargestellt ist.

In l''ig. 1 erkennt man ferner einen Farbdemodulator, dem das Leuchtdichtesignal Y, das Farbträgersignal 3Ct und das in

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der beschriebenen Weise erzeugte Indexsignal 31 zugeführt wird, um aus diesen Signalen Hot-, Grün- und Blau-Farbsignale ^SR? ^SG und Sg abzuleiten, die an Ausgaängen 84-, 85 und 86 erscheinen. Der Demodulator 85 umfaßt z.B. eine synchron arbeitende Detektorschaltung, der das Farbträgersignal 3C_L und das Indexsighal 31 zugeführt wird, um Farbdifferenzsignale S_R - Sy, S-g - Sj und S_G - S^ zu erzeugen, sowie eine Με-trixschaltung, welche das Leuchtdichte signal S^- zu den Farbdifferenzsignalen addiert, um die Farbsignale Sg, S_G und S_ß zu erzeugen. Durch geeignetes Verarbeiten der so erhaltenen Rot-, Grün- und Blau-Farbsignale kann man Farbfernsehsignale erzeugen, die verschiedenen Systemen angepaßt sind, z.B. dem NTSC-System oder einem beliebigen anderen System.

Im vorliegenden Fall kann ein Signal entsprechend dem NTSC-System auch direkt erzeugt werden, ohne daß die Farbsignal e durch den Farbdemodulator 83 erzeugt werden. Mit anderen Worten, die Träger der zusammengesetzten Signale S66 bis S68 werden durch Farbhilfsträgersignale mit einer Frequenz von 3» 58 MHz nach dem NTSC-System ersetzt, und die durch die Farbsignale winkelmodulierten Farbhilfsträgersignale werden aufgenommen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sig.d die Elektroden 12 bis 14- gemäß Fig. 2 in vorbestimmten Abständen verteilt. Wenn die Elektroden 12 bis 14- mit durchsichtigen Eöektroden versehen sind, die z.B. aus Zinnoxid bestehen, d.h. wenn es sich um sogenannte "Nesaelektroden" handelt, haben die Elektroden eine Breite von etwa 20 Mikron, und sie sind in Abständen von etwa 5 Mikron angeordnet. Diese Elektroden haben eine Dicke von etwa 0,2 iwikron, und die Dicke der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 beträgt etwa 1 Mikron. Daher gelangen nahezu alle diejenigen Phototräger, die in den Flächen zwischen benachbarten Elektroden 12 bis 14- erzeugt werden, wenn das vom Aufnahmege^enstand

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kommende Licht auf die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 fällt, nicht zu den Elekti-oden 12 bis 14·, sondern zu der durchsichtigen isolierenden Platte 22. Dies führt zu einer Verringerung des photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrades des farbigen Lichtes, dasin die Flächen eintritt, wo sich die Elektroden 12 bis 14 nicht befinden, so daß sich die Signalkomponenten verkleinern, die dem farbigen Licht an diesen Flächen entsprechen. Dies führt zu Fehlern, z.B. einer Verringerung der Farbtreue, so daß es unmöglich ist, einen hervorragenden Weißabgleich zu erzielen, daß sich der Störabstand verschlechtert usw.

Diese Fehler lassen sich vermeiden, wenn man.gemäß Fig. 6A eine durchsichtige Widerstandsschicht 88 zwischen den Elektroden vorsieht und die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 über den Elektroden 12 bis 14· und der Widerstandsschicht 88 anordnet.

Die durchsichtige Widerstandsschicht 88 wird so aufgebracht, daß sie die gesamte Fläche auf einer Seite der durchsichtigen isolierenden Platte 22 überdeckt, und die streifenähnlichen Elektroden 12 bis 14- erhalten eine relativ geringe Breite und sind auf der Widerstandsschicht 88 so angeordnet, daß zwischen benachbarten Elektroden große Abstände D vorhanden sind. Die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 wird so hergestellt, daß sie die Elektroden 12 bis 14 und die Widerstandsschicht 88 überdeckt.

Im vorliegenden Fc. 11 handelt es sich bei der durchsichtigen Widerstandsschicht 88 um einen einen hohen Widerstand aufweisenden Nesaüberzug, der z.B. aus Zinnoxid besteht und einen Flächenwiderstand von z.B. etwa 1Cr bis 1Cr Ohm/ (^uadratzoll aufweist. Wenn dem Zinnoxid als Verunreinigung Antimon beigefügt wird, kann man den Wideistandswert der Widerstaridsschicht in einem erheblichen Ausmaß dadurch verändern, daß man die in· nge des Antimons ändert, so daß es ohne

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weiteres möglich ist, einen 'äe sauber zug mit dem genannten hohen Widerstand zu erzeugen. Die Dicke der Widerstandsschicht 88 beträgt z.B., etwa 0,5 kikron.

Wenn die Elektroden 12 bis 14- sehr schmal sind, brauchen sie nicht aus einem lichtdurchlässigen Material zu bestehen, sondern sie können aus einem Letall, z.B. iiupfer, Aluminium, Silber oder dergleichen, hergestellt sein.

Wenn man den Elektroden 12 bis 14- bei der Anordnung nach Fig. 6A die erwähnten, miteinander abwechselnden Signale S33 bis S35 zuführt, die gemäß Fig. 5 mit der Waagerechtabtastperiode synchronisiert sind, fließen Ströme von vorbestimmter Stärke in der Widerstandsschicht 88 zwischen den Elektroden 12 bis 14, so daß sich in der Wider st andsschicht eine Potentialverteilung derart ergint, daß das Potential allmählich

zunimmt, wenn man sich der Fläche nähert, die an eine beliebige der Elektroden angrenzt. Somit ist während einer Waagerechtabtastperiode das Potential am höchsten in der Fläche der Wider st andlsschicht, die der Elektrode 12 entspricht, so daß dann, wenn kein Licht auf die photo elektrische Umwandlungsschicht 16 fällt, eine Potentialverteilung über der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 besteht, wie sie in Fig. 6B dargestellt ist. Während der nächsten W&agerechtabtastperiode ist das Potential innerhalb der der Elektrode entsprechenden Fläche am höchsten, so daß sich eine Potentialverteilung über der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 ergibt, wie sie in Fig. 60 dargestellt ist. Während der dritten Waagerechtabtastperiode wird das Potential in der der Elektrode 14 entsprechenden Fläche am höchsten, so daß die Potentialverteilung über der Umwandlungsschicht der Darstellung in Fig. 6D entspricht. Infolgedessen sind die Indexsignale S54, S59 und S61, die während der betreffenden Abtastperioden erzeugt werden, Dreieckwellensxgnale und nicht etwa xuechteckwellensignale der in Fig. 4A bis 40 dargestellten Art. Wenn jedoch die Indexsignale S54, S59 und S61 zu Drei-

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eckwellensignalen werden, wie es vorstehend beschrieben ist, kann man die gewünschten Operationen genau in der gleichen Weise durchführen, we es weiter oben anhand von Fig. 1 beschrieben ist.

Boi der Anordnung nach Fig. 6A treffen diejenigen Phototräger, die in den Flächen der Umwandlungsschicht 16 erzeugt werden, welche den elektroden 12bis 14 entsprechen, wenn das von dem Aufnahmegegenstand kommende Licht auf die photoelektrische ümwandlungstchicht fällt, unverändert an den Elektroden 12 bis 14 ein. Wegen des Vorhandenseins der Widerstands schicht 88 wandern die zweischen den Elektroden 12 bis 14 erzeugten Phototräger ig. der Querrichtung durch die Widerstahdsschicht 88, so daß sie zu den Elektroden 12 bis 14 gelangen. Infolgedessen findet keine Verringerung des photοelektrischen Umwandlungswirkungsgrades des farbigen Lichtes statt, das auf die Flächen fällt, die von den Elektroden 12 bis 14 frei sind, und die Signalkomponenten, die dem farbigen Licht an diesen Stellen entsprechen, können ebenfalls mit dem gleichen Pegel erhalten werden wie die Signalkomponerrten, die dem farbigen Licht entsprechen, welche auf die Flächen fällt, die von den Elektroden 12 bis 14 eingenommen werden. Daher wird die Farbtreue nicht verringert, es kann stets ein vollkommener Y/eißabgleich erzielt werden, und der Störabstand vergrößert sinn.

Diese durchsichtigen Elektroden 12 bis 14 können so ausgebildet werden, da.ß sie eine relativ große Breite haben. In diesem F 11 werden die Abstände D zwischen benachbarten Elektroden kleiner, so daß die durchsichtige isolierende Platte 22 mit einer Widerstandsschicht bedeckt ist, die z.B. aus iitanoxid besteht und einen Flächenwiderstand von z.B. etwa

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10 Ohm je Quadrat aufweist; dieser Widerstand ist geringer als der jjunkelwiderstand der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16, jedoch höher als der Widerstand des erwähnten,

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einen hohen Widerstand aufweisenden Hesaüberzug, und die Elektroden 12 Ms 14- sind auf der Wide ist ands schicht ausgebildet. Da in diesem Fall die Elektroden 12 bis 14- eine große Breite haben, sind die resultierenden Indexsignale im wesentlichen Kechteckwellensignale, wie es in Fig. 4A bis 40 gezeigt ist. Es ist ersichtlich, daß sich mit Hilfe einer solchen Anordnung die gleichen Wirkungen erzielen lassen wie bei der Anordnung nach Fig. 6A.

Ferner ist es möglich, daß selbst dann, wenn schmale, streifenähnliche Elektroden 12 bis 14- erzeugt werden, wie es Fig. 6A entspricht, daß die Elektroden direkt auf der isolierenden Platte 22 angeordnet werden. In diesem Fall steht die Widerstandsschicht 88 in Fluchtung mit den Elektroden 12 bis 14 innerhalb derjenigen Flächen der isolierenden Platte, welche nicht von den Elektroden 12 bis 14- eingenommen sind.

Ferner ist es möglich, relativ breite durchsichtige Elektroden 12 bis 14- zu erzeugen und eine Wider st ands schicht vorzusehen, die in Fluchtung mit diesen Elektroden steht.

Weiterhin ist es möglich, eine durchsichtige Widerstandsschicht aufzubringen, die sich über die ganze Fläche der isolierenden Platte erstreckt und die breiten oder schmalen Elektroden 12 bis 14· überdeckt, und die Lücken zwischen diesen Elektroden ausfüllt, und die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 auf der durchsichtigen Widerstandsschicht zu erzeugen.

Ferner ist es möglich, eine erste durchsichtige Widerstandsschicht zwischen den vreiten oder schmalen Elektroden 12 bis 14· und einer zweiten durchsichtigen Widerstandsschicht auf den Elektroden und der ersten Mderstandsschicht anzuordnen und die photoelektrische Umwandlungsschicht auf der zweiten Widerstandsschicht auszubilden.

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Bei den vorstehend anhand von Fig. 1, 2 und 6 beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung werden die miteinander abwechselnden Signale S33 bis S35 den Elektroden 12 bis 14 auf der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 zugeführt, und die photoelektrischen Umwandlungssignale werden den Elektroden 12 bis 14 entnommen, doch ist es unmöglich, eine besondere Signalelektrode vorzusehen, mittels welcher die photoelektrischen Umwandlungssignale aufgenommen werden. Gem-ß Fig, 7 und 8 sind die Elektroden 12 bis 14 auf der durchsichtigen Schutzplatte 22 in vorbestimmten Abständen angeordnet, und über den Elektroden liegt eine dünne isolierende Schicht 89- Eine netzähnliche Signal elektrode 91 aus Nesainaterial oder dergleichen ist auf der isolierenden Schicht 89 vorgesehen, und die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 ist auf dieser Signalelektrode so aufgebaut, daß sie die öffnungen der Signalelektrode ausfüllt. Das Ausgangssignal der Signalelektrode 91 wird aus der Bildaufnahmeröhre mittels eines K&thodenrings herausgeführt, wie es bei Vidikonröhren üblich istj diese K: thode ist jedoch in Fig. 8 nicht dargestellt. Im vorliegenden Fall erreichen Felder, die auf die miteinander abwechselnden Signale S33 bis Ä35 zurückzuführen sind, eiche den Elektroden 12 bis 14 zugeführt werden, die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 durch die dünne, durchsichtige isolierende Schicht 89 und die Öffnungen der Signalelektrode 91 hindurch.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 und 2 sind die Elektroden 12 bis 14 auf der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 angeordnet, wobei sich die streifenförmigen optischen Filterelemente 23R, 23G und 23B des optischen Filters 23 o^eweü^s über die gleichen Flächen erstrecken, doch ist es bei der Verwendung von Abschirmungselektroden 92 der in Fig. 9 gezeigten Art in Verbindung mit den Elektroden 12 bis 14 möglich, die streifenförmigen optischen Filterelemente und die Elektroden so anzuordnen, daß sie gegeneinander geneigt sind. Eine solche Konstruktion ist in Fig. 9 und 10

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dargestellt·; die streifenähnlichen durchsichtigen Elektroden 12 bis 14 haben die gleiche Breite und sind miteinander abwechselnd auf der durchsichtigen isolierenden Schutzplatte 22 nach einem sich wiederholenden Muster in gleichmäßigen Abständen und so angeordnet, daß sie gegen die streifenförmigen optischen Filterelemente 23E, 25G- und 23B geneigt sind. Die streifenähnlichen durchsichtigen Abschirmungselektroden 92 von gleichmäßiger Breite sind in regelmäßigen Abständen auf den Elektroden 12 bis 14 angeordnet, wobei dünne durchsichtige isolierende Schichten 93 dazwischen so angeordnet sind, daß die Abschirmungselektroden 92 die optischen Filterelemente im rechten Winkel kreuzen. Die photoelektrische Umwandlungsschicht 16 überdeckt die Abschirmungselektroden und füllt die Lücken zwischen diesen Elektroden aus. Die dünnen durchsichtigen isolierenden Schibhten 93 können im Gegensatz zur Unterseite der Abschirmungselektroden 92 auf den Elektroden 12 bis 14 angeordnet sein.

Ferner sind in diesem F 11 die Breite und die Abstände der Abschirmungselektroden 92 so gewählt, daß die Teile der Elektroden 12 bis 14, die nicht von den Abschirmungselektroden 92 bedeckt sind, so angeordnet sind, daß sie sich in der Längsrichtung der streiferförmigen optischen Filterelemente erstrecken, so daß sie in den gleichen Abständen verteilt sein können wie die streifenförmigen Filterelemente.

Den Elektroden 12 bis 14 werden die miteinander abwechselnden Signale S33 bis S35 nach Fig. 3 zugeführt, wie es bezüglich der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, und die Abschirmungselektroden 92 sind mit einem Anschluß 94 verbunden, an den ein konstantes Potential, z.B. das Erdpotential oder dergleichen, angelegt wird. Infolgedessen wird auf der Bosis der den Elektroden 12 bis 14 zugeführten alternierenden Signale eine alternierende Potentialverteilung, die im wesentlichen die gleiche ist wie bei den

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Beispielen nach Fig. 1 und 2, die jedoch, diskontinuierlich ist, auf der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 entweder direkt oder durch die dünne durchsichtige isolierende Schicht 93 hindurch hervorgerufen.

!Bei der erfinclungscemäßen Farbbildaufnahmeeinrichtung können somit F; rbbilder mit Hilfe nur einer einzigen Bildaufnahmeröhre aufgenommen werden, das Auftreten von Einstreuerscheinungen zwischen den verschiedenen Farbsignalen ist vermieden, und es ist eine Vereinfachung des optischen Systems erzielt. Somit ist es auf einfache Weise möglich, hervorragende Fe.rbsignale zu erzeugen.

Da ferner die Indexsignale mit Ladungsbildern erzeugt werden, die periodisch umgekehrt werden können, läßt sich das Indexsignal ohne weiteres erzeugen, so daß sich die Fsjrbsignale leicht demodulieren lassen.

Außerdem wird kein Licht verbraucht, um die Indexsignale zu erzeugen, so daß der Ausnutzungsgrad des verfügbaren Lichtes erhöht wird und sich der dynamische Bereich der photoelektrischen Umwandlungsschicht erweitert.

Statt das optische Filter 25 auf der Bildaufnahmeröhre anzuordnen, wiw es vorstehend beschrieben ist, ist es auch möglich, Linsenmittel undein optisches Filter, z.B. ein solches der vorstehend beschriebenen Art, oder ein Farbfilter nahe der Vorderseite der Bildaufnahmeröhre 11 anzuordnen.

Zwar wurde die Erfindungbezüglich ihrer Anwendung bei einer Farbbildaufnahmeeinrichtung derjenigen Art beschrieben, bei welcher eine einzige Bildaufnahmeröhre benutzt wird, doch läßt sich die Erfindung auch bei einer FarbbilxLaufnahmeeinrichtung anwenden, bei der die Farbsignale mit Hilfe einer Bildaufnahmeröhre und das Leuchtdichte signal mit Hilfe einer anderen Bildaufnahmeröhre erzeugt werden.

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Die Anzahl der Streifen des in Farben zerlegten UiI-des des Aufnahmegegenstandes, die auf der photoelektrischen Umwandlungsschicht 16 erzeugt werden, ist nicht auf die drei genannten "Farben beschränkt.

Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

Farbbildaufnahmeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß drei Sätze von Elektroden (12, 13, 14) auf einer photoelektrischen Umwandlungsschicht (16) in Form eines sich zyklisch wiederholenden Musters angeordnet sind, daß den drei Sätzen von Elektroden alternierende Signale zue geführt werden, die zeitlich gegeneinander versetzt und mit der Waagerechtabtastperiode synchronisiert sind, um auf der photoelektrischen Umwan.cu.ungsschicht eine bestimmte Potentialverteilung hervorzurufen, so daß dann, wenn ein nach Farben zerlegtes Bild auf die photoelektrische Umwandlungsschicht projiziert wird, der photoelektrischen Umwandlungsschicht ein zusammengesetztes Farbsignal entnommen werden kann, das sich aus einem Farbsignal undeinem diesem Signal überlagerten Indexsignal zusammensetzt.

2, F&rbb ildaufnähmee inrichtung, gekennzeichnet durch eine Abtastfläche (16) zum Umwandeln von auf sie projiziertem Licht in ein elektrisches Ausgangssignal, drei Sätze von Indexelektroden (12, 13, 14), die in unmittelbarer Nähe der Abtastfläche angeordnet sind, wobei jeder Setz von Indexelektroden mehrere elektrisch miteinander verbundene streifenförmige Elektroden umfaßt, Filtermittel (25£, 23G, 23B), die zwischen einem Aufnahmegegenstand (31) und der Abtastfläche angeordnet sind und dazu dienen, auf der Abtastfläche ein nach Farben zerlegtes Bild entsprechend den F<- rbkomponenten des vom Aufnahmegegenstand kommenden Lichtes zu erzeugen, sowie durch Schaltungsmittel, die mit den Sätzen von Indexelektroden verbunden sind und dazu dienen, den Sätzen von Indexelektroden ein erstes bzw. ein zweites

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bzw. ein drittes Signal zuzuführen, wobei diese Signale zeitlich gegeneinander versetzt sind, um auf der Abtastfläche auf elektrischem Wege drei Indexbilder zu erzeugen, die das Videobild überlappen.

3. Faxbbildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Filtermittel drei Sätze von streifenförmigen optischen Elementen umfassen, daß die Elemente jedes Satzes in iluchtung mit den Elektroden eines bestimmten Satzes angeordnet sind, und daß die Elemente für Licht jeweils einer Grundfarbe im wesentlichen durchlässig sind.

4·. Farbbildauf nähme winrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Elektroden zwischen der Abtastfläche und einem der Filterelemente und in Deckung damit angeordnet ist.

5. Farbbildaufnahme einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine die Elektroden von den Filterelementen getrennt haltende durchsichtige isolierende Platte (22).

6. Farbbildauf nahmeeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine durchsichtige isolierende Schicht (22) zwischen den Elektroden und der Abtastfläche, die alle Elektroden überdeckt, sowie durch eine zusätzliche Signal elektrode (91) auf der von den Indexelektroden (12, 15, 14) abgewandten und der Abtastfläche zugewandten Seite der durchsichtigen isolierenden Schicht.

7. Farbbildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelektrode in Form eines Siebes oder iietzes (91) ausgebildet ist.

8. Farbbildauinahmeeinrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß das katerial der Abtast-

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fläche (16) die Öffnungen des Geflechtes oder Netzes (91) ausfüllt.

9. Farbbildaufnahmeeinrichtung n_ach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltungsmittel eine Einrichtung zum Erzeugen von Signalen umfassen, deren Wiederholungsfrequenz einem Drittel der Waagerechtabtastfrequenz entspricht, und daß diese Signale, die im wesentlichen die gleiche Wellenform haben, jedem der Sätze von Elektroden als Indexsignale (S54, S59, S61) zugeführt werden, jedoch zeitlich jeweils um ein Waagerechtabtastintervall gegenüber den entsprechenden Indexsignalen verlagert sind, die den beiden anderen Sätzen von Elektroden zugeführt werden.

10. Farbbildauf nahiaeeinrichtung nach Anspruch 9£ gekennzeichnet durch Additionsmittel, die dazu dienen, nacheinander zusammengesetzte Signale zu addieren, welche Indexsignale und nach Farben getrennte Videosignale zu addieren, die den verschiedenen Sätzen von Elektroden entnommen werden, Filtermittel (64), die die zusammengesetzten Signale nur innerhalb eines begrenzten Bereichs durchlassen, erste an die Additionsmittel angeschlossene Verzögerungsmittel (99) zum Verzögern der kombinierten Signale um ein Waagerechtabtastintorvall, zweite an die ersten Verzögerungsmittel angeschlossene Verzögerungsmittel (71) zum Verzögern der verzögerten Signale um ein weiteres Waagerechtabtastintervall sowie Additionsmittel (72), die an die erwähnten Additionsmittel und die beiden Verzögerungsmittel angeschlossen sind und dazu dienen, das kombinierte Signal zu den Aus;.angssignalen der beiden "Verzögerungsmittel zu addieren, um Grundkomponenten der Indexsignale auszulöschen, damit ein Farbträger- oder Farbartsignal zur Verfügung steht.

11. Farbbildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Schaltmittel (73) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Schalter (74, 75j 76),

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wobei jeder dieser Schalter das Äquivalent eines beweglichen Kontaktarms (74a, 74b, 74c) sowie einen ersten, einen zweiten und einen dritten festen Kontakt (a, b, c) umfaßt, wobei sich alle beweglichen Kontaktarme schrittweise in einer zyklischen Reihenfolge mit der Waagerechtabtastfrequenz bewegen, wobei einander entsprechende Kontakte der Schalter miteinander verbunden sind, wobei jedoch die relative Phasenlage der Kontaktarme derart ist, daß dann, wenn der erste Kontaktarm zur Anlage an dem ersten festen Kontakt kommt, der zweite Kontaktarm zur Anlage an dem zweiten Kontakt und der dritte Kontaktarm zur Anlage an dem dritten Kontakt kommt, eine Verbindung, die von den Filtermitteln (64) zu dem ersten Kontaktarm führt, eine Verbindung, die von den ersten Yerzögerungsmitteln (69) zu dem zweiten Kontaktarm führt, eine Verbindung, die von den zweiten Verzögerungsmitteln (71) zu dem dritten Kontaktarm führt, eine zweite Additionsschaltung (78) eine direkte Verbindung, die von allen ersten. Kontakten zu der zweiten Additionsschaltung führt, eine eine Phasenvorverschiebung um 120° bewirkende Schaltung (79), welche alle zweiten Kontakte mit der zweiten Additionsschaltung verbindet, sowie eine eine Phasenverzögerung um 120 bewirkende Schaltung (81), die alle dritten Kontakte mit der zweiten Additionsschaltung verbindet, so daß die zweite Additionsschaltung das i'arbträgersignal auslöscht und die Grundkomponente des Indexsignals weiterleitet.

Der Patentanwalt:

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