DE895775C - Anordnung zur Erzeugung farbiger Fernsehbilder - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein System' zur Umwandlung· schwarzweißer Bilder in farbige Bilder unter Verwendung- eines beweglichen Farbfilters. Dais Filter führt hierbei nur sehr kleine; Bewegungen aus.

Es ist bekannt, bei derartigen Fernsehsystemen eine rotierende Farbscheibe als Filter, zu benutzen. Die Farbscheibe ist mit drei verscMedenrfkrbigen Segmenten versehen. Dieses System ist aber nur bei relativ kleinen Bildgrößen anwendbar. Wenin die Bildfläche vergrößert wird, wird die Farbscheibe zu unhandlich.

Ein weiterer Nachteil der Verwendung¹ von rotierenden Farbscheiben ergibt sich durch das Earb einflimmern, 'das dadurch .entsteht, daß bei der üblichen Übertragung eines Schwarzweißbildes in ein farbiges Bild für jedes vollständige Bild, diei dreifache Zeit gebraucht wird.

Dieser Flimmereffekt wird durch Verwendung eines Systems, in dem die drei Grundfarben gleichzeitig an verschiedenen Stellen des Bildes übertragen werden und bei dem der Wechsel der Farben, sehr schnell durch einen zyklisch wieder kehneindien Prozeß vorgenommen wird, vermieden.

Gegenstand der Erfindung ist ein System¹, bei dem eine verbesserte Übertrajgung des Schwarzweißbildes in ein farbiges Bild erreicht werdein kann. Hierzu wird ein vibrierendes Filter, das sich nur sehr wenig· bewegt, benutzt. Der Wechsel der Farben erfolgt dabei kontinuierlich mit großer Geschwindigkeit. Weiterhin wird eine Lochblende oder ein optisches System vorgesehen.

Die werterem) Vorteile der Erfindung· werden in der folgenden Beschreibung der Abb. ι bis 3 ersichtlich.

Abb. ι zeigt eine Lochblendenplatte;
Abb. 2 zeigt 'ein Schema des Farbfilters;

Abb. 3 zeigt einen Querschnitt eines Teils des Schirmes der Kathodenstrahlröhre und des davor angebrachten, .oiptisichien Systems.

Zum Verständnis der Erfindung wird angenommen, daß 'die Fläche eines Schwarzweißbildes in eine große Zahl rechteckiger Elemente aufgeteilt ist, z. B. 525 in senkrechter und 600 in waagerechter Richtung. Die in Abb. 1 dargestellte unbewegliche Lochblende enthält für jedes einzelne Bildeiement leine besondere Öffnung, deren senkrechte Größe gleich 1/3 und denen waagerechte Größe !gleich 1/2 'der Größe eines Bildelementes ist. Wenn diese Öffnung beweglich wäne, könnte sie sechs verschiedene Lagen relativ zum¹ Bildelement edinniehmien, ohne daß leinie Überdeckung· eintritt. Um Lichtverluste zu vermeiden, kann jeder Öffnung ein linsensystem aus zwei plankonvexen Linsen zugeordnet werden. Die 'erste Linse dieses Ldinsenipaianes. konzentriert das Licht eines BiIdelemenies auf dale zugehörige Öffnung. Die zweite diesier Linsen zierstreut idas Licht wieder, um dlas ursprüngliche Bildeiement zu erhalten.

Das bewegliche Farbfilter biestehlt aus einer großen Zahl kleiner Farbelemente, 'die in senkrechten· Kolonnen .angeordnet sind, wobei je zwei Kolonnen einer senkrechten Kolonne der Lochblende zugeordnet werden. Die Verteilung der Farbelemente einer senkrechten Kolonne erfolgt in einer bestimmten! Folge, z. B. gelb, rot und blau für die erste Kolonne und ,gelb, blau und rot für die zweite Kolonne eines jeden Kolonnenipaares.

Die Farbelemente sind senkrecht übereinander

in Gruppen zu je drei Elementen angeordnet, wobei diese Anordnung innerhalb einer Kolonne immer mit derselben Farbfolge erfolgt. Ist η die Zahl der vorhandenien Blendenöffnungen 'einer senkrechten Reihe, ao enthält die erste Kolonne eines- jedefcl· Kolonnenpaares η -j- ι Gruppen von Farbelemienten,

z. B. also 526. Die andere Kolonne enthält η—-ι Gruppen, ialso z. B. 524 bei einem 525zeiligen BdId.

Die durch die Filterelemente und die zugehörigen Öffnungen gesehenen Farben einer senkrechten Bdldzeile sind alle längs dieser Zeile verschieden. Die senkrechte mechanische Bewegung des Farbfilters um raun. Stück, das 1/3 der Bildpuriktgröße entspricht, ergibt einen vollständigen Wechsel der Farben längs der senkrechten Zeile. Die Bewegung der Farbfiltergruppe um ein Stück, das der ganzen Höhe des Bildelemientes entspricht, ergibt für jeden Bildpunkt einen Wechsel in den drei Farben, wobei dieser Wechsel stufenweise fortschreitend erfolgt, da für einen größeren Zeitabschnitt jede Öffnung von zwei benachbarten Farbelementen überdeckt wird.

Wenn 'die Zahl der Farbfiltergruppen in einer senkrechten Kolonne um eine größer ist als die Zahl der Öffnungen, ist die scheinbare Bewegung irgendeiner Farbe relativ zu den Öffnungen) entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des Filters. Im anderen Fall, d.h. wenn die Zahl der Farbfltergruppien um eins kleiner ist als die Zahl der Öffnungen, scheint jede Farbe sich relativ zu den; Öffnungen in der gleichen Richtung zu bewegen wie die Filter. Hieraus folgt, daß bei der Bewegung des Filters in bezug auf die Öffnungen in eimer Richtung bei Überdeckung mit der ersten Kolonne der FarbfUterelemiente und hei der entgegengesetzten.' Richtung bei Überdeckung der zweiten Kolonine 'die scheinbare Bewegung der Farben längs des Bildes immer die gleiche ist.

Naich 'einem' Ausführungsbeispiel der Erfindung sind 'die Öffnunigen einer waagerechten Zeile nacheinander senkrecht verschoben, und zwar um eini Stück, das gleich 1/3 der Höhe eines Bildelementes. ist. TDa 'die Öffnungen benachbarter Kolonnen also um 1/3-Kolonmen-Höhe verschoben sind, müssen auch 'die zugehörigen Farbfilterkolonnen !entsprechend verschoben werden. Hierdurch erscheinen die Zeilen.·.des Bildes als hiomogenie farbige Zeilen, wobei 'die Interferenzstörungen der waagerechten Zeiten auf ein Minimum beschränkt werden.

Abb. ι zeigt einen Ausschnitt einer Lochblendenplatte i, die als Blende vor das auf dom Schirm der Kathodenstrahlröhre erzeugte Bild geschoben go wird. Zur Vereinfachung der Zeichnung wird an-•geoommen, daß das Bild nur siebzehn Zeilen hat, wobei jede Zeile- aus mehreren Elementen besteht. Die waagerechten- Zeilen sind mit 2, 3 und 4 und die senkrechten Zeilen mit 5, 6 und 7 bezeichnet. Jedem Element 'entspricht 'eine Öffnung 8, g, 10... der Platte i. Jedes Element, z.B. das Element. 11, besteht aus einer Gruppe von kleineren Teilen, z. B. 12, die so angeordnet sind, daß es aus zwei benachbarten) Untergrupp'en von je 'drei senkrecht untereinander angeordnetem Xeilelementen besteht. Die Öffnungen liegen immer bei den linken Untergruppen, wobei 'die Nachbaröffnungen immer um einTeilelemient vierschoben sind. Die Öffnungen 8, 9, 10 gehönen zur ersten Zeile des Bildes usf.

In Abb. 2 ist mit 13 der bewegliche Farbschirm bezeichniet. Dieser Schirm¹ ist in senkrechte Kolonmenpaiane 14, 15 und 16 geteilt, wobei jedes Kolominenpaiar aus zwei Kolonnen 14' und 14" besteht. Die erste Kolonne eines Filters ist. in achtzehn. Grupp'en 17 geteilt und jede zweite Kolonne in sechzehn. Filtergruppen 19. Die Filtergruppen bestehen aus 'drei Filterelementen. Die Farbenfolge in der ersten Kolonne ist .gelb, rot, blau und bei der zweiten Kolonne gelb, blau, rot. Benachbarte Kolaninenpiaare sind um 1/3 der Höhe eipes Biildelemeintes verschoben, so daß 'das vierte Kolonnenpaar die gleiche Lage hat wie das erste. Hieraus folgt, daß' beim Übereinanderliegen der Platten 1 und 13 'die Öffnungen 8, 9, 10 gelb erscheinen.

Das Farbfilter 13 ist relativ zur Platte 1 beweglich, und zwar in senkrechter und waagerechter Richtung·. Die seitliche Bewegung ist derart, daß die erste oder zweite Kolonne eines jeden Kolonnenpaiares des Filters 13 mit den Öffnungen der zugehörigen Kolonnenreihe der Platte 1 zur Deckung

gebracht werden kann. Die senkrechte Bewegung des Filters 13 erfolgt derart, daß jedes Filterelement 'einer gegebenen Gruppe, z.B. 17 oder 19, mit der Öffnung des zugehörigen Bildelementes in Übereinstimmung gebracht werden kann. Die Bewegung" des Schirmes 13 besteht also aus folgenden Teilbewegungen: Zunächst wird der Schirm nach oben verschoben, so daß die gelben, roten und blauen Filterelemente der Gruppe 17 und das gelbe Filterelement der unmittelbar folgenden Gruppe nacheinander die Öffnung 8 überdachen. Dann folgt eine schnelle Bewegung des Schirmes nach links, so daß -das gelbe Filterelement der zweitem Kolonne 14" die Öffnung 8 bedeckt. Hierauf bewegt sich der Schirm· nach unten, so daß die rotem,' blauen und schließlich die gelben Filterelemente die Öffnung¹8 bedecken. Abschließend erfolgt dann eine schnelle Bewegung des Farbschirmes nach nachts.

Die gesamte Höbe jeder Gruppe des Farbfilters, z.B. 17, in der Kolonne 14' ist = ¹⁶/₁₇ der Höhe des Bildelementes. Nimmt man an, daß der Schirm 13 feststeht, so ergibt sich folgendes Bild: Die aufeinanderfolgenden gelben Filterelemente der Kolionoe 14' bedecken die zugehörigen Öffnungen immer weniger und die sich anschließenden roten Filterelemente immer mehr, bis schließlich ein rotes Filterelement eine Öffnung gaJnz überdeckt. Daran anschließend folgt eine immer kleiner werdende Bedeckung- durch die roten Filterelemente und eine immer größer werdende durch die blauen Elemente. Dieses geht so weit fort, bis sdhliaßlidh .eine Öffnung am unteren Ende des Schirmeis wieder ganz gelb erscheint. Da sich nun aber die Filterelemente nach oben bewegen, erscheint die Öffnung 8 zuerst gelb, damn gelb-rot, dann rot, dann, rot-blau, dann blau, damn blau-gelb ,und schließlich wieder gelb.

Jedes Element des Schirmes durchläuft also

nacheinander den gesamten verfügbaren Farbbereich einschließlich aller Zwischenfarben während jeder senkrechten Bewegung des Schirmes 13. Jede Farbe scheint also längs des Schirmes abwärts zu wandern, d. h. entgegengesetzt zur Bewegung des Schirmes.

Die umgekehrte Folge der Effekte tritt ein, wenn die Kolonne 14" mit den Öffnungen der ersten Reihe der Platte 1 bedeckt wird. In diesem¹ Fall scheint ebenfalls die Farbe abwärts zu wandern, wobei sich die Farbe vom gelb über rot und blau wieder in gelb ändert. Die Farben wandern also in der gleichen Richtung wie die Bewegung des Schirmes erfolgt.

Das System gemäß der Erfindung ermöglicht also einen sehr schnellen Wechsel der Farben bei relativ langsamer Bewegung des Filterse'hirmes, dabei sind die Farben benachbarter Zeilen zu allen Zeiten verschieden, und die Farbe irgendeiner Zeile ändert sich kontinuierlich über eine unbestimmte Zahl vom Farbstufen. Dadurch wird die Farbwiedergabe bedeutend besser als bei einem System, bei dem nacheinander verschiedenfarbige ganze Bilder wechseln. Ferner wird durch die Erfindung das Farbflimmern in weiten Grenzen herabgesetzt.

Die Lochblendenplatte 1 kann nach einer weiteren Ausführung der Erfindung durch ein Linsen,-system, wie es zum Teil in Abb. 3 dargestellt ist, ersetzt werden. Mit 20 ist die Wand einer Kathodenstrahlröhre bezeichnet, deren innere Fläche mit einer fluoreszierenden Masse 21 belegt ist, auf der das Bild erzeugt wird. Mit h ist die senkrechte Höihe einer Zeile bezeichnet. 22 stellt ein System konvexer Linsen dar, deren Durchmesser gleich h ist. Das Lidht, das von einer Zeile erzeugt wird, wird durdb. die Linsen im Brennpunkt 23 konzentriert. Ein weiteres Linsensystem¹24 erzeugt von den im Brennpunkt 23 gesammelten Lichtstrahlen ein paralleles Strahlenbündel 2 5, das wieder die Höhelfe 'hat.

Die von sämtlichen Teillinsen 22 im Brennpunkt 23 erzeugten Bildpunkte liegen alle in der diurcib den Pfeil 26 gekennzeichneten Ebene. In dieser Ebene wird der Schirm¹, der die Farbfilterelemente enthält, angebracht. Die durch die Linsen 22 erzeugtem: Bildpunkte entsprechen den Öffnungen der in Abb. 1 gezeigten Platte.

Die Bewegung des Filters 13 erfolgt duröh eine Vorrichtung- 27, die epicycloidische Zahnräder, elektromagnetische Vibratoren od. dgl. enthalt, um dem Sdhirm 13 eine Bewegung, wie sie in Abb. 2 durdh die Buchstaben DEFG gekennzeichnet ist, zu erteilen.

Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf 'die angegebenen Beispiele, sondern umfaßt audh andere Ausführunigsformien, die von dem Grundgedanken der Erfindung Gebrauch machen.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Erzeugung farbiger Bilder, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem¹ Schirm 'der Kathodenstrahlröhre und dem Betrachter ein bewegliches Farbfilter und eine feststehende Blende oder ein Linsensystem angebracht sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblende für jeden Bildpunkt eine Öffnung hat, deren Breite gleich der halben Breite des Bildpunktes und deren Höihe gleich 1/3 der Höhe des zugehörigen BiIdpuriktes ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsendurchmesser gleich der Größe der Bildpunkte ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter aus paarweise angeordneten Kolonnen von Gruppen von mehreren Farbelementen besteht, wobei die Größe des Farbelementes etwa gleich der Größe der Öffnungen der Lochblende ist.

5. Anordnung¹ nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Farbgruppen in der ersten Kolonne eines Kolonnenpaares um eins kleiner und in der zweitan Kolonine jedes Kolonnenpaares um eins größer ist als die Zahl der Öffnungen in der zugehörigen Kolonne der Lochblende.

6. Anordnung nach Anspruch ι bis 5, 'dadurch gekennzeichnet, daß das Filter zuerst nach oben, dann nach, links, dann nach unten und schließlich nach rechts durch eine mechanische, elektromagnetische oder eine ähnliche Vorrichtung bewegt wird.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, 'dadurch giekeanzieichnet, daß die Bewegung derart erfolgt, daß je eine Farbgruppe der ersten un'd 'der benachbarten zweiten Kolonne im Verlauf der Bewegung dies Filters die entsprechende Öffnung überstreicht.

8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, 'dadurch .gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Punkte eimer Zeile eines Schwarzweißbildes in eine farbige Zeile umgewandelt werden, wobei die Farbpunkte den ganzen Farbbereich in bestimmter Ordnung durchlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 5520 10.53