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Fernsehaufnahmeverfahren Bei Fernsehaufnahmen mit elektrischen Bildzerlegergeräten
wird in der Regel ein optisches Bild des Gegenstandes oder Vorganges auf eine Bildelektrode
geworfen, die als Photokathode oder Photozellenmosaik ausgebildet ist. Mit den bekannten
Aufnahmeoptiken lassen sich praktisch beliebige Ausschnitte scharf auf die Ebene
der Photokathode abbilden, und es sind auch Vorrichtungen, z. B. Sucher, bekannt,
mit denen es möglich ist, die Scharfeinstellung ständig zu kontrollieren. Soll nun
ein anderer Gegenstand oder Vorgang übertragen werden, der vom Aufnahmegerät gesehen
in anderer Richtung liegt, so muß das Gerät gedreht werden. Während dies noch mit
verhältnismäßig einfachen Mitteln möglich ist, ergeben sich große Schwierigkeiten,
wenn z. B. von der übertragung einer größeren Szene auf die übertragung einer kleinen
Gruppe oder gar einer Einzelperson innerhalb dieser Szene übergegangen werden soll.
Es liegt dann die Aufgabe vor, bei etwa gleicher
Entfernung zum
Objekt die Größe des zu übertragenden Bildausschnitts schnell und bequem zu ändern
und den neuen Bildausschnitt in gleicher Güte hinsichtlich- der Rasterfeinheit und
der Helligkeit des Bildes zu übertragen.
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Eine Änderung der Größe des Bildausschnitts ohne Änderung der Entfernung
zum Objekt ist nun auf optischem Wege sehr umständlich, da die Optik in diesem Fall
ausgewechselt werden muß. Ein anderer Weg zum Übergang auf Großaufnahmen bestünde
in der Umschaltung auf eine zweite, in größerer Nähe der Szene befindliche Aufnahmeapparatur
oder darin, daß dieselbe Apparatur näher an den Gegenstand herangebracht wird. Diese
Möglichkeiten sind aber noch unvorfeilhafter als das Auswechseln der Optik.
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Gemäß der Erfindung wird bei gleichbleibender Größe des optischen
Bildes auf der Bildelektrode der zu übertragende Bildausschnitt nach Größe und/oder
Lage durch Beeinflussung der Elektronen innerhalb der Bildröhre geändert. Hierdurch
wird eine bequeme und insbesondere eine stetige Änderung des Bildausschnitts ohne
eine Bewegung des Aufnahmegerätes oder ein Auswechseln der Optik möglich.
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Es ist an sich bekannt, daß bei der elektronenoptischen Abbildung
bei gleichbleibendem Abstand zwischen Gegenstand und Bild verschiedene Vergrößerungen
einstellbar sind. Die Erfindung besteht in der Ausnutzung dieser Gesetzmäßigkeit
bei einer bestimmten Art von Bildzerlegerröhrern zur Änderung des Bildausschnitts.
Sie ermöglicht es; den Übergang auf einen anderen Ausschnitt bei diesen Röhren einfacher
und vorteilhafter als bisher durchzuführen.
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Die Erfindung ist bei allen Röhren fürelektrische Bildzerlegung anwendbar,
insbesondere also bei solchen, bei denen. ein auf der Photokathode erzeugtes, in
seiner Dichteverteilung den Helligkeitswerten des Bildes entsprechendes Elektronenbündel
über eine feststehende Abtastsonde hinweggezogen wird (Sondenab@tästung), und bei
solchen, bei denen ein feiner Elektronenstrahl ein Photomosaik abtastet (Strahlabtastung).
Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung der Erfindung besteht darin, daß nicht
die die Abtastung bewirkenden oder der Abtastung unterworfenen Elektronen, sondern
die eine elektronenoptische Vorabbildung bewirkenden Elektronen zur Veränderung
des Bildausschnitts beeinflußt werden. In diesem Fall wird das zu übertragende Bild
oder auch ein Teil davon auf eine Bildelektrode geworfen, die auf eine zweite Bildelektrode
elektronenoptisch abgebildet wird. Diese zweite Bildelektrode wird dann nach einem
der bekannten Verfahren abgetastet. Natürlich können auch mehrere Vorabbildungen
nacheinander vorgenommen werden.
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Die Änderung nicht nur der Größe, sondern auch der Lage .des Bildausschnitts
durch Beeinflussung der Elektronen kann in vielen Fällen vorteilhaft sein, wie an
einem Beispiel .gezeigt sei. Es möge eine Bühnenszene übertragen werden, und die
Lichtoptik sei so eingestellt, daß - gerade die ganze Bühne auf die erste Bildelektrode
abgebildet wird. Es ist dann ,ohne irgendeine Drehung des Aufnahmegerätes möglich,
von beliebigen Teilen innerhalb der Bühne Großaufnahmen zu machen, indem wahlweise
eine bestimmte Bildausschnittgröße eingestellt wird und dieser Bildausschnitt dann
innerhalb der Szene hin und her geschoben wird.
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Die Veränderung der Lage des zu übertragenden Bildausschnitts geschieht
gemäß der Erfindung durch eine zeitlich konstante regelbare Vorablenkung des Elektronenbündels.
Es kann zweckmäßig sein, hierzu zwei zusätzliche Ablenksysteme vorzusehen, die an
regelbaren Gleichspannungen liegen. Ein anderer Weg besteht darin; daß ein einziges,
jedoch drehbares zusätzliches Ablenksystem angeordnet wird.
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Zur Änderung der Größe des übertragenen Bildausschnitts bestehen zahlreiche
Möglichkeiten. Die Bildausschnittgröße ist bestimmt durch die Amplituden der Ablenkspannungen
bzw. -ströme, durch die Geschwindigkeit der Elektronen im Bereich der Ablenkfelder
und durch die verwendete Elektronenoptik: Besonders bequem ist es, die Bildausschnittgröße
lediglich durch Regelung elektrischer Größen. zu ändern. Dies ,geschieht am einfachsten
dadurch, daß die Amplituden der Ablenkspannungen bzw. -ströme geändert werden.
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Ein anderes Verfahren besteht darin, daß die Lage der Ablenkfelder;
der- elektronenoptischen Linsenfelder oder der Beschleunigungsfelder geändert wird.
Es können z. B. die Ablenksysteme in Richtung der Röhrenachse verschoben werden,
so daß die Elektronen nunmehr in einem Bereich anderer Geschwindigkeit abgelenkt
werden. Es kann auch die Beschleunigungsspannung der Elektronen geändert werden,
wobei zugleich die Elektronenoptik so nachgeregelt wird, daß wieder eine scharfe
Abbildung erfolgt.
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Schließlich kann auch bei der Abbildung einer ausgedehnten Fläche
der Abbildungsmaßstab durch Verstellung der Elektronenoptik geändert werden. Bei
der lichtoptischen Abbildung der Szene auf die erste Bildelektrode liegt nämlich
der optische Gegenstand meist weit außerhalb der Aufnahmeapparatur und, ist der
Beeinflussung durch den Aufnahmeoperateur entzogen. Gegenstandsweite und Bildweite
sind von sehr verschiedener Größenordnung. Bei der elektronenoptischen Abbildung
innerhalb der Bildröhre dagegen sind Gegenstandsweite und Bildweite weniger verschieden.
Durch Verstellung der Elektronenoptik kann infolgedessen der Abbildungsmaßstab leicht
in weiten Grenzen geregelt werden.
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In einem speziellen Fall kann bei einer elektronenoptischen Vorabbildung
oder bei der Abbildung einer Photokathode mit gleichzeitiger Sondenabtastung die
Elektronenlinse ohne Änderung ihrer elektrischen Daten um einen bestimmten Betrag
verschoben werden, so daß die frühere Gegenstandsweite der neuen Bildweite entspricht
und umgekehrt. In diesem Fall ergibt sich eine einfache Aufnahmeapparatur, bei der
wahlweise auf zwei @Abbildungsmaßstäbe,
und. zwar entweder auf Szene
oder auf Großaufnahme geschaltet werden kann.
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Eine weitere Möglichkeit zur Änderung der Bildausschnittgröße besteht
darin, daß zwischen dem Gegenstand und dem ausgenutzten Bild. der elektronenoptischen
Abbildung ein Zwischenbild erzeugt wird. Dies kommt vor allem bei Verwendung einer
sich über die ganze Abbildungslänge erstreckenden magnetischen Linse als Elektronenoptik
und gleichzeitiger Ablenkung in Frage, da in diesem Fall die Erzeugung eines Zwischenbildes
auf rein elektrischem Wege möglich ist. Es wird also nicht das erste durch die Elektronenoptik
erzeugte Bild, sondern das zweite, dritte oder ein späteres Bild ausgenutzt. Die
mit einer langen magnetischen Linse gewonneneAbbildung erfolgt zwar stets im Verhältnis
i : i. Dennoch ergibt sich eine Änderung des Bildausschnitts, da sich die unverändert
bleibenden Ablenkfelder nunmehr anders auswirken. Um z. B. statt des ersten Bildes
das zweite Bild auszunutzen, genügt es, den durch die Konzentrierspule fließenden
Strom etwa zü verdoppeln oder die Beschleunigungsspannung der Elektronen herabzusetzen,
bis wiederum ein scharfes Bild entsteht. Bei stärkerer Konzentration sind die Ablenkfelder
weniger wirksam. Es wird also ein kleiner Bildausschnitt übertragen. Bei geringerer
Beschleunigungsspannung dagegen ergeben gleichbleibende Ablenkfelder eine größere
Auslenkung, so daß der nunmehr abgetastete Bildausschnitt größer wird. Dieses Verfahren
kommt ebenfalls sowohl bei Röhren mit Sondenabtastung (Farnsworth) als auch bei
solchen mit Strahlabtastung (Ikonoskop) in Frage.
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Wird nun gemäß der Erfindung auf eine andere Bildausschnittgröße übergegangen,
während die Rasterfeinheit unverändert bleibt, so können Zwischenräume zwischen
den Zeilen verbleiben, die bei derZerlegung nicht erfaßt werden, oder es entstehen
Bildteile, deren Inhalt in mehr als eine Abtastzeile eingeht. In beiden Fällen tritt
eine Verschlechterung der Bildübertragung ein. Um dies zu vermeiden, wird gemäß
der weiteren Erfindung beim Übergang auf eine andere Ausschnittgröße die Rasterfeinheit
stets so geändert, daß das Verhältnis von Bildpunktgröße zu Bildgröße etwa erhalten
bleibt. Bei Röhren mit Sondenabtastung wird zu diesem Zweck eine gegen die Photokathode
negativ vorgespannte Abtastblende verwendet, wie sie in einer älteren Anmeldung
beansprucht ist. Der wirksame Elektronendurchgangsquerschnitt ist bei einer solchen
Blende kleiner als die geometrische Öffnung der Blende. Durch. Änderung der negativen
Spannung kann der Durchgangsquerschnitt geändert werden. Bei Röhren mit Strahlabtastung
wird der Ouerschnitt des Abtaststrahls in der Ebene des Photomosaiks geändert. Es
genügt hierzu eine geringe elektrische Verstellung der Abbildungsoptik.
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Zweckmäßig wird, mit der Regelvorrichtung für die Ausschnittgröße
die Regelvorrichtung für die Rasterfeinheit gekuppelt, so daß zwangsläufig selbsttätig
die richtige Rasterfeinheit eingestellt wird. Es ist ferner zweckmäßig, noch eine
weitere Regelvorrichtung an diese Kupplung anzuschließen, da beim Übergang auf eine
andere Bildausschnittgröße die für die Abtastung zur Verfügung stehende Lichtmenge
sich ändert. Beim Übergang auf einen kleineren Bildausschnitt kann naturgemäß nur
die diesem kleineren Ausschnitt entsprechende Lichtmenge ausgenutzt werden. Um dies
auszugleichen, wird der an den Ausgang der Bildröhre angeschlossene Verstärker erfindungsgemäß
stets so eingeregelt, daß er unabhängig vom Bildausschnitt gleiche Helligkeitsunterschiede
auch mit gleichen Bildstromamplituden wiedergibt. Eine andere Möglichkeit zum Ausgleich
des Lichtverlustes besteht in der Verwendung einer Irisblende vor oder hinter der
Lichtoptik für die, Bildgröße, die zwangsläufig entsprechend. der jeweiligen Bildausschnittgröße
mehr oder weniger weit geöffnet wird.
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Zusammen. mit dieser Sendeapparatur wird zweckmäßig ein optischer
Sucher verwendet, der mit einer verstellbaren Blende versehen ist, die selbsttätig
stets den gerade übertragenen Bildausschnitt anzeigt. Zu diesem Zweck wird die Blende
mit den Vorrichtungen zur Regelung des Bildausschnitts (nach Lage und Größe) gekuppelt.
Zugleich wird der Sucher in bekannter Weise so ausgebildet, daß er die Schärfe des
optischen Bildes auf der ersten Bildelektrode zu prüfen gestattet.
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In der Zeichnung wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
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Fig. i stellt eine Sendeanlage schematisch dar, während in den Fig.
2 und 3 eine Möglichkeit zur Veränderung der Bildausschn.ittgröße dargestellt ist.
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In Fig. i ist mit i die Bildröhre angedeutet, die beispielsweise mit
Sondenabtastun.g arbeiten möge. 2 ist der dazugehörige Sucher, der zweckmäßig mit
der Röhre auf dem gleichen Stativ montiert wird. 3 ist ein Gerät zur Erzeugung konstanter
Spannungen bzw. Ströme, die zwei Ablenksystemen zur Vorablenkung des Strahles zugeführt
werden. Das Gerät ,4 liefert den Strom für eine als Abbildungsoptik dienende, sich
über die ganze Länge der Röhre i erstneckende Konzentrierspule, während dem Gerät
5 die Beschleunigungsspannung für die Elektronen entnommen wird. 6 und 7 sind die
Kippgeräte für die Zeilen- bzw. Bildablenkung, die durch je einen Impulsgenerator
8 bzw. 9 in Tritt gehalten werden. Die Generatoren 8 und 9 mögen von einem gemeinsamen
Normaltaktgeber io gesteuert werden. Es kann z. B. an dieser Stelle der 5operiodische
Wechselstrom des Netzes zur Konstanthaltung benutzt werden. Dem Gerät i i wird eine
negative Spannung für die Abtastblende entnommen, die die Rasterfeinheit bestimmt.
Mit 12 ist. der Ausgangsverstärker, dem die in der Bildröhre gewonnenen Impulse
zugeführt werden, bezeichnet, während 13 einen Trägerfrequenzgenerator, 14 die Modulationsstufe,
15 einen Hochfrequenzverstärker und. 16 einen Kontrollempfänger, auf dem das gesendete
Bild ständig überwacht werden kann; darstellt. Vom Ausgang des Hochfrequenzverstärkers
15 werden die erzeugten Schwingungen einem -Kabel oder einer Antenne zugeführt.
Von
den Generatoren 8 und 9 führen zwei Leitungen 23 und 24 zur Modulationsstufe 14,
um die Trägerwelle am Ende jedes Bildes und jeder Zeile auf Null auszutasten.
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Mit Kreisen sind schematischRegelvorrichtungen bezeichnet, und zwar
mit 53 für die zeitlich korstante Vorablenkung, mit 54 für die Elektronenoptik (im
vorliegenden Fall also den Konzentrier-Strom) oder für die Beschleunigungsspannung
oder auch für beide, mit 56 für die Amplituden der Kippgeräte, die naturgemäß stets
im gleichen Verhältnis verändert werden müssen; mit 6.1 für die Rasterfeinheit (im
vorliegenden Fall also die Spannung der Abtastblende) und mit 62 für den Verstärkungsgrad.
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Bei Regelung der Lage des Bildausschnitts durch Betätigen der Vorrichtung
53 wird eine verschiebbare Blende 17 im Sucher durch die Verbindung 18 zwangsläufig
mitverstellt. Die Bildausschnittgröße kann durch eine der beiden Vorrichtungen 54
und 56 verändert werden.In der Regel wird nur eine dieser beiden Möglichkeiten vorgesehen
sein. In jedem Fall aber wird die Blende 17 im Sucher durch die Verbindungen ig
bzw. 2ö in ihrer Größe entsprechend verändert und ges werden die Rasterfeinheit
und der Verstärkungsgrad durch die zu den Regelvorrichtungen 61 und 62 führenden
Verbindungen 2i bzw. 22 so geändert, daß der neue Bildausschnitt wieder in derselben
Qualität übertragen. wird. Die Verbindungen 18, ig, 2o, ä1 und 22 können als mechanische
Kupplungen ausgebildet sein, gegebenenfalls aber auch eine elektrische Übertragung
enthalten.
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Fig. 2 zeigt eine Bildröhre mit Sondenabtastung. Innerhalb der Röhre
i ist die Photokathode 3o angeordnet, auf die das optische Bild mittels der Linse
3 i geworfen wird: Mit 32 ist die die ganze Röhre umhüllende Konzentrierspule bezeichnet,
die das auf der Photokathode 30 erzeugte Emissionsbild in die Ebene der Abtastsonde
33 abbildet. Der Konzentrierstrom ist in diesem Fall so gewählt, daß eine normale
elektronenoptische Abbildung
ohne Zwischenbild erfolgt. Zwei (nicht dargestellte)
äußere magnetische Ablenksysteme mögen sich ebenfalls über die ganze Abbildungslänge
erstreckend Das von einem bestimmten Punkt ausgehende Elektronenbündel füllt dann
einen etwa rotationssymmetrischen, in der Zeichnung schraffiert dargestellten Raum
aus. Die Bahnen der einzelnen Elektronen. sind Spiralen, die durch die Rotationsfläche
umhüllt werden.
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In Fig.3 sind: dieselben Bezugszeichen beibehalten,. Der Konzentrierstrom
möge jedoch um einen solchen Betrag erhöht sein, däß in die Ebene der Abtastsonde
erst das zweite durch die Elektronenoptik erzeugte Bild fällt. Im Raum zwischen
Photokathode und Abtastsonde liegt dann ein weiteres, nicht ausgenutztes Bild. Die
von einem Punkt ausgehenden Elektronen erfüllen wiederum den schraffiert gezeichneten
Raum und werden an einer bestimmten Stelle vor Erreichen der Abtastsonde zu einem
Punkt zusammengefaßt. Infolge der stärkeren Konzentration sind die Ablenkfelder
jetzt weniger wirksam. Der übertragene Bildausschnitt ist infolgedessen kleiner.