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Verfahren zur Verminderung des Zwischenzeilenflimmerns hei Fernsehübertragungen
- nach dem Sprungzeilenverfahren Die Erfindung bezieht sich. auf Fernsehübertragungen,
die nach dem Zeilensprungverfahren arbeiten. Das Zeilensprungverfahren wird hauptsächlich
benutzt, um das Flimmern der Empfangsbilder herabzusetzen. Es zeigt sich aber, daß
bei einem einwandfrei empifangenen und aufgebauten Fernsehbild nach dem Zeilensprungverfahren
ein Flimmern zwischen den Zeilen der Zeilenzüge verbleibt, das als sog. Zwischenzeilenflimmern
besonders bei einer Betrachtung aus größerer Nähe als störend empfunden wird. Es
entsteht dadurch, daß zwar 5o bzw. 6o Zeilenzüge je Sekunde bei den heute gebräuchlichen
Verfahren übertragen werden, 4aß jedoch der einzelne Bildpunkt nur 25- bzw. 30mal
in der Sekunde angeregt wird, so daß bei einem Betrachtungsabstand, der eine Unterscheidung
der einzelnen Zellen zuläßt, die Zeilen hin und her zu spYingen scheinen.
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Um diese störende Erscheinung zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung
die Empfangseinrichtung, z. B. die Braunsche Röhre, so abgeändert, ohne daß an der
Sendeapparatur etwas verändert zu werden braucht, daß dem Beschauer der Eindruck
einer gleichmäßig und stetig ausgeleuchteten Bildfläche vermittelt wird.
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Es ist bereits bekannt, an Stelle eines einzigen helligkeitsgesteuerten
Bildpunktes mehrere quer zur Zeile liegende Bildpunkte ajuf dem Schirm zu erzeugen.
Bei diesem Verfahren sind aber mehrere übertragungskanäle erforderlich, da jeder
Bildpunkt für sich gesteuert wird.
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Gemäß der Erfindung wird an Stelle eines
einzigen
helligkeitsgesteuerten Bildpunktes, der die Bildfläche nacheinander überstreicht;
ein zwei- oder mehrfacher Bildpunkt benutzt. Die zur Erzeugung des Bildpunktes benutzte
Blendenöffnung wird zweckmäßig so unterteilt, daß das Abbild der Blendenöffnung
auf dem Empfangsschirm aus zwei oder mehreren einzelnen Lichtpunkten besteht, die
gleichzeitig und mit gleicher Helligkeitssteuerung gesteuert und über den Bildschirm
hinwegbewegt werden. Die Aufspaltung des Bildpunktes erfolgt so, daß die Teilpunkte
bei waagerecht verlaufenden Zeilen untereinanderliegen, so daß jede Zeile in mehrere
parallel verlaufende Zeilen aufgespalten wird. Im folgenden werden die normalen
Zeilen eines Zeilensprungrasters als Hauptzeilen und die gemäß der Erfindung benutzten
aufgespaltenen Zeilen als Teilzeilen bezeichnet. Um das Zwischenzeilenfiimmern zu
beseitigen, werden zweckmäßig die Teilzeilen, die einander benachbarten Hauptzeilen
verschiedener Zeilenzüge angehören, derart dicht - aneinandergereiht oder verkämmt,
daß jede etwa dem Auflösungssehwinkel entsprechende leuchtende Fläche- des Empfangsschirmes
in 1/25 Sekunde von mindestens zwei Teilzeilen überstrichen wird; die einander benachbarten
Hauptzeilen verschiedener Zeilenzüge angehören.
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Bei Anwendung einer Braunsehen Röhre auf der Empfangsseite wird zweckmäßig
der Kathodenstrahl durch Einschaltung einer MehrlochbIende, die gleichzeitig als
Steuer-Organ (Wehneltzylinder) dient, in eine Anzahl Teilstrahlen zerlegt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Fig. i und 2 zeigen
eine: Aufteilung der Zeilen in zwei Teilzeilen, Fig.3 und 4 eine Aufteilung in je
drei Teilzeilen und Fig. 5 eine Ausführungsform einer Braunsehen Röhre, die nach
dem Verfahren der Erfindung arbeitet.
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In- Fig. i ist links ein normales Sprungzeilenraster mit zwei Zeilenzügen
dargestellt, Die Zeilen des ersten Zeilenzuges sind mit ungeraden Zahlen i, 3, 5,
die des zweiten Zeilenzuges mit geraden Zahlen 2, 4, 6 bäzeichnet. Im rechten Teil
der Abbildung sind die Zeilen gemäß der Erfindung in je zwei Teilzeilen i, 2 usw.
unterteilt: Der Abstandd zwischen zwei benachbarten Hauptzeilen angehörigen Teilzeilen
wird zweckmäßig so gering gewählt, daß für einen vorbestimmten minimalen Betrachtungsabstand
die Bedingung für das Verschwinden des Zwischenzeilenflimmerns erfüllt ist. Der
Abstand,d kann auch gleich Null öder negativ werden. Im letzteren Fall greifen die
Teilzeilen benachbarter Hauptzeilen ineinander, und es kommt zu einer Verkämmung
der Zeilen. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, und zwar für den Fall, daß das Raster
der Grundzeilen paarig sein würde, d. h. die Zeilen des zweiten Zeilenzuges 2, 4,
6 usw. liegen nicht in der Mitte zwischen den Zeilen i, 3, 5. Wird jede dieser Hauptzeilen
in zwei Teilzeilen zerlegt, so ergibt .sich das Raster der Fig. 2 rechts, bei dem
sämtliche Teilzeilen gleiche Abistände voneinander haben.
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Fig. 3 zeigt eine Anordnung, die durch Auf,-lösung der Zeilen in drei
Teilzeilen erhalten wird: Ein solches Raster enthält also bei einer Sendung mit
441 Zeilen 1323 Teilzeilen, wobei immer zwei einander benachbarten Hauptzeilen zugehörige
Teilzeilen benachbart sind. Der Betrachtungsabstand, bei dem das Zwischenzeilenflimmern
erkennbar wird, ist bei konstantem Teilzeilenabstand gegenüber der entsprechenden
Entfernung bei 44i 7,eiligem Raster auf 1/3 herabgesetzt. Man kann also an das Empfangsbild
mit dem Auge so nahe herangehen, daß man alle bei der gegebenen Zeilenzahl noch
wiedergegebenen Feinheiten erkennen kann, ohne daß dabei das Zwischenzeilenflimmern
stören würde. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Streifigkeit des
Bildes verringert wird und daß auch bei einer Bewegung des Bildinhaltes in Zeilenrichtung
das Zackigwerden der synchronisierten Ränder oder Linien stark herabgesetzt wird.
Die eine z. B. dreifache Teilzeilenzähl enthaltende Bildfläche macht also einen
außerordentlich gleichmäßigen und ruhigen Eindruck und ermüdet das Auge nicht.
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Fig.4 zeigt eine ähnliche Verwendung des dreizeiligen Rasters wie
Fig. i für das zweizeilige Raster; darin sind die dreiteiligen Grundzeilen nicht
verkämmt, sondern behalten .mit ihren äußeren Teilzeilen wie in Fig. i den schon
gekennzeichneten Abstandd voneinander. Durch diese Maßnahme wird das Zwischenzeilenflimmern
gegenüber dem normalen Grundzeilenraster um etwa die Hälfte herabgesetzt. Zweckmäßig
ist dabei, um die bei gleicher Teilzeilenhelligkeit wieder auftretende Streifigkeit
des Bildes zu unterdrücken; durch entsprechende Wahl der Blendenöffnungen die Helligkeit
der äußeren Teilzeilen gleich der halben Helligkeit der inneren Teilzeile zu machen.
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Fig.5 zeigt das Strahlerzeugungssystem einer Braunsehen Röhre, die
zur Ausführung des Verfahrens benutzt wird. Auf einem Glasfuß i o ist auf Metallstützen
i i ein Tragkörper 12 befestigt. In diesen Tragkörper ist der eigentliche Wehneltzylinder
13 eingeschraubt, der ebenfalls aus Metall besteht. Im Innern des Tragkörpers 12
befindet sich ein Isolier zlinder 14, z. B. aus keramischem Material, der ein Kathodenröhrchen
15, beispielsweise
aus Nickel, trägt. Das Kathodenröhrchen ist z.
B. durch Umbördeln des Randes 16 auf dem Isolierkörper befestigt. Im Innern des
Kathodenröhrchens befindet sich eine Heizspirale 17 mit Zuführungen 18, die an Durch,-führungsstäbchen
19 befestigt sind. Die Kathodenhülse ist für sich leitend über einen Stift 2o nach
außen geführt. Die obere Fläche 21 des Isolierstückes 14 ist genau plan nachgearbeitet,
so daß ein Abstandsplättchen 22 eine sichere Auflage findet. Zwischen den Abstandsplättchen
und dem eigentlichen Wehneltzylinder befindet sich eine Scheibe 23, die die Blendenöffnungen
24 enthält. Die Blendenscheibe ist in Fig. 5 noch einmal in Ansicht dargestellt.
Sie besteht beispielsweise aus einem Chromnickelblech von 0,03 mm. Stärke.
Die drei getrennten Blendenöffnungen sind gleich groß und rechteckig und haben je
eine Kantenlänge von 0,4 X o,15 mm. Der Abstand zwischen den einzelnen Blendenöffnungen,
d. h. die Stegbreite, ist kleiner als die öffnungsbreite, beispielsweise
0,03 mm, aus weiter unten erläuterten Gründen. Gegenüber der Kathodenanordnung
befindet sich die Anode 25. Hieran schließt sich der übliche Röhrenaufbau an; es
folgt beispielsweise eine magnetische oder elektrostatische Linse, die so eingestellt
ist, daß sie einen zwischen Blende und Anode sich ausbildenden geringsten Strahlquerschnitt
in dies Ebene des Braunsehen Röhrenschirmes abbildet.
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Es ist wesentlich, daß die der Blenden: öffnung zugewandte Oberfläche
des Kathodenröhrchens genau parallel zur Blende liegt und einen genau definierten
Abstand von ihr hat. Das Abstandsplättchen 22 ist daher genau maßhaltig auszuführen.
Zweckmäßig wird beim Nacharbeiten der Fläche 21 auch die Stirnseite des Kathodenröhrchens
mitbearbeitet rund die Kathodenpaste oder emittierende Subistanz nach der Bearbeitung
auf die Stirnfläche des Kathodenröhrchens aufgebracht.
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Es hat sich gezeigt, daß bei magnetischer Abbildung des geringsten
Strahlquerschnittes vor der Anode die Tiefenschärfe der Anordnung so groß ist, daß
eine scharfe Ausbildung der drei Blendenöffnungen in ziemlich weitgehend verschiedenem
Maßstabe, z. B. 1 : 1 bis 1 : 3, erzielt werden kann, ohne daß die sich ausbildenden
getrennten Leuchtflecke incinanderfließen oder unscharf werden. Wegen dieser Einstellbarkeit
des Teilzeilenabstandes ist die Stegbreite bzw. der Abstand der einzelnen Blendenöffnungen
voneinander nicht kritisch; es gelingt daher schon bei sehr geringer Stegbreite,
den Abstand der einzelnen Leuchtflecke gleich der Breite der Teilzeilen oder darüber
zu machen. Ferner kann man mit ein und derselben Blende den Teilzeilen,-abstand
der gewiinschten Bildhöhe und Zeilenfrequenz jeweils anpassen bzw. den Verkämmungsgrad
ändern.
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Die Erfindung ist auch bei Anwendung in einer Braunsehen Röhre nicht
an die beschriebene Ausführung gebunden, sondern es kann die Anordnung der Kathode
und der Tragkörper weitgehend abgeändert werden. Wesentlich ist die Unterteilung
der Blendenöffnung sowie die besondere Formgebung der Öffnung, die die elektronenoptischen
Abbildungsverhältnisse von vornherein berücksichtigen. Es ist vorteilhaft, die eigentliche
Blende möglichst dünn auszuführen, so daß ihre Stärke nur einen Bruchteil. des kleinsten
Lochdurchmessers beträgt, da andernfalls störende Kanalwirkungen im Innern der Blendenöffnung
auftreten können.
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Die Erfindung läßt sich bei Kathodenstrahlröhren normaler Spannung
im Bereich von 5000 oder To oa`o Volt anwenden; sie ist aber besonders vorteilhaft
bei Röhren mit höherer Spannung von 30 000 Volt und darüber, wie sie für
Projektionszwecke benutzt werden.