DE916298C

DE916298C - Verfahren und Vorrichtung zum Wiedergeben von Fernsehbildern

Info

Publication number: DE916298C
Application number: DEN5203A
Authority: DE
Inventors: Pieter Schagen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-03-15
Filing date: 1952-03-12
Publication date: 1954-08-09
Also published as: NL159865B; CH298352A; GB705229A; BE509920A; US2784250A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre mittels elektrischer Bildimpulse erzeugten Fernsehbildern, auf eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens sowie auf eine mit einer gemäß diesem Verfahren hergestellten Aufzeichnung.

Das Aufzeichnen, vorzugsweise auf photographischem Wege, von Fernsehbildern kann z. B.

wichtig sein, wenn es sich um besondere Ereignisse handelt, wobei die Fernsehbilder entweder am Sendeort oder an der Empfangsstelle auf einem Träger festgelegt werden. Auch kann Fernsehbildaufzeichnung wichtig sein, wenn man an der Sende- oder an der Empfangsstelle das Fernsehbild aufs neue aussenden möchte, jedoch unter Zuhilfenahme eines Abtastsystems, das mit einer Zeilenzahl arbeitet, die verschieden von derjenigen des ursprünglich aufgenommenen Bildes ist. Im letztgenannten Fall kann die gleiche Darbietung von Empfängern mit verschiedenen Abtastsystemen beobachtet werden.

Zum Aufzeichnen von Fernsehbildern sind bereits verschiedene Systeme bekannt, bei denen das auf den Schirm des Kontrollapparates, einer Elektronenstrahlröhre, auf deren Schirm das auszusendende Bild zur Kontrolle abgebildet wird, erscheinende Bild mittels einer Filmkamera aufgenommen wird. Man stößt hierbei auf eine Schwierigkeit wegen der verschiedenen Arten, in denen das sichtbare Bild erzeugt wird. Während bei der Filmaufnahme das Bild nur einen kurzen

Augenblick und mit voller Fläche auf dem Bildfenster erscheint und dabei auf die empfindliche Filmschicht einwirkt, wird das Fernsehbild Punkt für Punkt hintereinander erzeugt. Da der Geschwindigkeit, mit der der Film im Filmfenster schrittweise bewegt wird, aus praktischen Gründen eine gewisse Grenze gesetzt ist, ist es nicht möglich, innerhalb des kurzen Zeitverlaufs zwischen dem Augenblick, in dem ein vorhergehendes Fernsehbild vollständig auf dem Schirm des Kontrollapparates erzeugt ist, und dem Augenblick, in dem ein neues Bild auf dem Schirm begonnen wird, den Film zu verstellen. Bei der erwähnten schrittweisen Fortbewegung des Films ist es somit unvermeidlieh, daß der Film bereits während der Bilderzeugung auf dem Schirm des Kontrollapparates fortbewegt werden muß, während welcher Bewegung der optische Weg unterbrochen wird, so daß bei diesem bekannten Verfahren immer ein ge-

ao wisser Darbietungsverlust auftreten wird.

Es ist bereits bekannt, dem genannten Übelstand dadurch abzuhelfen, daß ein optisches Ausgleichssystem verwendet wird, mit dessen Hilfe die Abbildung des Schirmbildes in der Bewegungsrichtung des Films derart verschoben wird, daß der Film mit konstanter Geschwindigkeit fortbewegt werden und ein Abfangen des aufzeichnenden Lichtbündels unterbleiben kann. Obgleich es bei Anwendung des letztgenannten Verfahrens keinen Darbietungsverlust gibt, ist diese Lösung nicht glücklich, da das optische Ausgleichssystem ziemlich verwickelt ist, was den Betrieb schwierig und kostspielig macht.

Beim Verfahren nach der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch vermieden, daß auf dem mit einem Leuchtstoff versehenen Schirm ein latentes Bild erzeugt wird und dieser Stoff mittels einer innerhalb der Zeit zwischen der Entstehung des letzten Bildpunktes des Schirmbildes und des ersten Bildpunktes eines folgenden Filmbildes (Rücklaufzeit) gelieferten Energiemenge in Form eines Lichtblitzes angeregt wird. Das so vollständig sichtbar gemachte Bild wird innerhalb der Rücklaufzeit auf optischem Wege auf einen Träger abgebildet, wonach während der Erzeugung des darauffolgenden latenten Bildes auf dem Bildschirm der optische Weg unterbrochen wird. Diese Abblendung des aufzeichnenden Lichtbündels ist erwünscht, um beim Nachleuchten des folgenden auf dem Bildschirm aufzubauenden Bildes eine störende Beeinflussung des auf den Träger abgebildeten vorangehenden Schirmbildes zu verhüten.

Selbstverständlich sollen zum vorliegenden Zweck Leuchtstoffe verwendet werden, die beim Aufbau des Schirmbildes durch das Elektronenstrahlbündel die zugeführte Energie teilweise auszustrahlen (in Form von Licht) und teilweise aufzuspeichern vermögen. Die aufgespeicherte Energie kann durch Bestrahlung des Stoffes mit langwelligem Licht in Form von sichtbarem Licht kürzerer Wellenlänge ausgelöst werden, was mit dem Ausdruck »anregen« bezeichnet sei.

Die erwähnten Stoffe sind an sich bekannt. Sie haben z. B. bei Radaranzeigesystemen Anwendung gefunden, bei denen sie auf dem Schirm einer Elektronenstrahlröhre angeordnet sind und das zu erzeugende Schirmbild in latenter Form aufgebaut wird, wonach dieses Bild durch Infrarotbestrahlung angeregt und infolgedessen sichtbar gemacht wird. Der Bildschirm enthält dabei z. B. Strontiumsulfid und geringe Mengen Samarium und Cer.

Da das vollständig sichtbar gemachte Schirmbild beim Verfahren nach der Erfindung während der Rücklaufzeit abgebildet wird, die nur ein Bruchteil der zur Erzeugung des ganzen Schirmbildes erforderlichen Zeit (V25 Sekunde) beträgt, steht reichlich Zeit zur Verfügung, um während latenter Aufzeichnung des folgenden Schirmbildes den optischen Weg die erwünschte Zeit lang zu unterbrechen.

Der Träger kann z. B. aus einem, mit einer lichtempfindlichen Schicht versehenen, schrittweise fortbewegten Film bestehen, der nach der Erfindung nur während der Zeit fortbewegt wird, in der das aufzeichnende Lichtbündel abgeblendet ist. Es ist jedoch möglich, bei der hinreichend kurzen Belichtungszeit, die während des Elektronenstrahlrücklaufs zur Verfügung steht, und durch die Wahl des lichtempfindlichen Filmmaterials den Film kontinuierlich fortzubewegen, wobei die Filmgeschwindigkeit im Bildfenster der zum Aufbau eines vollständigen Bildes auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre erforderlichen Zeit genau angepaßt ist. In beiden Fällen braucht einerseits die Filmgeschwindigkeit nicht so groß zu sein, wie es normalerweise bei Filmkameras üblich ist, und andererseits gibt es keine Darbietungsverluste, da die Rücklaufzeit völlig ausreicht, um eine Abbildung des in dieser Zeit angeregten Schirmbildes auf dem Film zu erzeugen. Außerdem erübrigt sich beim kontinuierlich fortbewegten Film die Anwendung eines optischen Ausgleichs.

Der Träger kann weiter in den oben erwähnten Fällen, in denen ein Abtastsystem mit einer verschiedenen Zeilenzahl verwendet wird, von der Photokathode eines Bildikonoskops gebildet werden. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird dann das vollständig sichtbar gemachte Bild auf die Photokathode abgebildet, und während der Unterbrechung des optischen Weges (Ausblendung) wird das durch die Photokathode auf dem Mosaikschirm des Ikonoskops gebildete elektrische Ladungsbild mit einer Zeilenzahl abgetastet, die von derjenigen verschieden ist, mit der das ursprüngliche Bild auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre erzeugt worden ist.

Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. ι zeigt eine Vorrichtung, mit der nach der Erfindung eine Fernsehdarbietung auf einen Film festgehalten wird;

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, mit der gemäß der Erfindung die Zeilenzahl eines Fernsehbildes geändert wird.

In Fig. ι ist mit 1 der Bildschirm einer ElekiTonenstrahlröhre 2 bezeichnet, der mit einem

Leuchtstoff, wie ζ. B. Strontiumsulfid mit geringen Mengen Samarium und Cer, versehen ist. Eine Optik 3 ist derart in bezug auf den Bildschirm aufgestellt, daß eine scharfe Abbildung desselben auf dem Bildfenster 4 einer Filmkamera 5 entsteht. Ein Film 6 kann in üblicher Weise mittels sich kontinuierlich bewegender Zahnräder 7, 8 und des sich schrittweise bewegenden Malteserkreuzes 9 von der Abwickelspule 10 her über Führungsrollen 11 an dem Bildfenster vorbei zur Aufwickelspule 12 geführt werden, wobei die vom Zahnrad 9 herbeigeführte schrittweise Filmbewegung mittels loser Schleifen 13, 14 in vor und hinter dem Bildfenster liegenden Filmteilen ermöglicht wird. Weiter ist eine mit einem Reflektor 15 versehene Energiequelle in Form einer bei der Zuführung eines elektrischen Stromes infrarotes Licht ausstrahlenden Blitzlichtlampe 16 derart in bezug auf den Bildschirm ι angeordnet, daß das Ganze mit infrarotem Licht bestrahlt werden kann.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die z. B. mittels einer vor der wiederzugebenden Szene aufgestellte Fernsehaufnahmeapparatur erzeugten elektrischen Bildimpulse werden dem Steuergitter 17 der Röhre 2 zugeführt. Das entsprechend den elektrischen Bildimpulsen modulierte und von einem Ablenksystem 18 abgelenkte Elektronenbündel 19 erzeugt Punkt für Punkt nacheinander ein Bild auf dem Bildschirm 1 der Röhre 2.

Dieses Bild besteht zum Teil aus einem latenten Bild und zu einem anderen Teil aus einem direkt ausgestrahlten sichtbaren Bild, da ein Teil der zugeführten Elektronenenergie im Stoff des Schirmes aufgespeichert wird, während die restliche Energie in sichtbares Licht umgewandelt wird. Die Ablenkung des Elektronenbündels erfolgt mittels des Ablenksystems 18, das von einem Generator 20 gesteuert wird, der die Synchronisierimpulse des Eingangssignals in Ablenksignale umwandelt, wodurch das latente Bild in V25 Sekunde aufgebaut wird, welche Zeit zwischen der Bildung des ersten Bildpunktes eines vollständigen Schirmbildes und des ersten Bildpunktes eines nächstfolgenden vollständigen Schirmbildes verstreicht. Zwischen der Erzeugung des letzten Bildpunktes eines vorangehenden vollständigen Schirmbildes und des ersten Bildpunktes eines folgenden vollständigen Schirmbildes liegen einige Millisekunden, die sogenannte Rücklaufzeit. Innerhalb des letztgenannten Zeitverlaufes wird der Blitzlichtlampe 16 vom Generator 20 ein sehr kurzer Stromimpuls

. zugeführt, wodurch der Bildschirm 1 derart stark mit infrarotem Licht bestrahlt wird, daß die im Leuchtstoff aufgespeicherte Energie frei wird und das latente Bild sichtbar wird. Die zugeführte Energie soll natürlich hinreichen, um praktisch sämtliche aufgespeicherte Energie auszulösen, wodurch Beeinflussung des vom Elektronenbündel 19 zu bildenden folgenden Schirmbildes vermieden

So wird.

Vorzugsweise wird für den Bildschirm 1 ein derartiger Leuchtstoff gewählt, daß die Nachleucht zeit des sichtbaren Bildes hinreichend kurz ist, um während des in der Rücklaufzeit zu verwendenden infraroten Blitzes keine zusätzliche Schwärzung, die von nachleuchtenden Bildpunkten des vorangehenden Schirmbildes stammt, auf dem Film herbeizuführen.

Auch kann man einen Stoff verwenden, dessen Nachleuchtzeit größer als die Rücklaufzeit, aber kleiner als V25 Sekunde ist. In diesem Fall soll eine ausgleichende Korrektur in der Stärke des zum Steuergitter 17 der Elektronenstrahlröhre 2 gelangenden Eingangsbildsignals vorgenommen werden.

Das auf diese Weise vollständig sichtbar gemachte Schirmbild wird von der Optik 3 auf den in diesem Augenblick (Rücklaufzeit) im Bildfenster 4 unbeweglichen Film projiziert. Innerhalb der Zeit, in der das nächstfolgende latente Schirmbild aufgebaut wird (V25 Sekunde), muß der Film im Bildfenster um die Höhe eines Filmbildes verstellt sein, so daß bei der Belichtung durch das folgende, aufs neue mit einem infraroten Blitz sichtbar gemachte Schirmbild eine neue Abbildung auf dem Film erzeugt werden kann. Da der Film nur während der Rücklaufzeit im Filmfenster stillzustehen braucht, steht zum Filmtransport reichlich Zeit zur Verfügung. Dies hat den Vorteil, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Films gleich oder kleiner als die normale Filmbewegungsgeschwindigkeit gewählt werden kann, wobei es keine Darbietungsverluste gibt, da das auf dem Schirm aufgebaute Bild vollständig auf den Film abgebildet wird.

Um zu verhüten, daß beim Aufbau des nächstfolgenden Bildes auf dem Bildschirm 1 der Röhre 2 aufleuchtende Bildpunkte auf den sich gegebenenfalls im Bildfenster 4 bewegenden Film abgebildet werden, ist eine Einrichtung in Form einer sich drehenden, mit einer öffnung versehenen Scheibe 21 (Verschluß, Blende) vorhanden, mit der das aufzeichnende Lichtbündel 22 in der zwischen der Bildung des ersten und des letzten Bildpunktes eines und desselben Schirmbildes verstreichenden Zeit ausgeblendet werden kann. Mit Hilfe des Generators 20 wird der Antrieb des Kameramotors 23 und die damit gekuppelte Übersetzung 24 für die Fortbewegung des Films und des Verschlusses 21 mit der Bildabtastung des Elektronenbündels in der Elektronenstrahlröhre synchronisiert, so daß in dem Augenblick, in dem das Bündel den letzten Bildpunkt eines Schirmbildes gebildet hat, der Film im Bildfenster um die Höhe eines Filmbildes weitergeführt worden ist. Während der Rücklaufzeit des Bündels 19 wird von der Lampe 16 ein Blitz erzeugt, und die Lage des Verschlusses 21 ist derart, daß das aufzeichnende Lichtbündel 22 nicht abgeblendet wird.

Fig. 2 zeigt eine Elektronenstrahlröhre 2 wie oben geschildert, bei der entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Eine Optik 25 ist wieder derart in bezug auf den Bildschirm ϊ angeordnet, daß eine scharfe Abbildung desselben auf einem Träger in Form der Photokathode 26 eines Bildikonoskops 27 erhalten wird. Unter Zuhilfenahme einer Elektronenoptik 28 kann

ein elektrisches Ladungsbild des auf die Photokathode 26 abgebildeten Schirmbildes der Elektronenstrahlröhre 2 auf dem Mosaikschirm 29 des Ikonoskops erzeugt werden. Dieses Ladungsbild wird mittels eines Elektronenbündels 30, das durch ein von einem Generator 31 gespeistes Ablenksystem 32 abgelenkt wird, mit einer Zeilenzahl abgetastet, die von derjenigen verschieden ist, mit der das Bild auf dem Bildschirm der Elektronen-Strahlrohres erzeugt wird. Die Wirkungsweise der geschilderten Einrichtung wird im folgenden kurz beschrieben. Dem Steuergitter 17 der Röhre 2 werden elektrische Bildimpulse zugeführt. Das entsprechend den elektrischen Impulsen modulierte und vom Ablenksystem 18 abgelenkte Elektronenbündel 19 entwirft Punkt für Punkt nacheinander in der geschilderten Weise ein latentes Bild auf dem Bildschirm. Mit Hilfe eines innerhalb der Rücklaufzeit des Elektronenbündels 19 gelieferten infraroten Lichtblitzes von einer Blitzlichtlampe 16 wird das sichtbar gemachte Schirmbild vollständig auf der Photokathode 26 abgebildet. Das unmittelbar von der Elektronenoptik 28 auf dem Mosaikschirm 29 festgelegte elektrische Ladungsbild kann in der gleichen Zeitspanne, in der das nächstfolgende latente Bild auf dem Schirm 1 der Elektronenstrahlröhre 2 aufgebaut wird, mittels des vom Ablenksystem 32 gesteuerten Elektronenbündels 30 abgetastet werden. Um zu verhüten, daß von aufblitzenden Bildpunkten am Bildschirm bei der Erzeugung des nächstfolgenden latenten Schirmbildes stammendes Licht vorzeitig auf die Photokathode 26 auffällt und die Abtastung des vorangehenden Schirmbildes auf dem Mosaikschirm 29 beeinträchtigt, ist wieder ein Verschluß (Blende) 33 angeordnet, der derart mittels eines vom Generator 20 gesteuerten Motors 34 angetrieben wird, daß nur während der Rücklaufzeit des Elektronenbündels 19 in der Elektronenstrahlröhre 2 das aufzeichnende Lichtbündel 22 durchgelassen wird.

Die von dem Mosaikschirm 29 des Ikonoskops bei 35 abgeleiteten elektrischen Bildimpulse eilen somit nach der Zeit gerade um ^l!2s Sekunde, d. h. die zwischen der Bildung des ersten Lichtpunktes eines vorangehenden und des ersten Bildpunktes des folgenden vollständigen Schirmbildes verstreichende Zeit in bezug auf die elektrischen Bildimpulse nach, die dem Steuergitter 17 der Röhre 2 zugeführt werden.

Der Vorteil des hier geschilderten Verfahrens besteht darin, daß, falls eine benachbarte Fernsehsendeanlage mit einer von dem Eigensystem abweichenden Bildlinienzahl arbeitet, der Eigensender imstande ist, die Darbietung des erstgenannten Senders geeignet zu machen für den Empfang der der Eigenbildlinienzahl angepaßten Fernsehempfänger.

Claims

Patentansprüche·.

i. Verfahren zum Wiedergeben von auf dem Bildschirm einer Elektronenstrahlröhre mittels elektrischer Bildimpulse erzeugten Fernsehbildern, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem mit einem Leuchtstoff versehenen Schirm ein latentes Bild erzeugt wird und dieser Stoff mittels einer innerhalb der zwischen der Entstehung des letzten Bildpunktes eines Schirmbildes und des ersten Bildpunktes eines folgenden Schirmbildes (Rücklaufzeit) verlaufenden Zeit zu liefernden Energiemenge angeregt wird und daß das so vollständig sichtbar gemachte Bild innerhalb der Rücklaufzeit auf optischem Wege auf einen Träger abgebildet wird, wonach während der Erzeugung des nächstfolgenden latenten Bildes auf dem Bildschirm der optische Weg unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, zum Festlegen von Fernsehbildern auf einem schrittweise fortbewegten Film, dadurch gekennzeichnet, daß der Film während der Zeit fortbewegt wird, in der der optische Weg unterbrochen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vollständig sichtbar gemachte Bild auf eine Photokathode eines BiIdikonoskops abgebildet wird und daß während der Zeit, in der der optische Weg unterbrochen ist, das von der Photokathode auf dem Mosaikschirm des Ikonoskops gebildete elektrische Ladungsbild mit einer Zeilenzahl abgetastet wird, die von der Zeilenzahl verschieden ist, mit der das ursprüngliche Bild auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre erzeugt worden ist.
4. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Elektronenstrahlröhre mit einem mit Leuchtstoff versehenen Bildschirm enthält sowie eine Energiequelle zum Anregen dieses Stoffes innerhalb der Rücklaufzeit des auf dem genannten Schirm erzeugten latenten Bildes, eine Optik zum Abbilden des genannten Bildes auf den Träger und Mittel zum Abfangen (Ausblenden) des Lichtbündels während der Erzeugung des nächstfolgenden latenten Bildes auf dem Bildschirm der Elektronenstrahlröhre.
5. Bildfilm mit einer gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 hergestellten Aufzeichnung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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