DE2239047B2

DE2239047B2 - Vorrichtung zum Erzeugen von Farbfernsehsignalen

Info

Publication number: DE2239047B2
Application number: DE2239047A
Authority: DE
Inventors: Mituru Kawasaki Kanagawa Kumagai; Yoshiaki Nakayama; Takeshi Sasaoka
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd; Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1971-08-09
Filing date: 1972-08-08
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2239047A1; DE2239047C3; GB1404802A; JPS5133691B2; ES405698A1; US3833756A; JPS4826329A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Farbfernsehsignalen mit einem Lichtpunktabtaster zum rastermäßigen Abtasten eines Farbfilms, bestehend aus einer Kathodenstrahlabtaströhre mit Horizontal- und Vertikalablenkspulen zur Erzeugung eines Femsehrasters, optischen Mitteln zum Projizieren des Rasters auf den Farbfilm, Mitteln zum Zerlegen des durch den Farbfilm getretenen Lichts in seine roten, grünen und blauen Anteile, die durch entsprechende fotoelektrische Wandler in die entsprechenden elektrischen Farbauszugssignale umgewandelt werden.

Das Lumineszenzlicht, das von dem mit einem Phosphorgemisch versehenen Leuchtschirm abgestrahlt wird, hat relativ energiereiche Blau- und Grünkomponenten und eine relativ energiearme Rotkomponente. Tritt das Lumineszenzlicht durch den Farbfilm, so werden die Ameile der Farbkomponenten in Abhängigkeit von den Durchlässigkeitseigenschaften des Farbfilms verändert. Nach dem Durchtritt durch den Film hat daher das Lumineszenzlicht drei in ihrer Stärke vergleichbare Farbkomponenten, von denen jede beträchtliche Anteile der beiden anderen enthält. Diese Fremdanteile setzen die Güte der Farbwiedergabe herab. Dies gilt vor allem für die Beimischung von blau und grün zu der Rotkomponente.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Farbfernsehsignalen zu schaffen, mit der sich unmittelbar von einem Farbfilm Fernseihsignale zur farbgetreuen Wiedergabe von farbigen Bildern auf Farbfernsehschirmen erzeugen

lassen. .

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfinduiagsgemäß dadurch gelöst, daß der Leuchtschirm der Kathodenstrahlabtaströhre mit einem Gemisch aus zwei verschiedenen Phosphorstoffen beschichtet ist, wobei die spektrale Energieverteilung des von diesem ausgesendeten Lichts zwei Maxima besitzt, die im Blau- und im Grüngebiet liegen, während sie im Rotgebiet weniger intensiv ist, und daß Phasenumkehrschaltungen zur Phasenumkehr des Grün-Auszugssignals und des Blau-Auszugssignals und Schaltungen zur Addition dieser Signale zum Rot-Auszugssignal vorgesehen sind. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich der Blau- und der Grünanteil von dem Rot-Auszugssignal dadurch abziehen, daß gewählte Anteile des Blau- und des Grün-Auszugssignals einer Phasenumkehr unterworfen und dann zu dem Rot-Auszugssignal addiert werden. Hierdurch läßt sich die Qualität der Farbwiedergabe erheblich verbessern.

Zweckmäßigerweise sind zwischen den Ausgängen der Phasenumkehrschaltungen und dem Ausgang des fotoelektrischen Wandlers des Rot-Auszugssignals verstellbare Widerstände zum Addieren eines gewünschten Anteils der umgekehrten Signale zum Rot-Auszugssignal vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Farbfernsehsignaler7eugers,

F i g. 2 in einem Diagramm die spektrale Energieverteilung des von der Kathodenstrahlröhre des Lichtpunktabtasters abgegebenen Lumineszenzlichtes,

F i g. 3 in einem Diagramm die Durchlässigkeitskennhnien des Farbfilms für die drei Farbauszüge,

F i g. 4 eine Korrekturschaltung zur Verbesserung der Farbwiedergabe und

F i ς. 5 in einem Diagramm die Verbesserung der Farbwiedergabe.

Der Aufbau des Fernsehsignalerzeugers wird an Hand der F i g. 1 kurz erläutert.

Ein Lichtpunktabtaster 62 enthält eine Kathodenstrahlröhre 64, die Horizontal- und Vertikalablenkspulen 66 besitzt. Wenn von einer Ablenkschaltung 68 Horizontal- und Vertikalablenksignale an die Spulen 66 angelegt werden, wird auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre ein Raster erzeugt. Ein Synchronisator 70 gibt Synchronsignale an die Ablenkschaltung 68 ab. Bei Verwendung eines außen angeordneten Synchronisators werden dessen Signale an die Klemmen 71 angelegt, die mit der Beschriftung »Fremdsynchronisation« versehen sind. Die Austast-Schaltung 72 legt Horizontal- und Vertikal-Austastsignale an die Kathode der Kathodenstrahlröhre 64 an. Der Synchronisator 70 gibt Synchronsignale an die Austastschaltung 72 ab. Ein Hochspannungsgerät 74 leitet von dem Horizontalablenksignal eine hohe Gleichspannung ab und legt diese an die Anode der Kathodenstrahlröhre 64, wie dies in einem üblichen Farbfernsehempfänger der Fall ist.

Vor dem Schirmträger der Kathodenstrahlröhre 64 des Lichtpunktabtasters 62 befindet sich ein Photoelement 76, z. B. eine PM-ZeIIe. Dieses Photoelement ist natürlich so angeordnet, daß es die Betrachtung des Rasters nicht stört.

Das Photoelement 76 erzeugt auf Grund des auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre 64 erscheinenden Lichtpunktes ein Ausgangsspannungs- «giial, das der Helligkeit des Lichtpunktes entspricht. Dieses Ausgangssignal wird an die automatische Verstärkungsregelungsschaltung 78 angelegt, deren Aus- £angsspannung an das Gitter der Kathodenstrahlröhre 64 angelegt wird. Auf diese Weise wird die Helligkeit des Lichtpunktes auf einem gegebenen, konstanten Pegel gehalten. Die automatische Verstärfoingsschaltung wird ausführlich beschrieben.

Die Kathodenstrahlröhre 64 besitzt eine PhosphGrschicht, die aus einem Gemisch von zwei verschiedenen Ph'osphorstoffen besteht. In F i g. 2 stellt die gestrichelte Kurve A die spektrale Energieverteilung des von dem einen Phosphorstoff ausgesendeten Lichts und die ausgezogene Kurve B die spektrale Energieverteilung des vüi» einem Gemisch aus den beiden verschiedenen Phosphorstoffen ausgesendeten Lichts dar. Die Kurve A für einen ungemischten Phosphorstoff, _z β. »Phosphor P 24«, hat ein Maximum bei einer Wellenlänge des Lichts von etwa 520 nm.

Dagegen hat die Kurve ß für ein Phosphorgemisch, _z B ein Gemisch von »PYP« und »PPE«. zwei Maxima bei Wellenlängen des Lichts von etwa 400 und 550 nm. Das Lumineszenzlicht, das von dem mit einem Phosphorgemisch versehenen Leuchtschirm abgestrahlt wird, hat relativ energiereiche Blau- und Grün-Komponenten und eine relativ energiearme Rot-Komponente. Wenn das Lumineszenzlicht durch den Farbfilm tritt, werden die Anteile der Farbkomoonenten in Abhängigkeit von den Durchlässigkeitseieenschaften des Farbfilms verändert (s. Fig. 14). Nach dem Durchtritt durch den Film hat daher das Lumineszenzlicht drei in ihrer Stärke vergleichbare Farbkomponenten, doch enthält jede Farbkomponente beträchtliche Anteile der beiden anderen Farbkomponenten. Diese Fremdanteile setzen die Güte der Farbwiedergabe herab. Dies gilt vor allem für die Beimischung von Blau und Grün zu der Rotkomponente. Erfindungsgemäß wird aus diesem Grunde ein Abtaster mit einer Kathodenstrahlröhre verwendet, deren Leuchtschirm mit einem Phosphoreemisch versehen ist. Infolgedessen können der Blau- und der Grün-Anteil von dem Rot-Auszugssignal subtrahiert werden, indem man gewählte Anteile des Blau- und des Grün-Auszugssignals einer Phasenumkehr unterwirft und dann zu dem Rot-Auszugssienal addiert. Bei Verwendung einer Kathodenstrahlröhre, auf deren Leuchtschirm ein ungemischter Phosphor angeordnet ist, könnte man kaum die Korrektursignale erzeugen, die zu dem Rot-Auszugssienal hinzugefügt werden.

Das durch den Film 18 getretene Licht wird von der Kondensorlinse 100 gesammelt, und das gcsammelte Licht tritt durch das Dreifarbenspektroskop 102 Dieses gibt einen Rot-Auszug R, einen Grun-Auszue G und einen Blau-Auszug B an je einen photoelektrischen Wandler 104, 106 bzw. 108 ab, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus je einer Vervielfacherphotozelle bestehen. . Das Hochspannungsgerät 74 des Lichtpunktabtasters 62 kann eine relativ hohe Spannung als Vorspannung an die Vervielfacherphotozelle anlegen, so daß diese keine besondere Hochspannungsquelle

^CDie⁸von den Vervielfacherphotozellen 104, 106, 108 abgegebenen Farbauszugssignale werden in dem Verstärker 110 verstärkt Die verstärkten Farbauszugssignale R, G und B werden an eine Farbkorrekturschaltung 112 angelegt, die gewählte Anteile des Blau- und des Grün-Auszugssignals einer Phasenumkehr unterwirft und dann zu dem Rot-Auszugssignal addiert. Dadurch wird die störende Wirkung der Fremdfarbenanteile in dem Rot-Auszugssignal herabgesetzt und die Güte der Farbwiedergabe verbessert. . .. Nach ihrer Verstärkung und Korrektur werden die Farbauszugsignale R, G und B an die Mamzenschaltung 114 angelegt, in der die Farbauszugssignale in das der Farbfernsehnorm entsprechende Farpfernsehbildsignalgemisch umgewandelt wird. Dabei werden das Luminanzsignal Y und die Chrommanzsignale / und Q nach folgender Formel erzeugt:

Y = 0,30«+ 0,59G+ 0,11 B / = 0,60/? -0,28 G -0,32 B Q = 0,21/? + 0,52 G + 0,31 B Das Luminanzsignal Y und die Chrominanzsignale/ und Q werden an einen Farbcoder 116 abgegeben, der ferner von dem Synchronisator 70 die Honzontal- und Vertikal-Synchronsignale erhält. In dem rarocoder werden das Luminanzsignal Y und die Chrominanzsignale / und Q in der Phase eingestellt und werden gleichzeitig das Synchronsignal und das Farbsynchronisiersignal (Burst-Signal) hinzugefügt. Aut diese Weise wird das Farbbildsignalgemisch erzeugt. Das Ausgangssignal des Farbcoders 11«»wird an eine V.deo-Ausgangsklemmell8 zum Anschluß eines Monitors und an einen Modulator 120 abgegeben In d_iesem Modulator wird die eine gegebne Frequenz besitzende Trägerwelle mit dem Farbbildsignalfiemisch frequenzmoduliert. Dadurch wird ein Farbfernsehsignal erzeugt, das dem beim Fernsehen,verwendeten ähnelt. Das auf diese Weise erzeugte Farbfernsehsignal wird an die Klemme 122 angelegt, die mit der Beschriftung HF-Ausgang (Hochfrequenzausgang) versehen ist. .

Anstatt des natürlichen Lichtes oder des m der Farbfernsehkamera erzeugten, künstlichen weißen Lichtes wird in dem erfindungsgemaßen Fernsehsignalerzeuger das von dem Leuchtschirm abgestrahlte Lumineszenzlicht zum Umwandeln der Farbbildinformation auf dem Film in elektrische Signale

^VCDieⁿerfindungsgemäß in dem Abtaster verwendete Kathodenstrahlröhre besitzt einen Schirmtrager, der mit einem Gemisch von zwei verschiedenen Phosphorstoffen überzogen ist, während in der Kathodenstrahlröhre des üblichen Abtasters ^r Leuchtschirm mit einem ungemischten Phosphorstoff versehen st Wie aus der in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Kurve A hervorgeht, hat das von dem ungemischten Phosphorstoff ausgesendete Lumineszenzlicht die höchste Intensität im Grün-Gebiet und eine genngere Intensität im Rot-Gebiet. _. _c ,_nr

Fin Gemisch aus zwei verschiedenen Phosphor-.loflfen erzeugt dagegen ein Lumineszenzlicht das zwei Maxima besitzt, die im Blau- und im Grun-Oebiet liegen, während es im ^-Gebiet weniger intensiv ist Dabei ist das Energiespektrum aber auch im Rot-Gebiet mehr oder weniger stark verbessert Auch die Vervielfacherphotozelle hat fur das Licht im Rot-Gebiet eine geringere Empfindhchkeit als fur das Licht in den anderen Farbgebieten so daß der Störabstand für die Rot-Wiedergabe sehr klein ist

Aus der in F i g. 3 gezeigten spektralen Durchlässigkeitskurve des Farbfilms erkennt man, daß in dem Rot-Gebiet auch die anderen Farbkomponenten in beträchtlichen Mengen vorhanden sind. Infolgedessen und weil, wie vorstehend erwähnt wurde, das von dem Leuchtschirm ausgesendete Lumineszenzlicht im Rot-Gebiet eine geringere Intensität besitzt, wird Rot nur mit sehr geringer Reinheit wiedergegeben. Nachstehend ist die Energieverteilung auf die verschiedenen Farbkomponenten im Bereich der Wellenlängen von 540 bis 660 nm angegeben:

Tabelle 1

Rot 50,5Vo

Grün 35,4»/o

Blau 14,1 %

Nach einem Merkmal der Erfindung können die dem Rotauszug beigemischten Fremdfarbenanteile, insbesondere Grün und Blau, beseitigt werden, so daß die Reinheit der Farbe erhöht und bei richtiger Abstimmung Weiß erhalten werden kann.

In der in F i g. 4 gezeigten Farbkorrekturschaltung werden das Grün-Auszugssignal G und das Blau-Auszugssignal B verstärkt und in den Phasenumkehrschaltungen 198 bzw. 200 einer Phasenumkehr unterworfen. Die in der Phase umgekehrten Signale werden an die veränderbaren Widerstände 202 bzw. 203 angelegt, so daß gewählte Anteile dieser Signale an der Ausgangsklemme der Vervielfacherphotozelle 104 zu dem Rot-Auszugssignal addiert werden.

Durch entsprechende Verstellung der veränderbaren Widerstände 202 und 203 kann man das Mischungsverhältnis so einstellen, daß das beste Ergebnis erhalten wird.

Zunächst wird der Verstärkungsfaktor der das Blau-Auszugssignal erzeugenden Vervielfacherphotozelle 108 auf einen gegebenen Bezugswert eingestellt. Dann wird der Verstärkungsfaktor der das Grün-Auszugssignai erzeugenden Vervielfacherphotozellc 106 so eingestellt, daß das Flächenintegral der Energie über einen gegebenen Wellenlängenbereich im Grün-Gebiet gleich dem Flächenintegral der Energie über einem gegebenen Wellenlängenbereich im Blau-Gebiet ist. Der Verstärkungsfaktor der das Rot-Auszugssignal erzeugenden Vervielfacher-Photozelle 104 wird so eingestellt, daß das Flächenintegral des von der Korrekturschaltung 112 abgegebenen Rot-Auszugssignals gleich dem Flächenintegral des Blau-Auszugssignals plus dem Flächenintegral des Grün-Auszugssignals ist.

ίο Beispielsweise werden die veränderbaren Widerstände 202 und 203 so eingestellt, daß sie einen Blau-Signalanteil von 18% und einen Grün-Signalanteil von 35% erzeugen. Diese Signalanteile werden dann einer Phasenumkehr unterworfen und danach zu dem Rot-Auszugssignal addiert, wodurch aus diesem die Fremdfarbenkomponenten entfernt werden. Der Verstärkungsfaktor der Vervielfacherphotozelle 104 für Rot ist so eingestellt, daß das Flächenintegral des Rot-Auszugssignals das l,53fache des Flächenintegrals des Blau- oder Grün-Auszugssignals beträgt. Infolgedessen sind die Flächenintegrale der Farbauszugssignale nach der Korrektur untereinander gleich, und kann bei genau gleich starken Farbauszugssignalen Weiß erzeugt werden. Nach der Korrektur hat

as das Rot-Auszugssignal folgende Energieverteilung:

Tabelle 2

Rot 67,0%

Grün 26,6%

Blau 6,4%

Man erkennt die beträchtliche Verbesserung gegenüber der in der Tabelle 1 angegebenen Energievertei-

lung vor der Korrektur.

Wie vorstehend angegeben wurde, sind die Flächenintegrale der Farbauszugssignale nach der Kompensation untereinander im wesentlichen gleich, so daß bei genau gleich starken Farbauszugssignalen Weiß erzeugt werden kann. Infolgedessen kann man zum Erzeugen des Y-, des I- und des Q-Signals eine einfache, lineare Matrixschaltung verwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Farbfernsebsignalen mit einem Lichtpunktabtaster zum raster* mäßigen Abtasten eines Farbfilms, bestehend aus einer Kathodenstrahlabtaströhre mit Horizontal und Vertikalablenkspulen zur Erzeugung eines Femsehrasters, optischen Mitteln zum Projizieren des Rasters auf den Farbfilm, Mitteln zum Zerlegen des durch den Farbfilm getretenen Lichts in seine roten, grünen und blauen Anteile, die durch entsprechende fotoelektrische Wandler in die entsprechenden elektrischen Farbauszugssignale umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtschirm der Kathodenstrahlabtaströhre mit einem Gemisch aus zwei verschiedenen Phosphorstoffen beschichtet ist, wobei die spektrale Energieverteilung des von diesem ausgesendeten Lichts zwei Maxima besitzt, die im Blau- und im Grüngebiet liegen, während sie im Rotgebiet weniger intensiv ist, und daß Phasenumkehrschaltungen zur Phasenumkehr des Grün-Auszugssignals und des Blau-Auszugssignals und Schaltungen zur Addition dieser Signale zum Rot-Auszugssignal vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgängen der Phasenumkehrschaltungen (198, 200) und dem Ausgang des fotoelektrischen Wandlers des Rot-Ausgangssignals (104) verstellbare Widerstände (202, 203) zum Addieren eines gewünschten Anteils der umgekehrten Signale zum Rot-Auszugssignal vorgesehen sind.

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