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Sender für farbige Fernsehübertragungen Die Erfindung betrifft Verfahren
und Einrichtungen zur Übertragung farbiger Fernsehbilder und bezieht sich insbesondere
auf die Bildaufnahmegeräte der Sendeseite.
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Bei der Übertragung von Schwarzweißbildern ist es bekanntlich, um
das Flimmern zu vermeiden, erforderlich, eine genügende Anzahl (z. B. 5o) Bilder
pro Sekunde zu übertragen und darauf zu achten, daß zwei aufeinander-folgende Bilder
sich um weniger als 5 % in der Helligkeit unterscheiden. Auch bei der Übertragung
farbiger Bilder muß d:.iese Bedingung eingehalten werden. Wenn nun in bekannter
Weise die farbigen Bilder dadurch hergestellt werden, daß z. B. drei einfarbige
Bilder der verschiedenen Farbliomponenten nacheinanderübertragen werden, so schwankt
dieIntensität derFarb komponenten von Bildstelle zu Bildstelle, und die Helligkeitsunterschiede
werden in den meisten Fällen zwischen den Bildern mit einzelnen Farben sehr groß
werden, so daß hierdurch ein Farbenflimmern bedingt ist. Um dieses Farbenflimmern
zu beseitigen, ist vorgeschlagen worden, die einzelnen Farbkomponenten nicht bildweise
nacheinander zu übertragen, sondern jede Zelle des Bildes für sich in die Farbkomponente
aufzuspalten und diese Farbkomponenten unmittelbar nacheinander zu übertragen.
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Die vorliegende Erfindung gibt ein besonders einfaches Verfahren an,
um eine diesem Zerlegungsschema entsprechende Signalfolge zu erhalten. Das Verfahren
hat den Vorteil, daß der Aufwand auf der Sendeseite äußerst gering wird und daß
eine
einwandfreie Übertragung der jeweils zusammengehörenden Farbkomponenten
erreicht wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens.
dargestellt,- und zwar zeigt Fig. i eine schematische Darstellung der! B:ildzerlegereinrichtung
fürFilmübertragung bei glatter A.btastung; Fig.2 zeigt den zeitlichen Verlauf des
Ablenkstroms, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bildzerlegereinrichtung für
Zeilensprungverfahren, Fig. q. eine Ansicht der zur Farbenzerlegung benutzten Prismenanordnung
und Fig. 5 den zeitlichen Verlauf des Ablenkstroms. Das Prinzip der Farbenzerlegung
wird. zunächst für den einfachen Fäll einer Filmübertragung mit 25 Bildwechseln
pro Sekunde in Fig. i dargestellt. Die Lichtquelle i wird durch einen Kondensator
:2 auf den Film 3 abgebildet, der sich mit einer solchen Geschwindigkeit von oben
nach unten b@ewegt, daß 25 Bilder pro Sekunde an dem Spalt des Bildfensters d. vorbeiwandern.
Der mittlere Teil des Films wird durch das Objektiv 5 über eine planparallele Platte
6 auf die Mitte der Fotokathode 7 einer Sondenröhre 8 abgebildet. Die Röhre enthält
eine Sonde 9 mit einer Blenderöffnung io, über die in bekannter Weise das elektronenoptische
Abbild des auf der Fotokathode erzeugten Lichtbildes hinwegbewegt wird. In die Blende
io gelangen daher jeweils die Elektronen nur eines Bildpunktes, die in dem in der
Sonde 9 angebrachten Sekundäremissionsvers.tärker verstärkt werden. Die Bildsignale
werden von hier denweiteren Übertragungs-und Verstärkungsgeräten zugeführt. ZurAblenkung
des Elektronenbündels sind Ablenkspulen i i angebracht, die das Elektronenbild mit
Zeilenfrequenz üL°r die Blende io hin und her bewegen, so daß nacheinander die Elektronen
einer Bildzeile in die Blende fallen. Da sich der Film 3 und, damit auch das optische
und das elektronenoptische Bild senkrecht zur Zeilenrichtung mit einer Geschwindigkeit
von 25 Bildern pro Sekunde bewegen, werden die Filmbilder mit ununterbrochener Reihenfolge
der Zeilen übertragen.
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Die optische Einrichtung enthält außer der Planplatte 6 noch zwei
Prismen 12 und 13 sowie drei Farbfilter 14., 15 und 16, die vor den Prismen und
vor der planparallelen Platte angebracht sind. Durch diese Prismen wird auf der
Fotokathode der Spalt des Bildfensters .4 nicht nur in der Mitte der Kathode an
der Stelle 17, sondern auch noch an der Stelle 18 und i9 abgebildet, wobei diese
drei Bilder drei Farbkomponenten, entsprechend den Filtern 1q., 15 und 16, darstellen.
Erfindungsgemäß -,verden die Elektronen der Bilder 17, i8 und i9 durch eine zuzusätzliche
Ablenkung in Richtung quer zur Zeile nacheinander auf die Blende io abgebildet,
so daß abwechselnd je eine z. B. blaue, gelbe und rote Zeile in elektrische Signale
verwandelt wird. Die Ablenkfelder sind so beschaffen, daß ein und dieselbe Zeile
jedes Filmbildes dreimal durchlaufen wird. Es wird also die während der Abtastung
einer Zeile vor sich gehende Weiterbewegung des Films hei der Bemessung der Amplitude
der Ablenkung mit berücksichtigt.
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Die Ablenkung erfolgt z. B. mittels Spulen 20, von denen nur eine
angedeutet ist und die ihren Strom aus dem Kippgerät 2@i erhalten. Der zeitliche
Verlauf des Ablenkstroms ist bei 22 angedeutet. Die Herstellung eines derartigen
treppenförmigen Stroms ist an sich bekannt. Sie! kann z. B. durch die Überlagerung
der Impulse zweier Multivibratoren 23 und 2q., die je eine Impulsreihe 25 und 26
erzeugen, vorgenommen werden. Die beidem Multivibratoren werden. in geeigneter Weise
durch einen Steuerimpuls synchronisiert (s. Fig.2).
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Die Höhe der Treppenstufen ist erfindungsgemäß einstellbar und wird
so einreguliert, d.aß die farbigen Zeilen genau aufeinanderfallen.
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In manchem. Fällen wird es zweckmäßig sein, die Höhe der. Treppenstufen
konstant zu halten, z. B. durch eine automatische Regeleinrichtung, und die genaue
Einstellung für das Überdecken der Zeilen. durch eine optische Einrichtung, z. B.
Verschiebung der Prismen in Richtung der optischen Achse, oder durch Einfügung planparalleler
Platten in den Strahlengang vorzunehmen. In manchen Fällen wird es zweckmäßig sein,
eine Kombination von elektrischer und optischer Verschiebung vorzunehmen, indem
z.B,. die Platte 6 drehbar angeordnet ist und die Gesamthöhe der Treppenstufen proportional
geändert wird.
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Um die optischen Bilder 17, 18 und i9 scharf auf der Kathode abzubilden,
wird die Dicke der Planplatte 6 in Abhängigkeit von der Größe der Prismen 12 und
13 so gewählt, daß die optischen Weglängen für die drei Strahlengänge einander gleich
sind.
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Es ist auch nicht notwendig, Vierkantprismen 12 und 13 zu verwenden,
sondern es können auch Keilprismen zur Bildaufspaltung benutzt werden. Zweckmäßig
werden keine achromatischen, sondern einfache Prismen verwendet, deren Dicke so
be-messen ist, daß die optischen Weglängen für die jeweils verwendeten Farben
gleich sind. Sollte die lichtempfindliche Fläche für die verschiedenen Farbkomponenten
verschieden empfindlich sein, so kann dies durch geeignete Ausbildung . der Farbfilter
1q., 15 und 16 weitgehend kompensiert werden.
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Soll eine Übertragung nach dem Zeilensprungverfahren oder mit erhöhter
Bnldwechselzahl stattfinden, so muß, wenn man von den üblichen Filmen ausgeht, jedes
Filmbild zweimal übertragen werden. Es sind Zerlegungsverfahren mit Sündenröhren
vorgeschlagen worden, bei denen durch eine ruhende Prismenanordnung jedes Filmbild
auf die Fotokathode derart abgebildet wird, daß sich die Bilder um eine halbe Bildhöhe
überdecken. Von diesen Bildern wird durch eine Blende jeweils nur eins zür Abtastung
freigegeben und durch eine entsprechende Ablenkung des elektronenoptischen Bsldes
eine zweimalige Abtastung jedes Filmbildes erzielt.
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Gemäß der Erfindung wird eine derartige Prismenanordnung so abgeändert,
daß mehrere,
z. B. drei riebeneinariderliegende 'Bilder -der einzelnen
Farbkomponenten erzeugt und durch eine zusätzliche Ablenkung quer zur Zeile nacheinander
je für eine Zeilendauer auf die Bildfängerblende abgebildet werden. Die in Fig.
3 und -;_ dargestellte Einrichtung enthält außer den bereits in Fig. i genannten
Teilen ein Prismensystem, das aus den Teilprismen 27, 28, 29 und 3.0,
31, 32 aufgebaut ist. Jedes Prisma der für Schwarzweißbilder benutzten
Anordnung ist dreifach unterteilt und je mit einem Farbfilter versehen. Die verschiedenen
Farben sind durch eine entsprechende Kennzeichnung der Flächen der Prismen 27 bis
32 angedeutet. Jedes Prisma bewirkt eine andere Versetzung des Spaltabbildes
derart, daß der Spaltabstand der Prismen gleicher Farbe eine halbe Bildhöhe beträgt.
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Es ist zweckmäßig, sehr schmale Spaltbilder zu verwenden. Da hierfür
eine umlaufende Blendenscheibe unter Umständen nicht geeignet ist, erfolgt die Ausblendung
z. B. durch einen geschwärzten Hilfsfilm 33, der in der Nähe des Bildfilms 3 mit
gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung läuft und jeweils nur einen
wandernden Spalt für den Lichtdurchgang freigibt. Der Hilfsfilm bildet zweckmäßig
eine endlose Schleife, die z. B. über Rollen 3.4 geführt ist, und besteht zweclzmäßig
aus ,Metall.
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Die Ablenkung quer zur Zeilenrichtung erfolgt wiederum durch Spulen
20, denen aber in diesem Fall ein Strom mit dem Zeilenverlauf der Fig.5 zugeführt
wird. Ein solcher Strom wird in einer Weise, wie im Zusammenhang mit Fig. i beschrieben,
erzeugt, nur daß hier dem Mischgerät 21 noch eine Sägezahnkomponente von 5o Perioden
pro Sekunde zugeführt wird.
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Auch in diesem Fall kann die Einstellung für die genaue iIberdecl<ung
der Zeilenabstände auf optischem oder elektrischem Weg erfolgen. Die Bildaufspaltung
kann auch hier durch heilpris:nen oder durch Spiegel an Stelle der dargestellten
Vierkantprismen vorgenommen «-erden.
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Das Verfahren ist nicht auf die, Übertragung von Farbfilmen beschränkt;
es ist auch für die Aufnahme von farbigen Freilicht- und Bühnenszenen geeignet.
In diesem Fall wird beispielsweise ein Abbild einer Szene in der Ebene einer wandernden
Blende erzeugt. Das Abbild des wandernden Spaltes wird durch eine Prismenanordnung,
die der der Fig. i ähnlich ist, auf die Fotokathode der SGndenröhre geworfen. Es
entstehen auf der Fotokathode dreifarbige Bilder, die nacheinander zur Abtastung
gelangen. Da die Bewegung quer .zur Zeile hier nicht durch die Bewegung des Films
erzeugt wird, muß ein Ablenkstrcm nach Art der Fig. 5 verwendet werden, der außer
der Ablenkung für die drei Farbstufen noch die :Ablenkung von Zeile zu Zeile, d.
h. die sogenannte, Bildablenkung, hervorruft. Die Blende wird konphas mit der Abtastbewegung
des Elektronenbildes quer zur Zeile bewegt.
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Soll an Stelle einerSondeuröhre eine speichernde Bildfängerröhre verwendet
werden, so wird eine Speicherung nur über einen Teil der Bildivechselzeitvorgenommen,
d. h. es wird nicht das ganze Bild auf die Mosaikkathode geworfen, sondern nur ein
mehrere Zeilen umfassender Streifen. Es ist auf diese Weise möglich, verschiedene
Teile der Mosaikfläche gleichzeitig für die verschiedenen Farbkomponenten ein und
desselben Bildes auszunutzen, da die Abtastung einer Farbkomponente erfolgt, bevor
die nächste Farbkomponente auf diesen Teil der Bildfläche abgebildet wird. Es entstehen
also auf der Mosaikkathode z. B. drei verschiedenfarbige Bildzonen von gleichem
Bildinhalt. Diese Bildzonen wandern über die Mosaikfläche hinweg quer zur Zeilenrichtung
mit einer Geschwindigkeit, die der Ablenkgeschwindigkeit des Strahls quer zur Zeilenrichtung
entspricht. Die Speicherung auf der Mosaikfläche erfolgt für jede Farbkomponente
nur für einen Bruchteil der Bildwechselzeit und ist durch die Breite der farbigen
Zonen bestimmt. Die Mosaikfläche ist größer als das Einzelbild, und zwar in Richtung
quer zur Zeile nach oben und unten um einen' betrag verlängert, der derjenigen Zeilenzahl
entspricht, die in einer der farbigen Zonen enthalten sind.