DE2243698A1

DE2243698A1 - Einroehren-farbfernsehkamera mit farbstreifenfiltern

Info

Publication number: DE2243698A1
Application number: DE2243698A
Authority: DE
Inventors: Michael Koubek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1974-03-28
Also published as: US4047200A; FR2198341A1; NL7310657A; JPS4968622A; CH556625A; IT993107B; AT322649B; GB1447868A; SE393242B; DE2243698B2

Description

Einröhren-Farbfernsehkamera mit Farbstreifenfiltern

Die Erfindung "betrifft eine Einröhren-Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre und mit zwei in der optischen Bildachse hintereinanderliegenden und entweder in der Bildaufnahmeröhre eingebauten oder baulich davon getrennten Farbstreifenfiltern unterschiedlicher Farbfilterwirkung, von denen eines gegen die vertikale Bildachse verdreht,ist, und mit einer Decodiereinrichtung, die ein Kammfilter zur Aufspaltung des Ausgangssignals der Bildaufnahmeröhre enthält.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 956 940 sind solche Farbstreifenfilter bekannt. Sie bestehen aus abwechselnd aufeinanderfolgenden parallelen Streifen aus farbselektivem Filtermaterial und nichtselektivem lichtdurchlässigem Material. Dabei selektieren die farbselektiven Streifen der beiden hintereinendergeschalteten Farbstreifenfilter für jedes Filter verschiedene Farbkomponenten. Es entsteht damit eine von beiden Filtern verursachte Modulation der vom Elektronenstrahl der Bildaufnahmeröhre abgetasteten Luminanzinformation, die die gesamte Chrominanzinformation beinhaltet. Die Chrominanzinformation besteht aus zwei Teilen, die dadurch unterschieden werden können, daß die Streifen des einen Filters im wesentlichen rechtwinklig zu den Abtastzeilen, also parallel zur vertikalen Bildachse angeordnet sind und die des anderen Filters in einem schrägen Winkel zu der vertikalen Bildachse. ■

VPA- 9/17Ό/2042 LHfWi

409813/0540

In der Zeitschrift "Proceedings of the IEE", Februar 1971, S. 322 - 323 ist beschrieben, v/ie das mit Hilfe der bekannten Farbstreifenfilter erzeugte Chrominanzsignal zusammengesetzt ist. Dabei ist qualitativ erkannt, daß zum einen beide Chrominanzinformationen ein Spektrum von Frequenzen haben, die ein Vielfaches der Zeilenfrequenz betragen, und daß zum anderen die Spektralfrequenzen, die von dem gegen die vertikale Bildachse verdrehten Farbstreifenfilter herrühren, gegenüber den Spektralfrequenzen, die von dem nichtverdrehten Farbstreifenfilter herrühren, in der Frequenzlage verschoben sind, d.h., daß die beiden Spektren miteinander verkämmt sind. Es ist aber die Luminanzinformation ebenfalls in dem Spektrum der ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz enthalten. Durch geeignete Wahl der Farbselektion der Farbstreifenfilter erhält man ein Summenspektrum, das sich zusammensetzt aus einem Spektrum der ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz, welches in einem niederen Frequenzbereich die GrUninformation und in einem hohen Frequenzbereich die Blauinformation enthält, und aus einem Spektrum von dazwischenliegenden Frequenzen, v/elches die Rotinformation enthält und im wesentlichen zwischen den beiden anderen Bereichen ausgebildet ist. Mit Hilfe eines Kammfilters können die beiden Spektren voneinander getrennt werden. Die Trennung der beiden Farbinformationen Grün und Blau aus demselben Spektrum muß dann mit Hilfe von Tiefbzw. Hochpässen erfolgen. Eine Unscharfe in der Trennung ist dabei nicht zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einröhren-Farbfernsehkamera anzugeben, die Farbstreifenfilter sa berechnet einsetzt, daß mit minimalem Decodieraufwand eine optimale Anpassungsmöglichkeit an angeschlossene Übertragungssysteme gegeben ist. Vor allem die Unscharfe in

VPA 9/170/2042 . - 3 -

409813/0540

der Trennung der "beiden in einem einzigen Spektrum enthaltenen Farbinforrrationen, wie sie "beim geschilderten Stand der Technik nicht zu vermeiden ist, soll nicht gegeben sein. Eine weitergehende Aufgabe liegt insbesondere darin, die Farbfernsehkamera so zu gestalten, daß das Ausgangssignal in einem sogenannten Viertelzeilenoff set zusammengesetzt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Einröhren-Farbfernsehkamera der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß beide Farbstreifenfilter mit unterschiedlichem Drehsinn symmetrisch gegen die vertikale Bildachse verdreht sind und daß das Kammfilter für zwei jeweils einem Farbstreifenfilter zugeordnete Farbsignale ,je einen Ausgang hat, wobei das Spektrum der beiden Farbsignale Frequenzen enthält, die gegenüber den ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz urn einen Bruchteil der Zeilenfrequenz verschoben sind, und zwar für das eine Farbsignal in Richtung höherer und für das andere in Richtungniedrigerer Frecmenz,

-o*

Eine Ausgestaltung der erfindimgsgep.äß aufgebauten Farbfernsehkamera betrifft die Trennung der Luminanzinformation von der Chrominanzinformation. Das kann entweder dadurch geschehen, daß das Kammfilter so beschaffen ist, daß es an einem dritten Ausgang ein Leuchtdichte signal liefert ode-r. daß an den Ausgang der Bildaufnahmeröhre ein Tiefpaßfilter geschaltet ist, an dessen. Ausgang die Luminanzinformation in einem Leuchtdichtesignal abgenommen wird.

Eine erfindungsgeraäß aufgebaute Einröhren-Farbfernsehkamera benutzt die Tatsache, daß sich die Energie des Leuchtdichtesignals als Luminanzinforr.ation um ganzzahlige Vielfache der Zeilenfrequenz häuft. In den dazwischenliegenden Lücken

VPA' 9/170/2042 - 4 -

409813/054Q

BAD OfWGINAL

wird die Chro^inansinfcreation untergebracht. Das entsprechende Chrominanzsignal wird erzeugt durch zwei gegenüber der vertikalen Bildachse symmetrisch mit bestimmtem Winkel verdrehten Farbstreifenfiltern. Der V/inkel ist bestimmend für die Lage der Chrorninanz-Spektralfrequenzen zwischen den Luminanz-Spektralfrequenzen. Zwischen dem Winkel und der ihn charakterisierenden Lage der beiden Spektren zueinander besteht damit eine eindeutige Zuordnung, wenn man von anderen die Frequenz bestimmenden Größen, wie beispielsweise vom Farbstreifenabstand, absieht. Wählt man erfindungsgemäß den - absolut gesehen - gleichen Drehwinkel für beide Farbstreifenfilter, dann ergibt sich für beide Chrominanzspektren die gleiche FrequenzverSchiebung gegenüber dem Luminanzspektrum, nur in unterschiedlicher Richtung. Eine vollkommene Trennung aller drei Spektren voneinander ist dann leicht mit einem üblichen Kammfilter möglich.

Eine vorteilhafte bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Anpassung an die Europäische Fernsehnorm, bei der das Chrominanzsignal mit dem Luminanzsignal im sogenannten Viertelzeilenoffset verkämmt ist. Zum Zweck eines solcherart zusammengesetzten Signals sind die beiden Farbstreifenfilter um einen Winkel α gegenüber der vertikalen Bildachse verdreht, der sich unter der bevorzugten Voraussetzung, daß die einzelnen Farbstreifen der Farbstreifenfilter gleiche Breite und gleichen Abstand voneinander haben, nach der Formel

errechnet. Dabei bedeuten a den Farbstreifenabstand, ζ die volle Zeilenzahl des abgetasteten Bildfeldes und y die Höhe de; abgetasteten Bildfeldes. Damit sind die Spektralfrequenzen

VPA 9/170/20^2 - 5 -

409813/054Q

BAD OR(GlNAL

des einen "Chroniinanzsignals \w .ein Viertel der Zeilenfrequenz gegenüber den Spektralfrecmer.zen des Luminanz-. signals, also den ganzzahligen-Vielfachen der Zellenfreauenz, in Richtung höherer Frequenz verschoben, die des anderen von anderen Farbstreifenfilter herrührenden Chrominanzsignals in Richtung niederer Frequenz.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung noch weiter erläutert werden. Dabei zeigt Figur 1 ein Ausführungsbe5 spiel für die Anordnung der Farbstreifenfilter; die Figuren 2 und 3 stellen als, Blockschaltbilder zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Einröhren-Farbfernsehkamera dar.

Die Figur 1 zeigt ein Farbstreifenfilter 1, dessen Farbstreifen gegen die vertikale Bildachse um 22,5 im Uhrzeigersinn gedreht sind. Die Streifen bestehen abwechselnd aus Filtermaterial GE, das den Blau-Anteil des Lichtspektrums sperrt und aus Material W, das das gesamte Lichtspektrum durchläßt. Mit 2 ist ein Farbstreifenfilter bezeichnet mit Streifen, die abwechselnd aus Filtermaterial CY zum Sperren des Rot-Anteils und aus Material W bestehen. Diese Streifen sind um 22,5° im Anti-Uhrzeigersinn gegen die vertikale Bildachse gedreht. Die beiden Farbstreifenfilter sind übereinandergelegt - in der Zeichnung etwas auseinandergezogen dargestellt - in Richtung der Bildachse, die durch einen Pfeil angedeutet ist.

Mit einer solcher. Filteranordnung wird nach der Abtastung ein Signal erzeugt, das aus drei Komponenten besteht: eine niederfrequente Leuchtdichte- oder Luminanzkomponente und zv/ei trägerfrequente Farbkomponenten, die den Farbauszügen Rot und Blau entsprechen und. die gesamte Chrominanzinformation darstellen. Die Energiehäufungsstellen der beiden trägerfreq\.ienten Farbkomponenten liegen in Spektralfrequenzen

VPA 9/170/2042 ' - 6 -

409813/0640-

BAD ORIGINAL

zwischen den genzzahligen Vielfachen der q, die die Lurinanzinformation heinhalten. Sie liegen symr.etrisch zu. diesen, d.h., die Frequenzen aus dem Rot-Auszug sind ura den gleichen Betrag, aber in verschiedener Richtung gegen die Frequenzen des Luninanzsignals verschoben wie die Frequenzen des Blau-Auszuges. Mit einer Dimensionierung nach der obengenannten Formel läßt sich die Verschiebung für den Viertelzeilenoffset erreichen, der zur Übertragung, beispielsweise nach der PAL-Norm, erforderlich ist.

In Figur 2 bedeutet 3 eine Bildaufnahmeröhre einschließlich der Streifenfilter. Mit 4 ist ein Kammfilter bezeichnet, das drei Ausgänge hat. Ein Ausgang 5 führt das YAS-Signal zur Luiainanz information. Der Ausgang 6 führt ein Chrominanz-Signal Cn entsprechend dem Rot-Auszug und der Ausgang 7 ein Signal C_B entsprechend dem Blau-Auszug. Die Signale C_R und C_B v/erden jeweils auf einen Demodulator 8 bzw. 9 gegeben. Diese liefern die demodulierten Farbinformationen R und B in der Video-Frequenzlage und geben sie auf eine Matrix 10, der auch das Luminanzsignal YAS zugeführt wird. Mit Hilfe der Matrix 10 führen die drei Ausgänge 11, 12 und 13 der Einröhren-Farbfernsehkamera die zu Überträgenden bzw. weiter zu behandelnden Farbsignale R, G und B ftlr Rot, Grün und Blau. Die Elemente 4 bis 10 stellen die Decodiereinrichtung der Einröhren-Farbfernsehkamera dar.

Eine Variante ist in Figur 2 dargestellt. Der Unterschied zu Figur 1 besteht darin, daß das Luminanzsignal YAS nicht Über das Kammfilter 4 an die Matrix 10 gegeben wird, sondern über ein an den Ausgang der Bildaufnahmeröhre 3 geschaltetes Tiefpaßfilter 14.

Eine erfindungsgemäß aufgebaute Einröhren-Farbfernsehkamera bringt nicht nur den Vorteil einer eindeutigen

VPA 9/170/2042 . - 7 -

409 813/0 5 40

BAD ORIGINAL

Zuordnung der "beiden gedrehten Farbstreifenfilter zv der Frenuenzlage der einzelnen Bestandteile des von der Bildaufnahmeröhre gelieferten Signalgewisches, sondern atich insbesondere den "Vorteil, daß sie zum Unterschied zura Stand der Technik in der Lage ist, die volle Luininanzinformation zu liefern, da auch die höhe-rfrequenten Anteile mittels des Kammfilters sauber herausgetrennt werden können und nicht durch zusätzliche Filter unterdrückt werden müssen. .

5 Patentansprüche
3 Figuren

VPA Q/170/2042 . ~ ⁸ ~

Α0 98Ί3/0540

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

1. Einröhren-Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre und mit zwei in der optischen Bildachse hintereinanderliegenden und entweder in der Bildaufnahmeröhre eingebauten oder baulich davon getrennten Farbstreifenfiltem unterschiedlicher Farbfilterwirkung, von denen eines gegen die vertikale Bildachse verdreht ist, und mit einer Decodiereinrichtung, die ein Kammfilter zur Aufspaltung des Ausgangssignals der Bildaufnahmeröhre enthält, dadurch gekennzeichnet, daß beide Farbstreifenfilter (1, 2) mit unterschiedlichem Drehsinn symmetrisch gegen die vertikale Bildachse verdreht sind und daß das Kammfilter (4) für zwei jeweils einem Farbstreifenfilter (1 bzw. 2) zugeordnete Farbsignale je einen Ausgang (6 bzw. 7) hat, wobei das Spektrum der beiden Farbsignale (Cq, C„) Frequenzen enthält, die gegenüber den ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz um einen Bruchteil der Zeilenfrequenz verschoben sind, und zwar für das eine Farbsignal (C_R) in Richtung höherer und für das andere (Cg) in Richtung niedrigerer Frequenz.

2. Einröhren-Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter (4) einen dritten Ausgang (5) für ein Leuchtdichtesignal (YAS) hat.

3. Einröhren-Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Bildaufnahmeröhre (3) ein Tiefpaßfilter (14) geschaltet ist. dessen Ausgang ein Leuchtdichtesignal (YAS) führt.

VPA 9/170/2042 40981370540

4. Einröhren-Farbfernsehkamera nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch g e k e η η ζ >e i c h η e t ,

- daß die einzelnen Farbstreifen der Farbstreifenfilter (1, Z) gleiche Breite und gleichen Abstand voneinander haben. .

5. Einröhren-Farbfernsehkamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen eines sogenannten Viertelzeilenoffsets, bei dein die Spektralfrequenzen der beiden Farbsignale (C_R>C jeweils un ein Viertel der Zeilenfrequenz gegenüber den ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz in unterschiedlicher Richtung verschoben sind, die beiden Farbstreifenfilter (i, 2) um eitlen Winkel et gegenüber der Vertikalen Bildachse verdreht sind, der sich errechnet nach der Formel:

ä = arc sin

a , ζ 8 y '

wobei a der Farbstreifenahstand, ζ die volle Zeilenzahl des abgetasteten Bildfeldes und y die Höhe des abgetaste ten Bildfeldes bedeuten.

VPA 9/170/2042

409813/0540

BXO ORIGINAL

ίο

Leerseite