DE2256281B2 - Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich sind beim Farbfernsehen drei Signalarten entsprechend den Rot (R)-, Grün (G)- und Blau (B)-Komponenten des von einem Objekt ausgesandten Lichtes wesentlich. Bei einer heute weit verbreiteten Farbfernsehkamera werden drei Signale getrennt durch drei Bildaufnahmeröhren geführt Die Abmessungen einer derartigen Farbfernsehkamera sind auf Grund der drei Bildaufnahmeröhren groß. Darüber hinaus müssen das optische System für die Farbzerlegung und das in der Farbfernsehkamera verwendete Ablenksystem eine große Genauigkeit aufweisen, da die drei Signale gleichzeitig von einem zum Bild eines Objekts gehöhrenden Punkt durch die drei Bildaufnah...eröhren geführt werden müssen.

Um diese in der Größe und der Genauigkeit einer Farbfernsehkamera mit drei Bildaufnahmeröhren liegenden Schwierigkeiten auszuschließen, wurde schon eine Farbfernsehkamera entwickelt, die eine Bildaufnahmeröhre mit einer Farbfiltereinheit aus Streifen für die drei Farbkomponenten besitzt, aus denen die obengenannten drei Signale gleichzeitig entnommen werden.

Die Herstellung dieser herkömmlichen Farbfernsehkamera ist jedoch schwierig, die zudem einer Grundbeleuchtung mit einem konstanten Pegel ausgesetzt sein muß, um einen stabilen Schwarzpegel zu erhalten.

Im einzelnen ist eine Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre bekannt (DT-OS 20 46 026), die eine transparente Frontscheibe und ein zusammengesetztes Farbfilter einschließlich mehreren streifenförmigen Filtereinheiten aufweist, die periodisch auf der Frontscheibe vorgesehen sind, wobei jede Filtereinheit aus Streifen für die drei Farbkomponenten besteht. Weiterhin sind eine aus zwei Elektrodengruppen bestehende transparente Elektrodeneinrichtung, die in Streifen periodisch auf dem zusammengesetzten Filter angeordnet ist, und eine photoelektrische Wandlerschicht auf der Elektrodeneinrichtung vorgesehen. Eine Einrichtung tastet schließlich die photoelektrische Wandlerschicht mit einem Elektronenstrahl in einer Richtung seitlich zu den Streifen der Filtereinheiten ab. Mit der Elektrodeneinrichtung ist schließlich ein Glied verbunden, das die von dieser erzeugten Signale verarbeitet.

Bei dieser bekannten Farbfernsehkamera sind die Elektroden der Elektrodeneinrichtung so angeordnet, daß sie das ganze durch die jeweiligen streifenförmigen Filtereinheiten des Farbfilters durchgelassene Licht empfangen. Daher wird von den beiden Elektrodengruppen nur eine Signalart erzeugt, nämlich ein aus einem Wechselsignal und einem Videosignal zusammengesetztes Sig.ial, d. h. Signale, die der Lichtintensität

ler gefilterten Rot-, Grün- und Blau-Komponenten :ntsprechen, wobei die zuletzt genannten Signale mit iem Wechselsignal überlappt sind, da das Wechselsignal η Rechteckform an die Elektroder, der beiden Elektrodengruppen über einen Transfon aator angelegt wird. Der Transformator überträgt das Wechselsignal zu den Elektroden und sendet das zusammengesetzte Signal von den Elektroden zu einem Vorverstärker. Der Transformator arbeitet also nicht als Addieren Für das Wechselsignal ist bei der bekannten Farbfernsehkamera ein Signalermiger erforderlich, wodurch die Schaltung insgesamt weiter aufwendig wird.

Es ist schließlich auch noch eine Farbfernsehkamera bekannt (US-PS 28 65 985), die aber noch mehr Bauteile aufweist ,₅

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Farbfernsehkamera der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne Signalerzeuger für ein Wechselsignal mit möglichst wenigen Bauteilen auskommt.

Diese Aufgabe wird erfirtdungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es empfangen also entweder die ersten Elektroden oder die zweiten Elektroden nur eine Farbkomponente des gefilterten Lichtes, während die anderen Elektroden die übrigen Farbkomponenten empfangen. Von den ersten und zweiten Elektroden werden damit verschiedene Signalarten erzeugt. Die ersten Elektroden können als Bezugssignal ein Signal erzeugen, das die Blau-Komponente des Lichtes darstellt, während die zweiten Elektroden Signale der Rot- und Grün-Komponenten liefern. Die getrennt erzeugten Signale werden miteinander addiert. Es wird daher kein Signalerzeuger für ein Wechselsignal benötigt, wodurch die Schaltung zur Signalverarbeitung wesentlich vereinfacht werden kann. Insbesondere sind auch kein Verzögerungsglied, kein Substraktionsglied, kein Wechselrichter und kein Umschalter der Entgegenhaltung erforderlich.

Die erfindungsgemäße Farbfernsehkamera ist einfach herstellbar, arbeitet mit hoher Genauigkeit und hai ohne Grundbeleuchtung ein Bezugssignal.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 die Hauptteile einer herkömmlichen Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre,

Fig.3 die Hauptteile einer erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre,

F i g. 4 Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der in der F i g. 3 dargestellten Farbfernsehkamera,

F i g. 5 einen Schnitt durch den Hauptteil einer bei der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre,

Fig.6 Einzelheiten des Hauptteils der in der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre,

Fig.7 einen Schnitt durch den Hauptteil einer in einer Farbfernsehkamera gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Bildaufnahmeröhre,

Fig.8 den Hauptteil einer Bildaufnahmeröhre bei einer Farbfernsehkamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig.9 und 10 Schnitte durch Bildaufnahmeröhren, die bei einer Farbfernsehkamera gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

In der Fig. 1 sind die Hauptteile einer herkömmlichen Farbfernsehkamera dargestellt, die ein auf der Grundlage eines photoelektrischen Effektes arbeitendes Vidikon als Bildaufnahmeröhre benutzt Wie aus der Fig.! hervorgeht, sind auf der Rückseite eines zusammengesetzten Farbfilters aus streifenförmigen Filtereinheiten \R, IG und Iß, die jeweils allein gegenüber rotem, grünem oder blauem Licht durchlässig sind (im folgenden jeweils als rotes, grünes und blaues Filter bezeichnet), transparente Elektroden 2R, 2G und 2ß vorgesehen, die jeweils dem roten, grünen und blauen Filter entsprechen. Eine photoleitende Schicht 3 ist auf den transparenten Elektroden 2 R, 2G und 2B angeordnet. Die obengenannten Teile sind in einem dichten Glasgehäuse vorgesehen. Die Oberfläche der photoleitenden Schicht 3 wird durch einen Elektronenstrahl abgetastet (nicht dargestellt). Wegen der Übersichtlichkeit sind in der F i g. 1 lediglich zwei Folgen von roten, grünen und blauen Filtern 1R, 1G, 1 ß und 2R, 2G, 2B dargestellt. In der Praxis ist eine willkürliche Anzahl von Folgen, abhängig von der gewünschten Auflösung des wiedergegebenen Farbbildes, möglich. Dies sind beispielsweise 300 Folgen zur Auflösung von 300 Linien/mm. Sich entsprechende Filter sind gemeinsam angeschlossen. Die roten Filter 2R sind alle gemeinsam angeschlossen. Dasselbe gilt für die grünen und blauen Filter 2G und 2ß. Wenn das Bild eines Objekts durch ein nicht dargestelltes Linsensystem auf den roten, grünen und blauen Filtern IR, IG und Iß abgebildet wird, wobei Spannungsquellen 5R, 5G und 5Ö jeweils über Lastwiderstände 4/?, 4G und 4S mit den transparenten Elektroden 2/?, 2G und 2ß verbunden sind, dann können die die Rot-, Grün- und Blau-Komponenten eines Objekts darstellenden Videosignale bei den Lastwiderständen ARAG und 4ß jeweils erhalten werden, wenn die photoleitende Schicht 3 durch den Elektronenstrahl abgetastet wird. Das Videosignal wird durch Verstärker 6/?, 6G und 6ß verstärkt und läuft durch Tiefpaßfilter TR, 7G und 7ß. um die erforderlichen Videosignale R, G und B zu erhalten. Eine derartige Bildaufnahmeröhre mit der oben beschriebenen Konstruktion kann als eine sehr gute Dreifarben-Bildaufnahmeröhre betrachtet werden, deren Herstellung jedoch sehr schwierig ist. Beispielsweise müssen mehrere hundert Folgen von transparenten Elektroden durch geeignete Leitungen bei der Bildaufnahmeröhre miteinander verbunden werden. Es ist unmöglich, diese Verbindung in einer einzigen Ebene herzustellen, ohne daß sich die Leiter von zwei verschiedenen Arten von Elektroden miteinander kreuzen, da drei Arten von Elektroden vorgesehen sind. Deshalb ist es unmöglich, die Verbindungsverdrahtungen mit Hilfe einer flachen Verdrahtungstechnik, wie beispielsweise einer Photoätztechnik, durchzuführen. Dies ist eine der Schwierigkeiten, die bei der Herstellung dieser beschriebenen Farbfernsehkamera auftritt. Die Auflösung der bei dieser Farbfernsehkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre (hauptsächlich bestimmt durch den Durchmesser des abtastenden Punktes des Elektronenstrahls) wird gleich zur Anzahl der Folgen der streifenförmigen Filtereinheiten IR, IC und 1 ß, und deshalb zur Auflösung des wiedergegebe nen Farbbildes.

In Fig. 2 sind die Hauptteile einer anderer herkömmlichen Farbfernsehkamera mit einer Bildauf nahmeröhre dargestellt. Das bei dieser Farbfernsehka mera verwendete Farbfilter hat mehrere streifenförmi ge Filtereinheiten, die gegenüber dem sichtbaren Lieh lichtundurchlässig oder opak sind, d.h. Schwarzfilte

IBL, die zwischen den roten, grünen und blauen Filtern IR, IG und Iß in einem regelmäßigen Abstand angeordnet sind. Eine zusammenhängende transparente Elektrode 2 ist auf der Rückseite des zusammengesetzten Filters vorgesehen, und eine photoleitende Schicht 3 ist auf der transparenten Elektrode 2 angeordnet. Wenn nun das Bild eines Objekts mit Hilfe von nicht dargestellten Linsen auf den streifenförmigen Filtereinheiten IR, IG, Iß und \BL mit Hilfe einer Spannungsquelle 5, die über einen Lastwiderstand 4 mit der transparenten Elektrode 2 verbunden ist, während die photoleitende Schicht 3 durch den Elektrodenstrahl abgetastet wird, ausgebildet ist, dann wird ein Videosignal durch einen Verstärker 6 erhalten. Dieses Videosignal enthält eine periodische Folge von Signalen, die die Rot, Grün- und Blaukomponenten eines Objekts wiedergeben, und ein Signal, das ein Schwarzpegel unabhängig vom Objekt wiedergibt Lediglich das Schwarzpegelsignal wird dann durch einen Schwarzpegeldetektor 8 erfaßt.

Drei Tastimpulse, die den Phasen der roten, grünen und blauen Signale entsprechen, werden durch einen Impulsgenerator 10 auf der Grundlage des erfaßten Schwarzpegelsignals erzeugt. Die Tastimpulse öffnen Gatter 9R, 9G und 9ß, um lediglich die roten, grünen und blauen Signale aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 6 auszuwählen. Diese ausgewählten Signale laufen dann durch Tiefpaßfilter 7R, TG und 7ß, um drei Videosignale R, G und ßzu bilden. Die einzige Folge des bei dieser Bildaufnahmeröhre verwendeten zusammengesetzten Farbfilters umfaßt vier Arten von streifenförmigen Filtereinheiten, d. h. rote, grüne, blaue und schwarze Filter, wie oben erläutert wurde. Deshalb ist die Breite einer einzigen streifenförmigen Filtereinheit des bei dieser Bildaufnahmeröhre verwendeten Farbfilters kleiner als die Breite einer einzigen streifenförmigen Filtereinheit des bei der an Hand der F i g. 1 erläuterten Farbfernsehkamera verwendeten Firbfilters. Die erstere beträgt drei Viertel der letzteren. Deshalb wird die Herstellung eines derartigen Filters noch schwieriger. Damit der Schwarzpegeldetektor 8 das Schwarzpegelsignal stabil erfaßt, ist es darüber hinaus erforderlich, daß die Bildaufnahmeröhre jede streifenförmige Filtereinheit von einer anderen unterscheidet In diesem Fall muß deshalb die Bildaufnahmeröhre eine um einen Faktor 4 größere Auflösung aufweisen, wie diese bei dem wiedergegebenen Farbbild erforderlich ist das der Auflösung der Bildaufnahmeröhre entspricht die bei der in der F i g. 1 dargestellten Farbfernsehkamera verwendet ist Um ein stabiles Schwarzpegelsignal selbst dann zu erhalten, wenn das Objekt ziemlich dunkel ist ist es weiterhin erforderlich, die Bildaufnahmeröhre mit einer Grundbeleuchtung mit einem konstanten Pegel unabhängig vom Objekt zu versehen.

In Fig.3 sind die Hauptteile einer erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera dargestellt Das bei der Bildaufnahmeröhre dieser Kamera verwendete zusammengesetzte Farbfilter besteht aus drei Arten von streifenförmigen Filtereinheiten, d. h. aus roten, grünen und blauen Filtern. Wie in der F i g. 3 dargestellt sind transparente Elektroden 2RG auf den roten und grünen Filtern IR und IG angeordnet, während transparente Elektroden 2ß auf dem blauen Filter Iß vorgesehen sind. Eine photoleitende Schicht 3 ist auf den transparenten Elektroden 2/?Gund 2ß angeordnet. Die transparenten Elektroden 2RG sind miteinander verbunden. Ebenso sind die transparenten Elektroden 2ß miteinander verbunden. Lastwiderstände 4RG und 4ß verbinden die transparenten Elektroden 2RG und 2B mit Spannungsquellen 5RG und 5ß. Verstärker 6RG und 6ß verstärken die bei den Lastwiderständen 4RG und 45 erhaltenen Signale. Ein Addierer 14 bildet die Summe der Ausgangssignale der Verstärker 6RG und 6ß. Die anderen Teile Jer Schaltung der Farbkamera sind ein Amplitudenbegrenzer 111, ein Bandpaßfilter 12, ein Phasenschieber 13, ein Tiefpaßfilter 15, ein Bandpaßfiiter 16, Synchrono-Detektoren 17 und 18, die jeweils durch die Ausgangssignale des Bandpaßfilters 12 und des Phasenschiebers 13 betrieben werden, und eine Matrixschaltung 19, die die Ausgangssignale der Synchro-Detektoren 17 und 18 und des Tiefpaßfilters 15 empfängt und Ausgänge 19-1,19-2 und 19-3 aufweist.

Wenn bei dieser Schaltung die photoleitende Schicht 3 durch einen nicht dargestellten Elektronenstrahl abgetastei wird, während das Bild eines Objekts mit Hilfe eines geeigneten, nicht dargestellten optischen Systems auf den zusammengesetzten Farbfiltern aus den roten, grünen und blauen Filtern IR, IG und Iß abgebildet wird, dann werden Signale, die den Rot- und Grün-Komponenten des Bildes (im folgenden jeweils als rotes und grünes Signal des Bildes bezeichnet) entsprechen, und ein Signal, das der Blau-Komponente des Bildes (im folgenden als blaues Signal des Bildes bezeichnet) entspricht, jeweils aus den transparenten Elektroden 2RG und 2ß erhalten.

Die Signalformen (a) und (b) in F i g. 4 entsprechen jeweils dem roten und grünen Signal, das aus den Rotund Grün-Komponenten R und G besteht und dem blauen Signal B. Das Ausgangssignal der transparenten Elektroden 2RG enthält eine wechselnde Folge der roten und grünen Signalkbmponenten R und G, während das Ausgangssignal der Elektroden 2ß eine Folge der Blau-Komponenten allein aufweist. Es ist zu bemerken, daß kein Ausgangssignal aus den transparenten Elektroden 2RG austritt wenn ein Ausgangssignal durch die Elektroden 2ß erzeugt wird, und umgekehrt Das Ausgangssignal der transparenten Elektroden 2ß wird durch den Verstärker 6ß verstärkt läuft durch den Amplitudenbegrenzer 11, so daß seine Amplitude konstant ist, durchläuft das Bandpaßfiiter 12 mit einer Mittenfrequenz wc, so daß beispielsweise

in bezug auf die Periode T des Ausgangssignals der transparenten Elektroden 2ßgilit, dessen Signalform (b) in der F i g. 4 dargestellt ist so daß schließlich ein Signal Perhalten wird, wie beispielsweise

P-= cos cu_rt,

dessen Signalform (c) in der F i g. 4 dargestellt ist. Wenn das Signal P dann durch den Phasenschieber 13 läuft, wird ein Signal P'erhalten, wie beispielsweise

P'«= sinter.

Wenn auf der anderen Seite das Ausgangssignal der transparenten Elektroden 2RG durch den Verstärker 6RG verstärkt und dann durch den /»ddierer 14 zum Ausgangssignal des Verstärkers 6ß addiert wird, wird

ein Signal S(t), wie beispielsweise

S(i) =

^:7 / 2 \

R cos iu_c f + G cos (u>_ct - - π) + ß

cos I ₍.,_f f ^V

T ») ⁽⁴>

erhalten, dessen Signalform (d) in der F i g. 4 dargestellt betrachtet werden.

ist. Das Ausgangssignal S(t) des Addierers 14 wird durch

Da in der Praxis der Durchmesser des abtastenden _{10 das Tiefpaßfilter 15 mit der} Grenzfrequenz fund das

Elektronenstrahles nicht beliebig klein ist. ist das Signal ^r *

S (t) in einer gewissen Bandbreite begrenzt. Deshalb Bandpaßfilter 16 mit der Mittenfrequenz wr in zwei

sollte bei der Gleichung (4) lediglich der Fall mit η — 1 Signale Si. ^und Sn ^geteilt, wie beispielsweise

S_L(t) = y (R + G + B)

S„{t) = /3R { cos «i_et + G cos f,„_ct - y π\ + B cos f_f,_)ct -

Wenn das Ausgangssignal Sn(t)aes Bandpaßfilters 16 jeweils durch die Synchron-Detektoren 17 und 18 mit den Signalen P(t) und P'(t) erfaßt wird, dann sind die erfaßten Ausgangssignale Di und Di durch die folgenden Gleichungen gegeben:

D₂= G-B,

wobei konstante Koeffizienten von R. G oder B weggelassen wurden. Die Signale SiJt), Di und Di werden schließlich in die Matrixschaltung 19 eingespeist, um die folgenden Operationen vorzunehmen:

R = S_L + y D₁ ,

(9)

(ίο)

(11)

Auf diese Weise werden die roten, grünen und blauen Signale an den Ausgängen 19-1, 19-2 und 19-3 der Matrixschaltung 19 erhalten.

In Fig.5 ist ein Schnitt durch den Hauptteil der Bildaufnahmeröhre dargestellt, die bei einer Farbfernsehkamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In dieser Figur sind ein zusammengesetztes Farbfilter aus roten, grünen und blauen Filtern 1R, 1G und 1 ß, transparenten Elektroden 2RG und 2ß und einer photoleitenden Schicht 3, die alle dem in der Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichen, auf der Rückseite eines transparenten Schirmträgers oder einer Frontscheibe vorgesehen. Das zusammengesetzte Farbfilter und die transparenten Elektroden können mit Hilfe der Photoätztechnik in der in der Fig.5 dargestellten Weise ausgebildet werden. Insbesondere können die transparenten Elektroden 2RG und 2ßin der Form von zwei ineinandergreifenden kammartigen Strukturen ausgebildet sein, wie in einer Vorderansicht in der Fig.6 dargestellt, die in einer einzigen Ebene liegen können. Dadurch ist es möglich, die Verbindungen von Elektroden derselben Art in der gleichen Ebene vorzunehmen. Ein auf dem Umfang des Kolbens 22 der Bildaufnahmeröhre liegender Photokathodenring ist in zwei Teile 21RG und 21B aufgeteilt, mit denen jeweils die transparenten Elektroden 2RG und 2ß verbunden sind. Von den Photokathodenringen 21R und 21 ß werden Signale abgeleitet, die durch die Signalformen (a) und (b) in der Fig.4 dargestellt sind. Eine Ablenkeinrichtung zur Veränderung der Richtung des Elektronenstrahls, der von einem Elektronenstrahlerzeuger ausgesandt wird, ist zusammen mit dem Elektronenstrahlerzeuger durch einen Block 23 dargestellt. Der hermetisch evakuierte Kolben 22 enthält alle diese Teile.

Mit der oben beschriebenen Farbfernsehkamera kann im Vergleich zu der in der Fig.2 dargestellten herkömmlichen Farbfernsehkamera eine wesentlich höhere Auflösung erzielt werden. Insbesondere ist es bekannt, daß bei der Übertragung eines Farbbildes die für das Farbartsignal (Chrominanzsignal) erforderliche Bandbreite Δ /"ungefähr ein Fünftel bis ein Zehntel der erforderlichen Bandbreite für das Leuchtdichtesignal (Luminanzsignal) beträgt. Darüber hinaus kann die Bandbreite des Signals Di oder D2, die jeweils zum Farbartsignal beifagen, Δ /"betragen, da das Signal Sl(I₁ in den Gleichungen (9), (10) und (11) als eir Leuchtdichtesignal verwendet wird. Auf der anderer Seite beträgt die Bandpaßbreite des Filters 16 fc + Ai während die Auflösung der Bildaufnahmeröhre an besten ist mit fc + Af, wobei ü)c = 2nfc gilt Dii Auflösung fc + ^/beträgt 4,5 MHz, wenn die Bandbrei te fc/2 des Signals StJt), das die Auflösung de wiedergegebenen Farbbildes bestimmt 2 MHz ist um wenn 2If 0,5 MHz beträgt. Daher kann die Bildaufnar meröhre eine um einen Faktor 2,25 höhere Auflösun aufweisen als das wiedergegebene Bild. Die Auflösun der bei der herkömmlichen Farbfernsehkamera verwei deten Bildaufnahmeröhre (Fig.2) muß, wie ob« beschrieben wurde, um einen Faktor 4 größer sein a die Auflösung des wiedergegebenen Bildes. Darai ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Bildaufnahm röhre die Herstellung einer Farbfernsehkamera it einer oberen Auflösung wesentlich erleichtert Die rot< und grünen Filter 1R und 1G sind mit den transparent« Elektroden 2RG, die miteinander verbunden sir

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ausgestattet, während die transparenten Elektroden 2ß an den blauen Filtern Iß allein befestigt sind. Jedoch sind der Anteil des roten Filters und der Anteil des blauen Filters oder der Anteil des grünen Filters und der Anteil des blauen Filters vertauschbar.

Die Anordnung der transparenten Elektroden ist nicht darauf beschränkt, wie dies oben beschrieben wurde. Beispielsweise kann eine zusammenhängende transparente Elektrode 2RGBRG auf einer Folge von streifenförmigen Filtereinheiten IR₁ IG und Iß und auf den roten und grünen Filtern IR und IG der benachbarten Folge angeordnet sein, wie dies in der F i g. 7 dargestellt ist, während das blaue Filter der benachbarten Folge mit einer transparenten Elektrode 2ß ausgestattet ist. In diesem Fall ist die Periode für das Auftreten der Elektroden 2ß doppelt so groß wie die Periode T der Signalform (b) in Fig.4. Demgemäß beträgt die Mittenfrequenz des Bandpaßfilters 12, das das Ausgangssignal der Elektrode 2BGBRG empfängt, feil. Das Bandpaßfilter 12 muß direkt von einem zusätzlichen Frequenzverdoppler gefolgt sein, um ein Signal mit einer Frequenz fc zu erzeugen, wenn das folgende Signal durch die in der Fig.3 dargestellte Schaltung weiter verarbeitet wird. In diesem Fall ist die Breite der transparenten Elektrode 2RGBRG größer als die Breite der Elektrode 2RG (Fig. 5). Deshalb ist der Widerstand der Elektrode kleiner, so daß das Ausgangssignal anwächst. Dies ist einer der Vorteile dieser Elektrodenanordnung.

Weiterhin werden bei dem in der F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Ausgangssignale der transparenten Elektroden 2RG und 2ß verstärkt und dann miteinander durch den Addierer 14 addiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Funktion des Addierers 14 durch die Bildaufnahmeröhre selbst durchgeführt werden. Dies kann, wie in der F i g. 9 dargestellt ist, durch einen Übertrager 24 ( F i g. 8) in der Bildaufnahmeröhre allein durchgeführt werden. Die Enden der Primärwicklung des Übertragers 24 sind mit den transparenten Elektroden 2RG und 2 B verbunden. Das Ende der Primärwicklung, die mit den Elektroden 2 RG verbunden ist, ist weiterhin an den Photokathodenring 21RG angeschlossen. Ein Ende der Sekundärwicklung des Übertragers 24 ist in gleicher Weise geerdet, indem es mit einer Elektrode, wie beispielsweise der fokussierenden Elektrode der Bildaufnahmeröhre, verbunden ist, und das andere Ende der Sekundärwicklung ist an den Photokathodenring 21B angeschlossen. Dadurch kann das Ausgangssignal S(t), das gleich ist zum Ausgangssignal des Addieren; 14, vom Photokathodenring 21RG erhalten werden. Der Photokathodenring 21B erzeugt das Ausgangssignal, das durch die Signalform (b) in der Fig.4 dargestellt ist. Die Verwendung eines derartigen Übertragers hat deshalb den Vorteil, daß der in der Schaltung der F i g. 3 verwendete Addierer 14 nicht benötigt wird.

Weiterhin sind bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die transparenten Elektroden streifenförmig. Die transparenten Elektroden können jedoch durch eine Anordnung ersetzt werden, wie diese in der Fig. 10 dargestellt ist, wobei sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In der Fig. 10 bedeckt eine zusammenhängende transparente Elektrode 2B' alle roten, grünen und blauen Filter. Mehrere Streifen aus einer transparenten, isolierenden Schicht (beispielsweise Siliziumdioxyd) 24' und die gleiche Anzahl von streifenförmigen transparenten Elektroden 2RG sind in dieser Ordnung auf der zusammenhängenden transparenten Elektrode 2B' vorgesehen. Eine photoleitende Schicht 3 ist auf den streifenförmigen transparenten Elektroden 2RG und den freiliegenden Teilen der zusammenhängenden Elektrode 2B'angeordnet. In diesem Fall sind die durch die Photokathodenringe 21RG und 21B erhaltenen Signale die gleichen wie die durch die in der F i g. 5 dargestellte Farbfernsehkamera erhaltenen Signale, ίο Insbesondere werden die roten und grünen Signale R und G erhalten, wenn der Elektronenstrahl auf den Teil der photoleitenden Schicht 3 auftrifft, unter dem die Elektrode 2RG vorgesehen ist, während sonst das blaue Signal B erzeugt wird. Weiterhin ist die Fläche der Elektrode 2B' ziemlich groß und daher nicht nur leicht herzustellen, sondern auch mit einem kleineren Widerstand ausgestattet, der ein größeres Signal von dem Photokathodenring 213 gewährleistet, verglichen mit der in der Fig.5 dargestellten Anordnung. Hierin liegt also ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels.

Die roten, grünen und blauen Filter 1/?, IG und Iß, die bei der Bildaufnahmeröhre verwendet werden, bestehen aus einem Material, das jeweils gegenüber rotem, grünem und blauem Licht durchlässig ist. Es ist jedoch leicht zu verstehen, daß dieses Material durch ein Material ersetzt werden kann, das jeweils das rote, grüne und blaue Licht reflektiert.

Vorteile der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera werden im folgenden zusammengefaßt:
1. Es werden zwei Arten von transparenten Elektroden im Vergleich zu einer herkömmlichen Farbfernsehkamera (Fig. 1) verwendet, so daß die Verbindungen der beiden Arten von Elektroden leicht durchgeführt werden kann, wie dies in der Fig.6 dargestellt ist ohne daß die Verbindungen einander überkreuzen.

2. Jede streifenförmige Filtereinheit hat eine Breite, die gleich ist zu vier Drittel der Breite einer einzigen streifenförmigen Filtereinheit, die bei der herkömmlichen Farbfernsehkamera ( F i g. 2) benutzt wird. Deshalb ist die Herstellung der Filtereinheiten wesentlich leichter. Weiterhin kann die Auflösung der Bildaufnahmeröhre etwa die Hälfte von der Auflösung der herkömmlichen Bildaufnahmeröhre betragen. Es ist keine Grundbeleuchtung erforderlich, um das Ausgangssignal vom Photokathodenring ( F i g. 5) zu stabilisieren, wenn das Objekt dunkel ist. Beispielsweise muß lediglich ein gewisser Betrag eines Dunkelstromes durch die Bildaufnahmeröhre fließen.

Zusätzlich hat die erfindungsgemäße Farbfernsehkamera die allgemeinen Eigenschaften und Vorteile einer Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre vom Phasentrenntyp. bei der drei Farbsignale die gleiche Periode aufweisen. Diese Vorteile werden im lolgender erläutert:

1. Die die drei Primärfarben wiedergebenden gleichzeitigen Signale können ohne Fehlüberdeckung dei Signale leicht erhalten werden.

2. Die Ungleichförmigkeit der Empfindlichkeit dei Bildaufnahmeröhre und die Nichtlinearität de: Ausgangsstromes der Röhre, abhängig von derr einfallenden Licht, bewirken keine Farbstörung, se daß die Farbe sehr gut wiedergegeben wird.
Mit der vorliegenden Erfindung kann also eine Farbfernsehkamera leicht hergestellt wt.-den, die Bildei mit einer hohen Qualität erzeugt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 22 S 281

1. Farbfernsehkamera mit einer Bildaufnahmeröhre, mit einer transparenten Frontscheibe, mit einem zusammengesetzten Farbfilter einschließlich mehreren streifenförmigen Filtereinheiten, die periodisch auf der Frontscheibe vorgesehen sind, wobei jede Filtereinheit aus Streifen für die drei Farbkomponenten besteht, mit einer aus zwei Elektrodengruppen bestehenden transparenten Elektrodeneinrichtung, die in Streifen periodisch auf dem zusammengesetzten Filter angeordnet ist, mit einer photoelektrischen Wandlerschicht auf der Elektrodeneinrichtung, mit einer Einrichtung zur Abtastung der photoelektrischen Wandlerschicht mit einem Elektronenstrahl in einer Richtung seitlich zu den Streifen der Filtereinheiten, und mit einem mit der Elektrodeneinrichtung verbundenen Glied zur Verarbeitung der von der Elektrodeneinrichtung erzeugten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrodengruppe mit den wechselseitig angeschlossenen ersten Elektroden (2RG) auf wenigstens jeder n-ten Fläche (n = ganze Zahl) der photoelektrischen Wandlerschicht (3) vorgesehen ist, die das durch die Farbstreifen einer Farbkomponente des Farbfilters übertragene Licht empfängt, daß die zweite Elektrodengruppe mit den wechselseitig angeschlossenen zweiten Elektroden (B) auf den übrigen Flächen der photoelektrischen Wandlerschicht (3) vorgesehen ist, und daß das Glied zur Verarbeitung der Signale aufweist eine erste und eine zweite Schaltungseinrichtung (GRG, GB), die jeweils mit den ersten und zweiten Elektroden (2RG,

B) verbunden sind, um synchronisierte Signale entsprechend der Intensität der jeweiligen Farblichtkomponenten zu erhalten, und eine dritte mit der ersten und zweiten Schaltungseinrichtung verbundene Schaltungseinrichtung (14) zur Bildung der Summe aus den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Schaltungseinrichtung, wodurch ein Videosignal, aas dem Bild eines Objektes entspricht und eine periodische Folge von Signalen enthält, die dem Licht mit den verschiedenen Farben entsprechen, von der dritten Schaltungseinrichtung (14) erzeugt wird und das periodische Signal von den ersten Elektroden (2RG) als Bezugssignal dient, wobei das Verhältnis der Periode des Bezugssignals zur Periode des Videosignals ein ganze Zahl ist.

2. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrodengruppe durch eine Elektrode ersetzt ist, die einheitlich innerhalb des Abtastbereichs des Elektronenstrahlfelds liegt, daß die zweite Elektrodengruppe periodisch auf der einheitlich angeordneten Elektrode mit einer dazwischenliegenden transparenten isolierenden Schicht (24') vorgesehen ist, und daß das Verhältnis der Periode der Elektroden zur Periode der Filtereinheiten eine ganze Zahl ist.

3. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schaltungseinrichtung (14) ein Übertrager (24) mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung ist, daß die Enden der Primärwicklung jeweils mit der ersten und zweiten Elektrodengruppe (2RG bzw. 2B) verbunden sind, daß ein Ende der Sekundärwicklung geerdet ist, daß das Bezugssignal am anderen Ende der Sekundärwicklung liegt, und daß das Videosignal am Ausgang der Primärwicklung vorgesehen ist.

4. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Elektroden (2RG; 2B) zwei ineinandergreifende Kammstrukturen aufweisen (F i g. 6).