DE3010978C2 - Schaltungsanordnung zur Beseitigung der Spur eines Spitzlichtes bei der Aufnahme eines Bildes mit einer Fernsehaufnahmeröhre - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Zum Betrieb von Fernseh-Bildaufnahmeröhren werden elektrische Erscheinungen ausgenutzt, die sich ergeben, wenn Licht eines Bildes auf die lichtempfindliehe Oberfläche einer Speicherplatte (»Target«) trifft. Das Target stellt einen Kondensator dar, der durch einen abtastenden Elektronenstrahl auf das Potential der Kathode der Röhre aufgeladen wird. Das Licht des Bildes entlädt diesen Kondensator, und der das Target in einem vorbestimmten Muster abtastende Elektronenstrahl lädt den Kondensator wieder neu auf das Kathodenpotential auf. Durch Messung des Stroms, der während der Wiederaufladung mit dem Elektronenstrahl zum Target fließt, und mit Kenntnis des Abtastmusters ist es möglich, das in die Röhre projizierte Bild wiederzugeben. Das Maß, um welches das Target jeweils nachgeladen wird, ist durch den Strom des Elektronenstrahls bestimmt: je stärker der Strahlstrom ist, desto mehr wird nachgeladen. Der μ Elektronenstrahlstrom wird durch die Spannung am Steuergitter der Röhre, die sogenannte Gl-Spannung, bestimmt. Eine Erhöhung der Gl-Spannung führt zu höherem Strahlstrom und somit zur Möglichkeit einer vermehrten Nachladung.

Die GI-Spannung wird normalerweise so eingestellt, daß der Elektronenstrahl im Verlauf einiger weniger Abtastungen so viel Ladung nachfüllen kann, wie durch ein Bild einer Szene normaler Helligkeitswerte entladen worden ist. Da Kondensator-Zeitkonstanten wirksam sind, lädt der Elektronenstrahl die »Kondensatoren« des Targets bei einer einzelnen Abtastung auf etwa 70% des Kathodenpotentials nach. Die nachfolgende Abtastung bringt eine Nachladung um etwa 70% der restlichen Potentialdifferenz. Somit werden nach nur einigen wenigen Abtastungen die Kondensatoren praktisch auf Kathodenpotential nachgeladen sein. Wenn jedoch Szenen aufgenommen werden, die Stellen mit sehr hoher Helligkeit (sogenannte Glanz- oder Spitzlichter) enthalten, etwa wenn die Kamera direkt in eine helle Lichtquelle oder in die Sonne blickt, dann kann das Target an den betreffenden Bildstellen so weit entladen werden, daß das Potential des Elektronenstrahls nicht ausreicht, um eine vollständige Wiederaufladung selbst mit wiederholten Abtastungen zu bewirken. Falls sich die Kamera oder die Szene bewegt, verschmieren die hellen, nicht wiederaufladbaren Flecken auf dem Bild zu herumwandernden Spuren, was den sogenannten »Kometenschweif-Effekt« ergibt.

Um diesen Kometenschweif-Effekt zu beseitigen, muß die Gl-Spannung und damit der Strahlstrom auf einen Wert erhöht werden, der ausreicht, das Target während der Dauer einiger weniger Abtastperioden wieder auf Kathodenpotential nachzuladen. Zur Unterdrückung von Kometenschweif-Effekten könnte man den Strahl ständig mit einem Strom betreiben, der so hoch ist, daß die Nachladung an eventuell auftretenden Spitzlichtern in jedem Fall gewährleistet wird. Ein solches Vorgehen ist jedoch aus mehreren verschiedenen Gründen nicht zweckmäßig. Zum einen wird durch diese Maßnahme viel mehr Energie verbraucht. Zum anderen wird bei erhöhtem Strahlstrom auch die Ausdehnung des Abtastflecks größer, wodurch sich die Auflösung der Röhre vermindert. Ein weiterer Grund zum Vermeiden längerwährender Perioden erhöhten Strahlstroms ist das Bemühen um Vergrößerung der Lebensdauer der Röhre. Starke Strahlströme können diese Lebensdauer wesentlich verkürzen und sogar die Röhre schädigen. Weitere Hintergrundinformationen über den Betrieb von Bildaufnahmeröhren und eine Diskussion der mit Spitzlichtern zusammenhängenden Probleme finden sich in der US-PS 36 10 823.

Es sind mehrere Methoden bekannt, um den Strahlstrom nur beim Vorhandensein eines Spitzlichts im Bild zu erhöhen und ihn während der restlichen Abtastung auf dem niedrigeren, normalen Wert zu lassen, jedoch bleiben dabei viele der sich bei Spitzlichtentladungen ergebenden Probleme ungelöst. So wird z. B. in der oben erwähnten US-PS 36 10 823 angeregt, eine der Bildaufnahmeröhren der Kamera ständig mit erhöhtem Strahlstrom zu betreiben. Wenn das Bildausgangssignal dieser Röhre einen Schwellenwert überschreitet, wird ein Steuersignal erzeugt, das den Strahlstrom der anderen Röhren erhöht. Dabei muß man aber die verminderte Auflösung und die verkürzte Lebensdauer hinsichtlich der mit erhöhtem Strahlstrom betriebenen Röhre in Kauf nehmen. Bei anderen bekannten Methoden wird der Strahlstrom beim Fühlen eines Spitzlichts ohne Berücksichtigung von dessen speziellem Helligkeitswert auf einen hohen Pegel angehoben. Dies kann zu Schwingungserscheinungen in

den verwendeten Schaltungen und zur Verminderung des Auflösungsvermögens der Röhre führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der bekannten Kompensationsschaltungen, derart, daß die Auflösung und Lebensdauer der Kameraröhren nicht beeinträchtigt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die vom Ausgang der Bildaufnahmeröhre ein elektrisches Signal ableitet, das eine Spitzlicht-information enthält Eine Signalformerschaltung erzeugt aufgrund dieses Signals ein Steuersi- '⁵ gnaL welches einem Strahlstrom-Stabilisierer derart zugeführt wird, daß der Strahlstrom zum »Entladen« des Spitzlichts ansteigt ohne durch den Strahlstrom-S'abilisierer daran gehindert zu werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Unterdrücken der Effekte von SpitzJichern;

F i g. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Spannung des Steuergitters und dem Videoausgangssignal einer Bildaufnahmeröhre;

F i g. 3 zeigt das Schaltbild eines bekannten Elektronenstrahl-Stabilisierers; ^M

F i g. 4 zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des bekannten Elektronenstrahl-St&bilisierers.

Die in F i g. 1 insgesamt mit 20 bezeichnete Schaltung zum Behandeln von Spitzlichtern umfaßt eine Fernseh-Bildaufnahmeröhre 21 und eine Signaierzeugungsschaltung 22. Verfahren und Schaltungsanordnungen, die dazu dienen, Spitzlichter im aufgenommenen Bild zu behandeln und unter Kontrolle zu halten, werden von verschiedenen Herstellern mit unterschiedlichen Kurz- ^M) bezeichnungen benannt, unter anderem mit ACT (Anti-Comet-Tail, was soviel wie »Anti-Kometenschweif« bedeutet), ABO (Automatic Beam Operation, was etwa mit »Strahlstromautomatik« zu übersetzen wäre) und CTS (Comet Tail Suppression, d.h. »Kometenschweif-Unterdrückung«). Die Funktion aller dieser Systeme besteht darin, die Bildfläche der Aufnahmeröhren im Verlauf der Dauer einiger weniger Abtastungen des Elektronenstrahls vollständig auf Kathodenpotential aufzuladen und dadurch unerwünschte Effekte zu beseitigen, die sich ergeben können, wenn die Röhrenbildfläche nach der Abtastung durch den Elektronenstrahl nicht vollständig wiederaufgeladen vorden ist.

Die Bildaufnahmeröhre 21 enthält eine Targetclek- ^M trode 23 und eine Kathode 24, die an gegenüberliegenden Enden der Röhre 21 angeordnet sind. Ein Steuergitter 25 (Gl-Elektrode) und ein Beschleunigungsgitter 26 (G2-Elektrode) sind innerhalb der Röhre 21 zwischen der Targetelektrode 23 und der Kathode 24 ^b0 angeordnet. Die Kathode 24 wird auf eine Temperatur geheizt, bei welcher sie Elektronen aussendet. Löcher in den Gittern 25 und 26 dienen zur Formung eines Elektronenstrahls 28, der zur Abtastung der Targetelektrode 23 verwendet wird. Die Energie des Elektronen- ^fa5 Strahls 28 wird durch die Spannung am Steuergitter bestimmt.

Die Röhre 21 enthält außerdem herkömmliche Einrichtungen (nicht dargestellt) zur Strahlablenkung und -fokussierung. Ferner ist ein Strahlstabilisierer 27 vorgesehen, der elektrisch mit dem Steuergitter 25 und dem Beschleunigungsgitter 26 verbunden ist Der Strahlstabilisierer 27 hält den Elektronenstrahlstrom ungeachtet äußerer Änderungen der Steuergitterspannung und des Beschleunigungsgitter-Stroms konstant Er ist mit Eingängen 30 und 31 versehen.

Ein Vorverstärker 32 verstärkt das Videoausgangssignal der Röhre 21. Der Eingang des Vorverstärker s 32 ist elektrisch mit der Targetelektrode 23 der Röhre 21 verbunden. Das Videoausgangssignal wird in der nachstehend beschriebenen Weise erzeugt Der Photoleiter der Targetelektrode bildet Myriaden von Kondensatoren oder kapazitiven Zonen, die durch Wirkung des abtastenden Elektronenstrahls auf das Poiential der Kathode aufgeladen werden. Das von einem aufgenommenen Bild auf die Targetelektrode faulende Licht entlädt die kapazitiven Zonen der Targetelektrode. Das Maß der jeweiligen Entladung ist proportional zur Intensität des auf die Elektrode fallenden Lichts. Die entladenen kapazitiven Zonen der Targetelektrode 23 bilden in ihrer Verteilung ein Muster, das der Lichtverteilung der aufgenommenen Szene entspricht. Bereiche höherer Lichtintensität entladen die Elektrode in größerem Maß. Auf der Targetelektrode 23 entsteht also ein ,Bild«, dessen Muster dem von der Kameralinse gesehenen optischen Bild gleicht, wobei die jeweiligen Lichtwerte durch das Maß der Entladung der Elektrode 23 dargestellt sind.

Der abtastende Elektronenstrahl 28, der ein Strom negativ geladener Teilchen ist, trifft in einem vorbestimmten Muster auf die Targetelektrode 23, wobei er die Photoleiterfläche der Elektrode wieder auflädt. Das Abtasten durch den Elektronenstrahl bewirkt, daß ein Strom von der Targetelektrode 23 zum Vorverstärker 32 fließt. Dieser fließende Strom stellt ein Signal mit sich ständig ändernder Amplitude dar, wobei diese Amplitude proportional dem Betrag des entladenen Elektrodenpotentials ist, der seinerseits direkt proportional der Helligkeit der aufgenommenen Szene ist.

Der Betrag oder die Menge der Ladung, die von dem abtastenden Elektronenstrahl wieder nachgefüllt werden kann, ist proportional dem Elektronenstrahlstrom, der seinerseits proportional der an das Steuergitter 25 gelegten Spannung (Gl-Spannung) ist. Der Elektronenstrahlstrom wird typischerweise so eingestellt, daß er einen Bereich, der um ein Maß entsprechend dem Licht normalen Helligkeitswerts entladen worden ist, voll wiederaufladen kann, zuzüglich eines Reservefaktors.

Der Reservefaktor beträgt häufig 100 Prozent der normalen Helligkeit, d. h. der Elektronenstrahl ist fähig, einen Bildbereich, dessen Helligkeitswert doppelt so hoch wie die normale Helligkeit ist, wieder aufzuladen. Während des Kamerabetriebs liegen die Lichtwerte der aufgenommenen Szenen meistenteils niedriger als das Zweifache der normalen Bildhelligkeit. Es kann jedoch vorkommen, daß helle Lichter oder direktes Sonnenlicht oder durch stark reflektierende Objekte verursachte helle Bereiche die Targetelektrode so weit entladen, wie es einem Helligkeitswert vom Zehnfachen der normalen Bildhelligkeit entspricht. Es ist zweckmäßig, den Strahlstrom nur dann zu erhöhen, wenn es notwendig ist, einen stark entladenen Bereich wieder aufzuladen. Während bei manchen bekannten Systemen ein erhöhter Strahlstrom während des Rücklaufs der Abtastung verwendet wird, zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, den Strahlstrom nur während der

Hinlaufintervalle der Abtastperioden zu erhöhen. Das Videoausgangssignal von der Targetelektrode 23 wird analysiert, um Informationen über eventuelle Spitzlichter zu erhalten, die dann dazu herangezogen werden, Signale zu erzeugen, welche den Strahlstrom genügend "> weit zur Wiederaufladung eines von Spitzlicht getroffenen Bereichs zu erhöhen.

In der Fi g. 1 ist eine signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 dargestellt, die folgende Teile aufweist: einen Verstärker 33, dessen Eingang mit dem Ausgang κι des Vorverstärkers 32 verbunden ist; eine Klemmschaltung 34, deren Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 33 verbunden ist; einen Schwellendetektor 35, dessen Eingang mit dem Ausgang der Klemmschaltung 34 verbunden ist, und einen verstellbaren Begrenzer 36, dessen Eingang mit dem Ausgang des Schwellendetektors 35 verbunden ist.

Das verstärkte Videoausgangssignal des Vorverstärkers 32 wird im Verstärker 33 weiter verstärkt. Die Klemmschaltung 34 klemmt das Videoausgangssignal auf einem vorbestimmten Schwellenwert. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, wo der Strahlstrom so eingestellt worden ist, daß er eine genügende Reserve zur Wiederaufladung eines Spitzlichtbereichs vom Zweifachen der normalen Helligkeit hat, sei der besagte Schwellenwert auf ein Niveau eingestellt, das einem Videoausgangspegel von ungefähr dem Anderthalbfachen der normalen Bildhelligkeit entspricht. Der Schwellenwert muß niedriger liegen als das dem maximalen normalen Strahlstrom entsprechen- jo de Niveau. Das Ausgangssignal des Schwellendetektors 35 enthält alle diejenigen Signalkomponenten, die Spitzlichtern oberhalb des eingestellten Schwellenwerts entsprechen. Um dies zu erreichen, wird das gesamte Videosignal nach unten vorgespannt, so daß der geklemmte Pegel niedriger ist als der Schwellenwert des Schwellendetektors 35. Der Schwellendetektor 35 spricht nur auf oberhalb des Schwellenwerts liegende Signalteile an, die einem Videoausgangssignal vom Anderthalbfachen der normalen Bildhelligkeit entsprechen. Somit reagiert der Schwellendetektor 35 nur auf Spitzlichisignale, die nahe an die Grenze der Wiederaufladefähigkeit des abtastenden Elektronenstrahls kommen.

Die Ausgangsgröße des Sehwellendetektors ist ein Signal, das nur Spitzlichtinformationen enthält. Die Amplitude dieses Signals ändert sich abhängig von der Helligkeit der jeweiligen Spitzlichter. Dieses Spitzlicht-Anzeigesignal wird dem Eingang des verstellbaren Begrenzers 36 angelegt. Durch Einstellung des Begrenzers 36 kann das Spitzlicht-Anzeigesignal auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzt werden. Dieser Maximalwert entspricht einem Spitzlicht das einen speziellen Helligkeitswert hat Welcher Maximalwert am Begrenzer 36 eingestellt wird, hängt von der Natur und dem Typ der verwendeten Bildaufnahmeröhren ab. Bei bestimmten Röhrentypen besteht extrem starke Gefahr, daß sie in Schwingung geraten oder beschädigt werden, wenn der Elektronenstrahlstrom bestimmte Grenzen überschreitet Wenn also der Strahlstrom so w weit erhöht wird, daß ?r einen Spitzlichtbereich wieder aufladen kann, an dem die Bildhelligkeit höher als ein bestimmter Wert liegt, dann sind unter Umständen Schwingungen oder Beschädigungen der Röhre zu befürchten. Aus diesem Grund wird der Begrenzer 36 so eingestellt daß der Maximalwert des Spitzlicht-Anzeigesignals niedriger liegt als derjenige Helligkeitswert, bei dessen wirklicher Berücksichtigung die Röhre ins Schwingen geraten oder beschädigt werden könnte. Für den Saticon-Röhrentyp liegt dieser Wert bei ungefähr dem Zehnfachen der normalen Helligkeit, für den Plumbicon-Röhrentyp etwa beim Achtfachen. Der Begrenzer 36 stellt sicher, daß der Elektronenstrahlstrom nicht über eine vorbestimmte Stärke hinaus ansteigt, und zwar auch dann nicht, wenn ein Spitzlicht erscheint, dessen Helligkeit stärker ist als es dem bei dieser Begrenzereinstellung vorhandenen Nachladevermögen entspricht.

Die signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 enthält ferner einen Verstärker 37, der ein nicht-lineares Rückkopplungsnetzwerk 40 zwischen seinem Ausgang und seinem Eingang aufweist. Der Eingang des Verstärkers 37 ist mit dem Ausgang des Begrenzers 36 verbunden. Der Verstärker 37 empfängt also das Spitzlicht-Anzeigesignal vom Begrenzer 36 und erzeugt ein Signal, das den Elektronenstrahlstrom abhängig vom Spitzlicht-Anzeigesignal erhöht.

Der Verstärker 37 und das nicht-lineare Rückkopplungsnetzwerk 40 bilden eine signalformende Einrichtung, deren Arbeitsweise nachfolgend beschrieben wird. Die F i g. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Spannung am Steuergitter 25 (Gl-Spannung) und dem Videoausgangspegel von der Targetelektrode 23. Diese Beziehung ist mit der durchgezogenen Kurve 41 dargestellt. Da die Gl-Spannung direkt proportional dem Elektronenstrahlstrom ist, zeigt die F i g. 2 ungefähr auch die Beziehung zwischen dem Strahlstrom und dem Videoausgang.

Wie man in der graphischen Darstellung erkennt, ist der obere Teil der Kurve 41 scharf nach oben gebogen, was anzeigt, daß weitere Erhöhungen der Gl -Spannung keine wesentliche Erhöhung des Videoausgangssignal mehr zeigen. Dieser Bereich ist es, wo Schwingungen und Beschädigungen in der Röhre auftreten können, und daher ist es wichtig, die Röhre mit einer Gl-Spannung zu betreiben, die tiefer als dieser Bereich liegt. Der Punkt 42 auf der Kurve 41 zeigt ungefähr die zu empfehlende obere Grenze, entsprechend einem mit dem Punkt 43 gegebenen Wert der Gl-Spannung und entsprechend einem mit dem Punkt 44 gegebenen Wert des Videoausgangspegels. Der Punkt 44 entspricht dem Maximalwert der Spitzlicht-Helligkeit, für den eine Wiederaufladung durch den Elektronenstrahl bei einer bestimmten Röhre noch stattfinden kann. Wie oben erwähnt ist dieser Wert für Plumbicons ungefähr gleich dem Sechs- bis Zehnfachen der normalen Helligkeit und für Saticons dem Zehn- bis Zwanzigfachen der normalen Helligkeit Für alle Spitzlichter, die in Wirklichkeit heller sind als diese Grenzwerte, wird das jeweils betreffende Spitzlicht-Anzeigesignal durch den Begrenzer 36 entsprechend vermindert Der Punkt 45 auf der Kurve 41 zeigt diejenige Stelle an, die während normalen Strahlbetriebs erreicht werden kann. Der Punkt 46 gibt die maximale Gl-Spannung an, die für die Bildaufnahmeröhre während des Normalbetriebs zur Verfügung steht Eine Gl-Spannung mit einem dem Punkt 46 entsprechenden Wert führt zu dem mit dem Punkt 47 angegebenen Videoausgangspegel. Wie weiter oben erwähnt entspricht dieser Videoausgangspegel einer Bildhelligkeit vom Zweifachen des normalen Helligkeitswerts. Am Punkt 46 ist also auch die maximale Reserve des Strahlstroms ausgeschöpft Alle Spitzlichter, die so hell sind, daß der betreffende Videoausgangspegel höher ist als der mit dem Punkt 47 gegebene Pegel, erfordern eine Gl-Spannung, die größer ist als der mit dem Punkt 46 gegebene Wert Da

der Punkt 46 der maximal verfügbaren GI-Spannung entspricht, würden im Schaubild nach F i g. 2 alle Punkte für höhere als dem Punkt 47 entsprechende Videoausgangspegel an irgendwelche Orte unterhalb der Kurve 41 fallen. Weil nicht genügend Strahlstrom zur vollständigen Wiederaufladung solcher Bildstellen verfügbar ist, deren Videoausgangssignal höher liegt als es dem Punkt 47 entspricht, ist jeder für eine bestimmte G!-Spannung und einen bestimmten Videoausgangspegel geltender Ortspunkt, der unterhalb der Kurve 41 liegt, gleichbedeutend mit der Tatsache, daß eine Bildstelle nach Abtastung durch den Elektronenstrahl entladen bleibt. Es ist daher wichtig, die GI-Spannung so weit zu erhöhen, daß für jeden Bildpunkt die Werte von Videoausgangspegel und Gl-Spannung einen Koordinatenpunkt in Fig.2 definieren, der auf oder oberhalb der Kurve 41 zu liegen kommt, damit eine vollständige Wiederaufladung von Spitzlichtentladungen gewährleistet ist. Es ist aber auch festzuhalten, daß jeder Punkt, der weit oberhalb der Kurve 41 liegt, mehr Gl-Spannung und somit mehr Strahlstrom bedeutet als zur Wiederaufladung der betreffenden Bildstelle notwendig ist. Übermäßiger Strahlstrom kann jedoch das Auflösungsvermögen der Röhre vermindern und die Lebensdauer der Röhre verkürzen.

Die in F i g. 2 mit der gestrichelten Linie 50 gezeigte Kurve stellt eine praktische ideale Kennlinie für die Erhöhung der Gl-Spannung abhängig von der Erhöhung des Videoausgangspegels dar. Man erkennt, daß die Kurve 50 dicht dem Verlauf der Kurve 41 folgt, wenn auch etwas nach oben verschoben, um eine vollständige Wiederaufladung von Spitzlichtentladungen zu garantieren.

Das nicht-lineare Rückkopplungsnetzwerk 40 ist so ausgelegt, daß sich die wirkliche Kennlinie so nahe wie möglich an die Kurve 50 annähen. Daher folgt das Ausgangssignal des Verstärkers 37 praktisch der Kurve 50 und erzeugt ein Signal, welches die Gl-Spannung um ein passendes Maß auf der Grundlage der eingangsseitigen Information des Spitzlicht-Anzeigesignals und der intern gebildeten Kennlinie 50 zu erhöhen. Wie man in F i g. 1 erkennt, wird das Ausgangssignal des Verstärkers 37, das den Strahlstrom zur Unterdrückung des Spitzlichteffekts erhöht, gleichzeitig an die zur Rot-Bildaufnahmeröhre führende Leitung 51, an die zur Blau-Bildaufnahmeröhre führende Leitung 53 und an die Leitung 52 legt, die ihrerseits mit dem Eingang 30 des Strahlstabilisierers 27 verbunden ist. Dadurch, daß das Videoausgangssignal nur einer Bildaufnahmeröhre als Information zur Steuerung der Unterdrückung von Spitzlichteffekten in allen drei Bildaufnahmeröhren einer Farbfernsehkamera verwendet wird, lassen sich Größe und Gewicht der Kamera reduzieren. Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 in Verbindung mit der Grün-Bildaufnahmeröhre einer Dreiröhren-Farbfernsehkamera zu betreiben. Die Grün-Röhre wurde deswegen ausgesucht, weil die stärkste Signalkomponente des Gesamt-Videoausgangssignals gewöhnlich vom Ausgang dieser Röhre kommt Wenn ein Spitzlicht an der Grün-Bildaufnahmeröhre geführt wird, werden jedoch die Strahlströme in allen drei Bildaufnahmeröhren gleichzeitig erhöht Die zu der Rot- und der Blau-Bildaufnahmeröhre führenden Leitungen 51 und 53 sind jeweils mit einem der betreffenden Röhre zugeordneten Strahlstabilisierer verbunden, so wie die Leitung 52 mit der Eingangsleitung 30 des Strahlstabilisierers 27 verbunden ist.

Um dem Fall Rechnung zu tragen, daß ein in der Rot-oder der Blau-Bildaufnahmeröhre sich stärker äußerndes Spitzlicht in der Grün-Aufnahmeröhre fehlt, ist es natürlich auch möglich, jeder einzelnen Bildaufnahmeröhre ein gesondertes, unabhängiges System zur Behandlung von Spitzlichtern zuzuordnen. Dies würde eine zusätzliche signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 auch für jede der beiden anderen Bildaufnahmeröhren erfordern, womit die Größe und das Gewicht der Kamera größer werden würde.

Es ist auch möglich, unter Verwendung nur einer einzigen signalerzeugenden Schaltungsanordnung 22 eine quasi-unabhängige Spitzlichtbehandlung für alle drei Bildaufnahmeröhren vorzusehen. Dies erreicht man dadurch, daß man das Ausgangssignal des Vorverstärkers von allen drei Bildaufnahmeröhren auf Eingänge eines nicht-additiven Mischers gibt. Der nicht-additive Mischer fragt die Vorverstärkerausgänge ab und wählt den jeweils höchsten Signalpegel für die Verarbeitung in der Schaltungsanordnung 22 aus. Die Strahlströme aller drei Röhren werden nach wie vor gleichzeitig durch das einzige Ausgapgssignal des Verstärkers 37 gesteuert, die Verwendung des nicht-additiven Mischers garantiert aber, daß die Strahlströme der Röhren beim Auftreten von Spitzlichtern jeder beliebigen Farbe erhöht werden. Bei dieser Methode wird aber ebenfalls das Gewicht der Kamera erhöht und zusätzlicher Raum für Bauteile benötigt. Da die Anforderungen an die räumliche Kompaktheit und die: Leichtigkeit einer Kamera sehr streng sind, wird in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung nur das Ausgangssignal der Grün-Bildaufnahmeröhre dazu verwendet, die Signale zur Spitzlicht-Nachladung für alle drei Röhren zu erzeugen.

Der Verstärker 37 erzeugt auch ein Neutraiisierungs- oder Steuersignal, das gleichzeitig allen Bildaufnahmeröhren angelegt wird, und zwar über die zur Rot-Röhre führende Leitung 54, die zur Blau-Röhre führende Leitung 56 und die Leitung 55, die mit einem Eingang 31 des Strahlstabilisierers 27 verbunden ist. Die Leitungen 54 und 56 sind in ähnlicher Weise mit Strahlstabilisierern für den Rot- bzw. den Blaustrahl verbunden. Das Neutraüsierungssignal wird von dem die Spitzlicht-Nachladung bewirkenden Steuersignal abgeleitet und hat ähnliche Wellenform, jedoch entgegengesetzte Polarität und geringere Amplitude. Der Zweck und die Arbeitsweise des Neutralisierungssignals wird nachstehend in Verbindung mit dem Strahlstabilisierer beschrieben.

Der Strahlstabilisierer ist so ausgelegt, daß der den Strahlstrom unabhängig von der Spannung am Steuergitter und von dem über das Beschleunigungsgitter fließenden Strom konstant hält. Der Strahlstabilisierer sorgt also dafür, daß das Videoausgangssignal für vergleichbare Lichtpegel gleichmäßig hoch ist, auch wenn sich verschiedene Röhrenparamater infolge Alterung oder Gebrauchs ändern.

In der F i g. 3 ist eine typische Strahlstabilisierungsschaltung 57 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Schaltung 57 ist über Anschlüsse 60 und 61 mit dem Steuergitter Gl bzw. dem Beschleunigungsgitter G2 einer typischen Fernseh-Bildaufnahmeröhre verbunden. Der Strom des Beschleunigungsgitters G2 ist durch den Strahlstrom bestimmt Zwei Widerstände 62 und 63, ein veränderbarer Widerstand 64 und eine Spannungsquelle 65 dienen zur Bereitstellung eines Bezugsspannungswerts, der so eingestellt wird, daß sich der gewünschte Strahlstrom ergibt

Wenn der Strahlstrom abnimmt, vermindert sich auch

der Beschleunigungsgitterstrom. Die G! -Spannung muß also ansteigen, um diese Abnahme zu kompensieren, und so wird der Strahlstrom wieder auf seinen gewünschten oder Sollwert erhöht. Steigt der Strahlstrom über diesen Sollwert hinaus an, dann erhöht sich auch der G2-Strom, und entsprechend wird die Gl-Spannung vermindert, um den Strahlstrom wieder auf seinen Sollwert sinken zu lassen.

Man wird erkennen, daß ein Strahlstabilisierer dieses Typs mit der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Spitzlichteffekten nicht kompatibel ist. Wenn die Gl-Spannung erhöht wird, um den zur Nachladung einer von Spitzlicht getroffenen Stelle benötigten Strahlstrom zu liefern, steigt auch der G2-Strom an, was den Strahlstabilisierer dazu bringt, die Gl-Spannung und somit den Strahlstrom zu reduzieren. Der Sirahislabilisierer nach F i g. 3 wirkt also dem Betrieb der zur Behandlung von Spitzlichterscheinungen vorgesehenen Schaltungsanordnung entgegen.

In Fig.4 ist ein erfindungsgemäß abgewandelter Strahlstabilisierer 27 dargestellt, der elektrisch mit dem Gl-Gitter 25 und dem G2-Gitter 26 der Grün-Bildaufnahmeröhre 21 einer Fernsehkamera verbunden ist.

Der Strahlstabilisierer 27 enthält einen Transistor 66, dessen Kollektor über eine Zenerdiode 67 mit dem G1 -Gitter 25 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 66 ist über einen Widerstand 70 mit dem G2-Gitter 26 verbunden. Die Basis des Transistors 66 ist an ein Netzwerk zur Erzeugung einer Referenzspannung angeschlossen, die durch einen Widerstand 71, einen Widerstand 72, einen veränderbaren Widerstand 73 und eine Spannungsquelle 74 bestimmt wird. Parallel zum Widerstand 71 ist eine Diode 75 geschaltet, deren Anode mit der Basis des Transistors 66 verbunden ist. Zwischen der Kathode der Diode 75 und der Spannungsquelle 74 liegt ein Kondensator 76.

Die mit dem Gl-Gitter 25 gekoppelte Eingangsleitung 30 stellt den Eingang für das Steuersignal zur Spitzlicht-Nachladung dar. Die mit der Basis des Transistors 66 gekoppelte Eingangsleitung 31 ist der Eingang für das oben erwähnte Neutralisierungssignal. Im Zuge der Eingangsleitungen 30 und 31 liegen Kondensatoren 77 und 78 zur Wechselstromkopplung des Strahlstabilisierers 27 an die auf den genannten Leitungen 30 und 31 ankommenden Signale. Das Signal auf der Eingangsleitung 30 ist das Steuersignal für die Spitzlichtbehandlung (»Nachlade-Steuersignal«) in der Grün-Bildaufnahmeröhre, das von der Ausgangsleitung 52 des Verstärkers 37 kommt. Das Signal an der Eingangsleitung 31 ist das Neutralisierungssignal von der Ausgangsleitung 55 des Verstärkers 37.

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Steuersignal w.rd dem Gl-Gitter 25 angelegt, wodurch der Strahlstrom zur Nachladung der von Spitzlicht getroffenen Stelle erhöht wird. Die Ansprechzeit der gesamten Spitzlicht-Behandlungsschaltung 20 ist ziemlich kurz, die Signalanstiegszeit liegt in der Größenordnung von 0,2 Mikrosekunden. Hiermit ist es möglich, eine von Spitzlicht verursachte Entladung während derselben Zeilenabtastung, in der der sie erstmals bemerkt wurde, nachzuladen. Der 0,2 Mikrosekunden einnehmende Teil der Spitzstelle, der vom Elektronenstrahl vor der Strahlstromerhöhung überstrichen wurde, wird infolge der durch die Strahlstromerhöhung vergrößerten Ausdehnung des Abtastflecks mit nachgeladen.

Das auf der Leitung 31 erscheinende Neutralisierungssignal wird auf die Basis des Transistors 66 gekoppelt. Dieses Signal ändert den Bezugsspannungwert im Strahlstabilisierer, damit der Stabilisierer auch dann ,zufriedengestellt« bleibt, wenn das auf der Leitung 30 erscheinende Nachlade-Steuersignal auf die G!-Elektrode gekoppelt wird.

ι» Der Bezugsspannungswert wird so geändert, daß Erhöhungen des G2-Stroms infolge der durch das Nachlade-Steuersignal verursachten Strahlstromerhöhungen nicht zu einem entsprechenden Absinken der Gl-Spannung führen, denn der Bezugsspannungswert

^|r> bleibt relativ zum G2-Strom konstant. Es ist die lange Ansprechzeit des Strahlstabilisierers, weiche d.? Verwendung sowohl eines Nachiade-Steuersignais als auch eines Neutralisierungssignals notwendig macht. Ein einziges Signal, welches den Bezugsspannungswert des Strahlstabilisierers änderte, würde eine kompensierende Änderung der Gl-Spannung bewirken. Der Strahlstrom würde zwar ansteigen, jedoch wäre dieser Anstieg zu langsam, um die Spitzlichtstelle nachzuladen. Die Diode 75 beseitigt das Problem der Signalabsakkung beim Erscheinen von Spitzlichtern, die mit großer Stärke oder großem Tastverhältnis auftreten. Ohne vorhandene Diode 75 würden sich die Koppelkondensatoren 77 und 78 und der Kondensator 76 sowie der Filterkondensator 80 während starker oder mit großem

^m Tastverhältnis erscheinender Spitzlichter (etwa wenn die Kamera länger auf ein großes helles Objekt gerichtet ist) langsam aufladen. Eine Aufladung dieser Kondensatoren hat zur Folge, daß die Amplitude der Signale auf den Leitungen 30 und 31 geringer wird oder »absackt«, und dies würde dazu führen, daß die Stellen, wo diese Spitzlichter erschienen sind, nur zum Teil wieder aufgeladen wurden. Außerdem würde die Spannung auf den Leitungen 30 und 31 um ein Maß herabgedrückt, das gleich ist dem Mittelwert der auf das Spitzlicht folgenden Signalspannung. Dies würde bedeuten, daß das System auf kleine Spitzlichter, die einem großen Spitzlicht folgen, nicht mehr empfindlich genug anspricht und daß unter Umständen auch nicht mehr genug Strahlstrom zur Verfügung gestellt wird, um Bildbereiche normaler Helligkeit nachzuladen.

Die Diode 75 klemmt das von der Leitung 31 kommende Signal auf den Bezugsspannungswert des Strahlstabilisierers. Dies bewirkt eine miulere Spannung, welche sich mit der Bezugsspannung addiert Wesentlich hierfür ist dasjenige Maß, das zur Kompensierung des Absackens der Spannung an der Gl-Elektrode 25 erforderlich ist. Die Spannung ist nicht gleich der Spännungsäbsäcküng an der G!-Elektrode. Sie unterscheidet sich davon um ein von der Verstärkung des Strahlstabilisierers abhängiges Maß.

Es ist wichtig zu erwähnen, daß dieser Mechanismus gleichermaßen gut bei Spitzlichtern jedes beliebigen Tastverhältnisses wirkt und daß die Ansprechempfindlichkeit des Systems auf kleine Spitzlichter, die großen

^bl) Spitzlichtern folgen, bewahrt wird.

Die vorstehend beschriebene modifizierte Strahlstabilisiererschaltung wird an allen drei Bildaufnahmeröhren vorgesehen, auch wenn die Eingangssignale nur von der Grün-Bildaufnahmeröhre abgeleitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Beseitigung der Spur eines Spitzlichtes bei der Aufnahme eines Bildes mit einer Fernsehaufnahmeröhre, mit einer Stabilisier ; rungsschaltung für den das Target der Aufnahmeröhre abtastenden Strahlstrom und mit einem Kompensationssignalgenerator, der aus dem Strahistrom ein für das Spitzlicht charakteristisches Signal ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsschaltung (27) zusätzlich eine Steuerschaltung (30,31,75,76,77,78,80) zur Erhöhung des Strahlstromes bei Zuführung eines aus dem für das Spitzücht charakteristischen Signal mittels einer Signalformungsschaltung (36, 37, 40) abgeleiteten Steuersignals enthält

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformungsschaltung (36,37,40) einen Begrenzer (36) enthält, der das ihm zugeführte, für das Spitzlicht charakteristische Signal auf eine vorbestimmte Amplitude begrenzt

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer (36) normale Amplitudenänderungen des charakteristischen Signals erlaubt, wenn dieses unterhalb der vorbestimmten Amplitude liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3 mit einem Bezugswertgeber für die Stabilisierung des Strahlstromes auf einen im wesentlichen konstanten Wert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine erste, an die Bildaufnahmeröhre (21) angeschlossene Koppelschaltung (30), über die ein Spitzlicht-Entladungssignal der Bildaufnahmeröhre als Strahlerhöhungssignal zur Spitzlichtentladung zuführbar ist, und eine zweite, an den a Bezugswertgeber (71—74) angeschlossene Koppelschaltung (31) aufweist, über die dem Bezugswertgeber ein Regelsignal bei Auftreten des Spitzlicht-Entladungssignals in der ersten Koppelschaltung zugeführt wird, derart, daß der Bezugswertgeber den Strahlstrom ansteigen läßt.