DE2748581C2 - Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster für den Betrieb nach der 625/50-Fernsehnorm, bei welchem aufeinanderfolgende Einzelbilder eines mit Bildern/sec mit kontinuierlicher Bewegung transportierten Kinofilmes rasterförmig mit einem Lichtbündel kleinen Querschnitts optisch abgetastet werden, die dabei dem Lichtbündel aufmodulierte Bildinformation durch einen oder mehrere opto-elektronische Detektoren in ein entsprechendes elektrisches Videosignal umgewandelt wird und aus der elektrischen Videoinformation mit Hilfe von Videoverarbeitungsschaltungen ein Fernsehsignal gewonnen wird, in welehem aufeinanderfolgende Gruppen von je zwei TV-Zeilensprung-Halbbildern die von der Abtastung entsprechender aufeinanderfolgender Filmbilder stammende Bildinformulion enthalten. Derartige Fernsehfilmabtaster sind bekannt, vgl. z. B. die DE-OS 24 46 318.

Mit »Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster« ist hier ein Gerät gemeint, bei dem aufeinanderfolgende Einzelbilder eines Lauf- oder Kinofilmes rasterförmig mit einem Lichtbündel kleinen Querschnitts (Lichtpunkt) optisch abgetastet werden, die dabei dem Lichtbündel aufmodulierte Bildinformation durch einen oder mehrere optisch-elektronische Detektoren in die Form eines elekfrischen Videosignals umgewandelt wird und aus der elektrischen Videoinformation mit Hilfe von Videoverarbeitungsschaltungen ein Fernsehsignal gewonnen wird, in dem aufeinanderfolgende benachbarte Gruppen von Fernseh-Teil- oder -Halbbildern von der Abtastung entsprechender aufeinanderfolgender Filmbilder stammende Bildinformation enthalten.

Bei Lichtpunkt-Fernsehfilmabtastern für die USA-Fernsehnorm mit 525 Zeilen/60 Tcilbildern {525/60-Norm) wird der Kinofilm mit 24 Bildern/sec transportiert und enthalten die aufeinanderfolgenden Teilbildgruppen abwechselnd zwei und drei Teiibilder. während bei der europäischen Fernsehnorm oiit 625 Zeilen/50 Teilbildern (625/50-Norm) der Film mit 25 Bildern/sec transportiert wird und die aufeinanderfolgenden Teilbildgruppen jeweils zwei Teilbüder enthalten. Bei beiden Normsystemen ist das Fernsignal nach dem Zeilensprungverfahren verschachtelt, d. h. jedes vollständige Fernsehbild (Vollbild) mit 625 b/w. 525 Zeilen ist aus zwei aufeinanderfolgenden Tcilbildcrn (Halbbildern) mit je 312'/2 bzw. 262'/2 Zeilen zusammengesetzt, und die Zeihti der beiden Halbbilder werden bei der Wiedergabe auf dem Fernsehbildschirm so ineinandergeschachtelt (Zeilensprung), daß insgesamt 625 bzw. 525 Zeilen entstehen.

Derzeit sind zwei Typen von Lichtpunkt-Fernsehfilmabtastern auf dem Markt: solche mit intermittierendem oder bildweisem Transport (Schrittschaltung) des Filmes und solche mit kontinuierlichem oder stetigem Filmtransport (Bildwechsel). Bei Schrittschaltung kann gegenwärtig nur ein begrenzter Bereich von Filmformaten zufriedenstellend verarbeitet werden, und selbst dann ist die Filmabnutzung ein Problem. Bei stetigem Bildwechsel arbeitet man im allgemeinen entweder mit zweiäugiger Abtastung (Doppelobjektiv), was aber bei der USA-Norm (525/60). wo die P.usierwcehscl- oder Teilbildfrequenz nicht gleich der doppelten Filmbildwechsclfrcqucnz ist. nicht möglich ist. oder mit Sprungabtastung, was den Nachteil hat, daß eine sehr genaue Deckung von je /wei Teilbildabtaslungen bei der 625/50-Norm und je fünf Teilbildabiastungen bei der 525/bO-Norni erforderlich ist. Es wird allgemein ange nommen. daß ein Lichipunkt-Fcrnsehfilmiblasier mit stetigem Bildwechsel die einfachste und beste Lösung sein würde, wenn man die Probleme der Teilbilddekkung bewältigen könnte.

Eine Methode der Lösung dieses Problems bestünde darin, daß man jedes Filmbild nur einmal sequentiell abtastet und dann in die Zeilensprungform umsetzt. Bei der herkömmlichen Zeilensprung-Abtastung, und zwar sowohl mit Lichtpunkt-Fernsehfilmabtastern als auch mit Fernsehkameraröhren, werden nur jede zweite Zeile im ersten Halbbild der einzelnen Fernsehvollbilder und die dazwischenliegenden Zeilen im zweiten Halbbild der Fernsehvollbilder abgetastet. Die einzelnen Zeilen werden also in der Reihenfolge ihrer Wiedergabe auf dem Fernsehbildschirm abgetastet. Das Hauptproblem bei der Zeilensprungabtastung in Lichipunki-Fernschfilmnbtastern mit steiigcin ßildwcchscl ist. wie gesagt, die Deckung. Wegen der Bewegung des Filmes

ds während des Intervalls zwischen den einzelnen Zeilcnsprüngen muß die Abtastung sehr genau der Filmbewegung folgen, damit sich die beiden Zcilcnsprung-Halbbilder genau decken. Bei der sequentiellen Abtastung

werden dagegen die Zeilen nicht in der Reihenfolge ihrer Wiedergabe auf dem Schirm, sondern in der Reihenfolge ihrer Anordnung auf dem Schirm, d. h. der Reihe nach und nicht alternierend, abgetastet Somit weist das für die sequentielle Abtastung verwendete Abtastraster die doppelte Anzahl von Zeilen (und den halben Zeilenabstand) auf wie das für die Zeilensprungabtastung verwendule Raster; da jedoch die sequentielle Abtastung sich über zwei Fernsehhalbbilder erstreckt, ist die Horizontal- oder Zeilenfrequenz die gleiche. Natürlich müssen, da Heimfernsehempfänger nur für die Verarbeitung von Zeilensprungsignalen eingerichtet sind, die von der sequentiellen Abtastung stammenden Bildinformationszeilen vor der Übertragung in die Zeilensprungform umgesetzt werden. Dies kann durch Speichern des Sequentiell-Signals und Abrufen der einzelnen Zeilen aus der Speicheranordnung in der entsprechenden Reihenfolge geschehen. Im Falle eines Farbfernsehsignal kann diese Operation entweder mit den einzelnen Farbwertsignaien, wie sie bei der Detektion des modulierten Lichtpunktes gewonnen werden, oder nach der Codierung der Signale in herkömnt'icher Weise vorgenommen werden.

Während die sequentielle Abtastmethode zwar das Deckungsproblem löst, da die einzelnen Filmbilder nur je einmal abgetastet werden, ergibt sich für Systeme, die nach der 625/50-Norm (625 Zeilen/50 Teilbilder) arbeiten, ein besonderes Problem bei Verwendung einer Kathodenstrahlröhre als Lichtquelle. Bei Anwendung der sequentiellen Abtastung nach der 625/50-Norm erhält man nämlich, aus dem später anhand der Fig. 1 zu erläuternden Grund, eine nur sehr kleine Abtasthöhe oder Vextikalabiastung auf der Frontplatte der Röhre und eine entsprechend hohe Schirmstromdichte, so daß der Leuchtstoff und die Frontplatte sehr schnei! einbrennen oder verschmoren würden und das Gerät aufgrund der hohen Röhrenkosten unwirtschaftlich würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fernsehfilmabtaster der eingangs genannten Art eine übermäßig hohe Schirmstromdichte und eine daraus resultierende Verringerung der Lebensdauer der Röhre y.u vermeiden.

Kin Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filmbild sequentiell mit einer Zeilenfrequenz, die größer ist als die normgerechte Zeilenfrequenz, und mit einer Vertikalablenkamplitude, die entsprechend größer ist als für die sequentielle Abtastung des Filmbildes mit der normgerechten Zeilenfrequenz nöi ig, abgetastet wird; und daß die Videoverarbeitungsschaltungen eine Anordnung, welche die bei der Abtastung gewonnene elektrische Videoinformation in Zeilensprungform und iuf die normgerechte Zeilenfrequenz umsetzt, enthalten.

Durch die Abtastung mit einer erhöhten Zeilenfrequenz wird, um das Filmbild voll zu ei fassen, eine gewisse Vertikalablenkung nötig, so daß die Stromdichte auf der Frontplatte oder dem Schirm sich entsprechend verringert.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematischc Darstellung,die der Veranschaulichung des Nachteils der sequentiellen Abtastung mil normaler Zcilenfreq'ienz und der durch die Erhöhung der Abtastzeilenfrequenz erzielten Verbesserung dient;

F i g. 2 ein Blockschaltsohema einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtpunkt-Fernsehfilmabtasters; und

F i g. 3 ein Blockschaltschema einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtpunkt-Fernsehfilmabtasters.

Bei der 625/50-Fernsehnorm beträgt die Filmlaufgeschwindigkeit 25 Bilder/sec. Nimmt man an, daß die einzelnen Filmbilder unmittelbar aneinanderstoßen und sich berühren, so bewegt sich jedes Filmbild in '/m Se-

!0 künde um eine Strecke, die gleich ist seiner Höhe. Dies ist in F i g. 1 gezeigt, wo das gestrichelte Rechteck die Lage eines Filmbildes an einer gegebenen Stelle seines Laufweges und das strichpunktierte Rechteck die Lage desselben Filmbildes V25 Sekunde später wiedergeben.

Es sei jetzt angenommen, daß die volle Höhe jedes Filmbildes mit 625 Zeilen sequentiell La V» Sekunde, d. h. mit einer Zeilenfrequenz von 15 625 Hz — der normgerechten Zeilenfrequenz für das 625/50-System —, abgetastet wird, mit Beginn der A^- .-astung, wie in F i g. i gezeigt, jeweils am unteren Bildrcaid bei der gestrichelt dargestellten Lage des Filmbildes.

Unter diesen Voraussetzungen erfolgt natürlich die Vertikalabtastung des Filmbildes vollständig im Zuge des Filmlaufes selbst da das Filmbild in genau der gleichen Zeit wie der Abtaststrahl 625 Zeilen schreibt sich über seine volle Höhe bewegt (in die strichpunktiert dargestellte Lage). Dies bedeutet, daß die erforderliche Vertikalablenkung auf der das Abtastlichtbündel erzeugenden Kathodenstrahlröhre null ist, so daß sich eine Einzeilenabtastung auf der Röhre ergibt

Derzeitige Leuchtstoffe und Glasfrontplatten haben eine geschätzte Lebensdauer von mindestens 20 000 Stunden, doch ist normalerweise die Lebensdauer der Röhre durch Versagen oder Ausfall der Kathode auf einige tausend Stunden beschränkt Bei einem 4 χ 3-Raster mit 20 000 Stunden Schirmlebensdauer würde im Falle einer Einzeilenabtastung die S.romd*:hte auf dem Schirm sich um das 625fache erhöhen und entsprechend die Lebensdauer des Schirmes sich auf 32 Stunden verkürzen. Da dies nicht wirtschaftlich ist muß man, um die Röhrenlebensdauer zu verlängern, die Schirmstromdichte verringern.

Dies geschieht erfindungsgemäß durch Erhöhen der Horizontalablenkfrequenz über den normgerechten Wert hinaus. In diesem Fall erfolgt die Abtastung der 625 Zeilen in weniger als der Normalzeit von '/» Sekunde, und da das Filmbild dann noch nicht seine volle Höhe durchlaufen hat muß man die Vertikalablenkung von null auf einen Betrag erhöhen, der gleich ist der Strecke.

die das Filmbild noch durchlaufen muß, wenn mit den 625 Zeilen seine volle Höhe erfaßt werden soll. Dadurch wire¹ na'ur'tich die Stromdichte auf der Frontplatte der Kathodenstrahlröhre merklich verringert

Dies veranschaulicht Fig. 1, wo das ausgrzogene Rechteck die Lage des Filmbildes am Ende der modifizierten (d. h. mit erhöhter Zeilenfrequenz erfolgenden) Abtastung darstellt, wobei die modifizierte Abtastung von 625 Zeilen am oberen Bildrand endet. In der Praxis kann die Vertikalablenkung des Lichtpunktes über den restlichen Teil der '/25-Sekundenperiode, wahrem) das Filmbild sich aus der ausgezogen in die strichpunktiert dargestellte Lage bewegt, andauern, so daß sich eine Teilabtastung des nächsten Bildes ergibt. Dies ist kein Problem, da die so gewonnene überflüssige Bildinformation in irgendeiner passenden Stufe der Videoverarbeitung nach der Abtastung ausgeblendet oder aber die Kathodenstrahlröhre während dieses restlichen Intervalls dunkelgesteuert werden kann.

Die im Zuge der modifizierten 625-Zcilenabtastung gewonnene Bildinformation ist natürlich in sequentieller statt in Zeilensprungform und hat eine höhere als die normgerechte Horizontalfrequenz, obgleich sowohl die Fernsehbildperiode als auch die Filmgeschwindigkeit den normalen Wert von 25 Bildern/sec haben. Doch ist, wie erwähnt, die Technik der Umwandlung eines sequentiellen in ein Zeilensprungsignal ebenso allgemein bekannt wie die Technik der Rückwandlung der Hori-/ontalfrequenz in den normgerechten Wert von 15 625 Hz gleich 625 Zeilen in '/_2? Sekunde.

In der Praxis kann, da z. B. die Filmbilder nicht, wie oben vorausgesetzt, direkt aneinanderstoßen und/oder die Filmbilder und die Fernsehbilder unterschiedliche Seitenverhältnisse oder Bildformate haben, so daß nur ein Teil der Gesamthöhe jedes Filmbildes abzutasten ist, eine gewisse Vertikalablenkung auch bei Abtastung mit der normgerechten Zeilenfrequenz erforderlich sein. Jedoch ist die in diesem Fall nötige Vertikalablenkung im allgemeinen so klein, daß die Schirmlebensdauer nach wie vor verkürzt ist. Die Erfindung ist selbstverständlich auch in derartigen Fällen von Nutzen, da durch Erhöhen sowohl des Betrages der Vertikalablenkung als auch der Zcilenabtastfrequcnz, so daß sequentiell die gleiche I lohe jedes Filmbildes wie bei Anwendung der normgc- 2^r> rechten Zeilenfrcquenz und einer entsprechend kleinen Vertikalablenkamplitude abgetastet wird, immer noch eine wesentliche Verlängerung der Schirmlebensdauer erzielt werden kann.

F i g. 2 zeigt das Blockschaltschema eines erfindungsgemäßen Lichtpunkt-Fernsehfilmabtasters mit stetigem Bildwechsel und Betrieb nach der 625/50-Fernsehnorm.

In F i g. 2 ist mit 1 der herkömmliche Fernsehstations-Synchronisiergenerator bezeichnet, der für die Synchronisation sämtlicher Bildquellen in der üblichen Weise verwendet wird und nicht als Bestandteil des Fernsehfiimabtastgerätes selbst anzusehen ist. Der Impulsgenerator 2 empfängt von 1 Synchronisierimpulse und erzeugt für die Synchronisation des Vertikalablenkgenerators 3 benötigte 25 Hz-Impulse. Der modifizierte (d. h. mit erhöhter Zeilenfrequenz arbeitende) Horizontalablenkoszillator 4 ist auf den Synchronisiergenerator I ebenso synchronisiert wie der modifizierie Farbträgergenerator 5. so daß der modifizierie Farbtriiger (dessen Frequenz im Verhältnis zur Erhöhung der Zcilcnfrcqucn* erhöht ist) eine konstante Phasenbe/ieluing /u den von 4 erzeugten hori/ontalfrcquenlcn Impulsen einhält. Dies ist für die korrekte Farbcodierung notwendig. Die horizontalfrequenten Impulse vom Horizontalablenkoszillator 4 .synchronisieren den Horizontalablenkgeneratorö.

Der Horizontalablenkgenerator 6 und der Vertikalablenkgenerator 3 in Verbindung mit dem Strahlablenker 7 erzeugen auf der Kathodenstrahlröhre 8 ein Lichtpunktraster, das durch ein Linsensystem 9 auf den Film 10 fokussiert wird. Der Film 10 wird stetig oder kontinuierlich mit einer Laufgeschwindigkeit von 25 Bildern/ see durch einen Servomechanismus bekannter Ausführung (nicht gezeigt), der durch die 25 Hz-Impulse vom I mpulsgenerator 2 gesteuert wird, transportiert Wie anhand der F i g. 1 erörtert, sind die Schaltungseinheiten 3, 6 und 7 so eingerichtet, daß das erzeugte Lichtpunktraster eine über der Norm für das 625/50-System liegende Zeilenfrequenz und eine solche Vertikalablenkhöhe aufweist, daß im wesentlichen die volle Höhe jedes Filmbildes mit 625 Zeilen abgetastet oder erfaßt wird, wobei die Höhe oder der Betrag der Vertikalablenkung größer ist. als für die Erfassung der vollen Höhe jedes Filmbildes mit der normgerechten Zeilenfrcquenz nötig wäre.

Fotozellen M erzeugen Rot·, Grün- und dlau-Vidcosignale (Farbwertsignale), die in bekannter Weise im Videokanal 12 und im Sequcnticll-Farbcodicrcr 13 so behandelt werden, daß ein einzelnes farbcodieries Signal entsteht. Schließlich wird das farbcodiertc Signnl vom Sequcntiell-Zeilensprung- und Hori/ontalfrequenz-Umsetzer 14 in normgerechte 625/50-Form umgesetzt.

Bei der Ausführungsforin mich F i g. 3 sind die meisten Schaltiingscinheitcn die gleichen wie in I·' i g. 2 und brauchen daher hier nicht noch einmal beschrieben zu werden. Der Unterschied zwischen (icη beiden Atisfiihrungsformen besteht darin, daß in Fig. 3 die einzelnen Farbsignale in die 625/50-Norm hinsichtlich Zcilcnfrc· quenz und Zeilensprung vor der Farbcodierung umgesetzt werden. Entsprechend sind drei Sequcntiell-Zeilensprung und Horizontäi'frequenz-umsetzcr i4, nämlich je einer für jedes Farbsignal, sowie ein Norm-Farbcodierer 15. statt des Sequentiell-Codicrers 13 in F i g. 2. vorgesehen.

Hierzu i BIaIl Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster für den Betrieb nach der 625/50-Fernsehnorm, bei welchem aufeinanderfolgende Einzelbilder eines mit 25 Bildera/sec mit kontinuierlicher Bewegung transportierten Kinofilmes rasterförmig mit einem Lichtbündel kleinen Querschnitts optisch abgetastet werden, die dabei dem Lichtbündel aufmodulierte Bildinformation durch einen oder mehrere opto-elektronische Detektoren in ein entsprechendes elektrisches Vidiosignal umgewandelt wird und aus der elektrischen Videoinformation mit Hilfe von Videoverarbeitungsschaltungen ein Fernsehsignal gewonnen wird, in welchem aufeinanderfolgende Gruppen von je zwei TV-Zeilensprung-Halbbildern die von der Abtastung entsprechender aufeinanderfolgender Filmbilder stammende Bildinformation enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filmbild sequentiell mit einer Zeilenfrequenz, die größer ist als die normgerechte Zeilenfrequenz, und mit einer Venikalablenkamplilude. die entsprechend größer ist als für die sequentielle Abtastung mit der normgerechten Zeilenfrequenz nötig, abgetastet wird; und daß die Videoverarbeitungsschaltungen (12-14, F i g. 2; 12-15, F i g. 3) eine Anordnung (14), welche die bei der Abtastung gewonnene elektrische Videoinformation in Zeilensprungform und auf die normgerechte Zeilenfrequenz umsetzt, enthalten.

2. Lichtpunkt-Frensehfilmabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekinnzeii jnet, daß die dem Lichtbündel aufmodulierte Information in mehrere Farbwertsignale (R, C, B) umgew .ndelt wird, die vor der Farbcodierung zu einem einzigen Signal einzeln in die Zeiiensprungform und auf die normgerechte Zeilenfrequenz umgesetzt werden.

3. Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Lichtbündel aufmodulierte Information in mehrere Farbwertsignale (R. C. B)umgewandelt wird, die vor der Umsetzung in die Zeilensprungform und auf die normgerechte Zeilenfrcquenz /u einem ein/igen Signal farbcodiert werden.