DE2503520B1 - Fernsehanlage zur Aufnahme und Wiedergabe von Szenen mit geringen Beleuchtungsstaerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernsehanlage zur Aufnahme und Wiedergabe von Szenen mit geringen Leuchtdichten (LLLTV — Low Light Level Television), bestehend aus einer Fernsehaufnahmeröhre mit nachgeschaltetem Verstärker und mindestens einem Monitor.

Ein LLLTV-Gerät besteht aus der Zusammenschaltung eines Bildverstärkergerätes mit einer hochempfindlichen Fernsehkamera, wobei mindestens das Auflösungsvermögen des Bildverstärkergerätes erhalten bleibt. Für das Low Light Level Gebiet, dem eigentlichen Arbeitsfeld dieser Kamera, kann dieses Ziel durchaus erreicht werden. Bei höheren Szenenbeleuchtungsstärken kann eine LLLTV-Kamera zwangläufig nicht ganz die Auflösung des zum Vergleich heranzuziehenden Bildverstärkergerätes bringen, da einmal die Zeilenstruktur eines Fernsehbildes begrenzend wirkt und auch die heute bevorzugt verwendeten kleinen Fernsehaufnahmeröhren eine sehr hohe, aber doch begrenzte Zahl von Bildpunkten aufnehmen können.

Das Auflösungsvermögen der in diesem Gerät verwendeten LLLTV-Patrone wird in Linienpaaren pro mm (Lp/mm) gemessen und fällt im Gebiet geringer Szenenbeleuchtungsstärken im wesentlichen auf Grund des »Quantenrauschens« an der ersten Fotokathode ab. Thermische Rauschbeiträge von dem Bildvorverstärker wirken sich hier noch nicht störend aus. Um in das Gebiet niedrigster Szenenbeleuchtungsstärken, dem sogenannten »Very Low Light Level Bereich« (VLLLTV) vorzudringen, ist durch eine spezielle Bildaufbereitung (signal processing) einmal eine optimale Bilddarstellung, insbesondere bezüglich des Kontrastes, durchgeführt worden, zum anderen aber auch eine Bildintegration oder eine Bildspeicherung für eine Vielzahl von Aufgaben möglich. So ist es bekannt, spezielle Fernsehaufnahmeröhren, z. B. SEC-Kameraröhren zu verwenden, deren Target Ladungen speichern und damit integrieren kann. Diese Röhren besitzen zwar ideale Integrationseigenschaften, jedoch ist eine automatische Anpassung der Integrationszeit schwierig, da die Röhre während der Integration kein Signal liefert. Darüber hinaus entsteht mit zunehmender Integrationszeit ein immer stärker flimmerndes Monitorbild, das

dann nur schwer ausgewertet werden kann.

Ferner ist die Verwendung von speziellen BiIdspeicherröhren in einem Zusatzgerät bekannt. Hierbei sind zwei Speicher, die zwischen der Kamera und dem Monitor eingeschaltet sind, erforderlich, die wechselweise aufgeladen bzw. zerstörungsfrei ausgelesen werden. Als Speicher kommen vorteilhaft Röhren vom Vidikon-Typ in Frage, die ein Silizium-Target mit einer Vielzahl von diskreten Oxydinseln enthalten für die Ladungsintegration und die Steuerung der zerstörungsfreien Auslesung. Es ist auch hier ein aufwendiges Zusatzgerät erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Anwendungsbereich einer bekannten LLLTV-Anlage durch Einsatz geringer technischer Mittel bis in das Gebiet extremer Dunkelheit zu erweitern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Monitor eine Kathodenstrahlröhre mit zwei Schichten unterschiedlicher Nachleuchtzeitkonstanten aufweist, die durch eine an der Röhre liegende Spannung derart beeinflußbar sind, daß die Gesamtnachleuchtdauer und damit die Integrationszeit in Abhängigkeit von der Leuchtdichte veränderbar ist. Zur Veränderung der Integrationszeit wird der Rauschanteil des Monitorbildes mit Hilfe eines Sensors erfaßt, der die Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre steuert.

Mit Hilfe der Erfindung ist eine einfache und automatische Anpassung der Nachleuchtdauer bzw. der Integrationszeit an den Rauschanteil eines LLLTV-BiI-des möglich. Eine solche Anlage ist verhältnismäßig einfach zu realisieren.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt in einem Diagramm das Auflösungsvermögen einer typischen LLLTV-Kamera als Funktion der Kathodenbeleuchtungsstärke;

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung in schematischer Darstellung und

F i g. 3 schematisch die Ausbildung einer Kathodenstrahlröhre mit 2 Phosphorschichten.

Aus dem Diagramm nach F i g. 1 ist der typische Abfall des Auflösungsvermögens einer LLLTV-Kamera mit abnehmenden Kathodenbeleuchtungsstärken zu entnehmen, der daraus resultiert, daß pro Fernsehbild immer weniger Lichtquanten aus der Szene die 1. Kathode der Kamera erreichen, das Fernsehbild also zwangläufig zunehmend »zerfällt«. Im Gebiet zu niedriger Kathodenbeleuchtungsstärken kann das Auflösungsvermögen hiernach dadurch angehoben werden, daß mehrere (großkörnige) Fernsehbilder zu einem (hochaufgelösten) Bild zusammengefügt werden.

Gemäß Fig.2 wird das von einem lichtstarken Objektiv 1 erzeugte Abbild einer Szene von einer Bildverstärkerröhre 2 (Diode) aufgenommen, der hier eine Fernsehaufnahmeröhre 3 vom Typ »Ebsicon« mit elektronenbeaufschlagtem Siliziumdioden^Target nachgeschaltet ist. Über einen Verstärker 4 gelangen die elektrischen Signale zu der Kathodenstrahlröhre eines Monitors 5. Die Kathodenstrahlröhre 6 im Monitor 5, wie in F i g. 3 schematisch dargestellt ist, erhält erfindungsgemäß zwei Phosphorschichten 7 und 8 mit unterschiedlichen Nachleuchtzeitkonstanten, Phosphor 7 mit normaler und Phosphor 8 mit langer Nachleuchtdauer. Die Schichten 7 und 8 werden über die Anodenspannung Ua angesteuert. Diese Steuerung erfolgt über den Rauschanteil des LLLTV-Bildes, der über einen Sensor 9 in der Verbindungsleitung 10 zwischen Aufnahmeröhre 3 und Monitor 5 angeordnet

ist. Der Sensor beaufschlagt eine Spannungsverstelleinrichtung 11 für die Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre.

Mit abnehmendem Lichtniveau und ansteigendem Rauschanteil im Fernsehbild wird entsprechend der Erfindung die Anodenspannung (Ja an der Kathodenstrahlröhre erhöht. Das bedeutet gemäß F i g. 3, daß mit zunehmender Anodenspannung Ua der Kathodenstrahl sowohl die Phosphorschicht 7 mit normaler Nachleuchtzeitkonstante als auch die zweite Phosphorschicht 8 mit langer Nachleuchtzeitkonstante beaufschlagt. Damit wird die Gesamtnachleuchtdauer und die Integrationszeit für ein LLLTV-BiId passend verlängert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fernsehanlage für die Aufnahme und Wiedergabe von Szenen mit geringem Leuchtdichten, bestehend aus einer Fernseh-Aufnahmeröhre mit nachgeschaitetem Verstärker und mindestens einem Monitor, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitor eine Kathodenstrahlröhre mit zwei Schichten unterschiedlicher Nachleuchtzeitkonstanten aufweist, die durch eine an der Röhre liegende Spannung derart beeinflußbar sind, daß die Gesamtnachleuchtdauer und damit die Integrationszeit in Abhängigkeit von der Leuchtdichte der Szene veränderbar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Integrationszeit der Rauschanteil des Kamerabildes mit Hilfe eines Sensors erfaßt wird, der die Anodenspannung der Kathodenstrahlröhre steuert.

3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verlängerung der Integrationszeit bei steigendem Rauschanteil.