DE932729C - Farbbildempfaenger - Google Patents

Description

Die Übertragung von Fernsehbildern in Farbe erfolgt -dadurch, daß man getrennte Bilder roten, grünen und blauen Lichtes aufnimmt und diese zum Empfänger überträgt.

Bei den verbreitesten Färbfernsehsystemen wird ein ganzes Bild oder ein Teilbild in einer Farbe, z. B. das rote Licht des Bildes, aufgenommen und zum Empfänger gesendet, der es für das Auge des Beobachters rot reproduziert. Dann, wird das grüne Licht des Bildes aufgenommen, gesendet und reproduziert und schließlich das blaue Bild. Diese Übertragung ist unter dem Namen »Farbbildfolge« bekannt. Bei anderen Systemen wird nacheinander eine Bildzeile in jeder Farbe gesendet (sogenannte Zeilenf olgesystem), und bei noch anderen Systemen wird ein kleiner Teil einer Zeile gesendet (sogenannte Punktfolgesystem).

Es wurden auch schon andere Farbfernsehsysteme vorgeschlagen und verwendet, bei denen die roten, grünen und blauen Bilder gleichzeitig übertragen und reproduziert werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Farbbildempfänger, der bei jedem dieser Systeme, also sowohl bei den Fartbbildfolgesystemen als auch bei den Systemen mit gleichzeitiger Übertragung der verschiedenfarbigen Bilder, verwendbar ist und bei dem die Schwierigkeiten vermieden werden, die sich aus der hohen Präzision der Fokussierung des

Elektronenstrahles ergeben, die (bei einigen dieser Systeme unbedingt notwendig ist.

Der Farbbildempfänger nach der Erfindung vermag auf einem einzigen Schirm Bilder verschiedener Farben aufzunehmen und stellt automatisch sicher, daß die getrennten Farbsignale auf dem Ausgangsschiirm nur Licht der ihnen entsprechenden Farbe hervorrufen. Der Empfänger ist mit Signalkanälen für Bilder verschiedener Farbe ίο und mit einer Bildröhre versehen, deren Fluoreszenzfiächen Licht der verschiedenen Farben emittieren und die eine Anzahl von Elektronenstrahlsystemen aufweist, die eine der Zahl der verschiedenen Farben entsprechende Anzahl von Elektronenstrahlen auf die Leuchtflächen der Röhre werfen. Erfindungsgemäß kennzeichnet sich dieser Farbbildempfanger durch eine Vorrichtung zur Aufbringung- von Identifizier ungs Signalen auf die von den Elektronenstrahlsystemen erzeugten Strahlen und durch auf den Einfall der Identifizierungssignale auf den Fluoreszenzflächen einer bestimmten Farbe ansprechende· Steuer- und Schaltvorrichtungen, die das Elektronenstrahlsystem, dessen Strahl auf eine Fluoreszenzfläche dieser Farbe auftr.ifft, an den das Signal gleicher Farbe führenden Sijgnalkanal anschaltet.

Vorzugsweise ist der Schirm der Bildröhre mit Streifen aus Leuchtstoffen in Dreiergruppen versehen, die entsprechend Licht in 'den drei Grundfarben bei Elektroneneinfall aussenden, wenn die Elektronenstrahlsysteme Abtaststrahlen auf diese Streifen werfen. Die Vorrichtung zur Erzeugung der Identiftzierungssignale für die Abtaststrahlen besteht zweckmäßig aus einem Oszillator, dessen Ausgang die Strahlen von zwei· Elektronenstrahlsystemen mit umgekehrter Phasenbeziehung moduliert.

Die Erfindung soll im folgenden an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. ι ein schematisches Schaltbild einer Bildempfängerröhre gemäß der Erfindung und die dazugehörenden Schaltkreise und

Fig. 2 eine Ansicht eines Teiles der Fig. 1, jedoch unter Verwendung einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung.

Die an ,sich bekannte Bildröhre 1 weist ein Vakuumgefäß wie eine normale Schwarz-Weiß-Bildröhre auf, jedoch ist der Halsteil 2 weiter ausgeführt, da er zur Aufnahme von drei Elektronenstrahlsystemen 3, 4 und 5 statt nur eines einzigen Elektronenstrahlsystems bei der üblichen Schwarz-Weiß-Bildröhre dient. Eine übliche Bündelungs-.spule 6 bündelt die drei von den Systemen 3, 4 und 5 kommenden Elektronenstrahlen zu feinen Brennflecken auf drei Punkten des Bildschirmes 7 am verbreiterten Ende der Röhre 1. Der Schirm 7 besteht aus einer Glasplatte mit parallelen Streifen aus einem fkioresKierendem Stoff, die voneinander etwa ein Drittel des Abstandes der Bildzeilen eines üblichen Fernsehröhrenschirmes entfernt sind. Die Streifen sind in Dreiergruppen unterteilt, nämlich je einen rotemittierertden Streifen R, einen grünemittierenden .Streifen G und einen blauemittierenden Streifen B. In der Zeichnung sind der Übersichtlichkeit halber nur wenige Gruppen dargestellt. Eine dünne Lage aus einem durchsichtigen, leitenden Material, beispielsweise dem von der Pittsburgh Plate Glass Company in Pittsburgh unter dem Handßlsnamen »NESA« vertriebenen Material, wird zwischen die grünen Streifen G und das Glas eingelegt und ist über einen Belastungswiderstand 8 geerdet. Die Elektronenstrahlsysteme 3, 4 und 5 sind so fokussiert, daß ihre Strahlen in Punkten konvergieren, die den gleichen Abstand wie die Streifen R, G und B haben.

Statt nur die grünen Fluoreszenzstreifen mit einem leitenden Überzug zu hinterlegen, können auch alle Streifen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, mit einem Überzug hinterlegt -werden, der über einen Widerstand 8 an eine Sammelelektrode 31 gelegt ist. Ein Satz der Fluoreszenzstreifen, beispielsweise die grünemittierenden Streifen, hat eine höhere Sekundäremission als die anderen Farben. Somit beherrscht die Modulation, die durch die den grünen Streifen treffende Elektronenstrahl vorrichtung _v hervor/gerufen wird, den Strom in Widerstand und !bestimmt den Charakter des auf einen Verstärker 12 übertragenen Signals.

Die Bündel- und Ablenkspulen 6 sind so angeordnet, daß die Blüdzeilen bezüglich der Fluoreszenzstreifen um einen Winkel von vorzugsweise 3° geneigt ,sind. "

Ein Oszillator 9 mit einer Frequenz von beispielsweise 10 MHz, d. h. die gut oberhalb jeder Bildsignalfrequenz liegt, moduliert die von den Elektronenstrahlsystemen 3 und " 5 kommenden Strahlen geringfügig in entgegengesetzter Phase, während der mittlere Strahl vom Elektronensyistem 4 unmoduliert bleibt. Wenn somit die Strahlen von einem der Elektronenstrahlsysteme 3 oder 5 auf einen grünen Streifen G des Schirmes 7 auftreffen, tritt zusätzlich zur Bildsügnaknodulation ein Strom mit einer Frequenz von 10 MHz im grünen Streifen- und im Widerstands auf. Trifft jedoch der Strahl vom Elektronenstrahlsystem 4 allein auf einen grünen Streifen G auf, bo fließt kein 10 MHz-Strom durch den Widerstand 8. Ein einfacher Stromresonanzshunt 11 trennt die 10 MHz-Spannung von irgendeinem Bildsignal im Widerstand 8 und drückt sie über den Verstärker 12 und den Begrenzer 13 auf einen Phasenvergleicher 14, der -so geschaltet ist, daß er eine positive Ausgangsspannung aufweist, wenn die 10 MHz-Modulation im Widerstand 8 bei einem Einfall des Strahles vom Elektronenstrahlsystem 3 auf einen grünein Streifen G vorhanden ist, während eine negative Ausgarigsspannung auftritt, wenn im Widerstand 8 die umgekehrt gepoilte MHz-Modulation infolge des Einfalle eines Strahles vom -Elektronenstrahlsystem 5 auf einen grünen Streifen G vorhanden ist. Die Ausgangsspannung ο tritt auf, wenn keine 10 MHz-Modulation vorhanden ist, weil nur der Strahl vom Elektronenstrahlsystem 4 auf einen grünen Streifen G trifft.

Die Ausgangsspannungen des Phasenvergleichens dienen zum Schalten der Verbindungen zwischen den Eingangskanälen 21, 22, 23, die die ankommenden Blaubild-, Grünbild- und Rotbildsignale führen, und den Elektronenstrahlsystemen 3, 4 und 5, so daß dais Elektronenstrahlsystem, dessen Strahl auf den grünemittierenden Fluoreszenz-Streifen G im betreffenden Augenblick fällt, ,immer in Übereinstimmung mit dem Grünbildsignal vom Farbkanal 22 moduliert wird, wobei gleichzeitig der auf den rotemittierenden Streifen des Schirmes 7 einfallende Strahl das Rotbildsignal vom Farbkanal 23 und der auf den blauemittierenden Streifen einfallende Strahl das Blaubildsignal vom Farbkanal 21 erhält.

Der eben erwähnte Schaltvorgang erfolgt durch eine Anordnung von neun Sperröhren, von denen eine mit ihren Einzelschaltungen dargestellt ist, während die anderen acht nur im Blockschema gezeichnet sind. Jede Sperröhre enthält zwei Steuergitter und wird durch die kombinierte Wirkung ihrer Gitter nichtleitend gehalten, bis sie durch einen Impuls vom Phasenvergleicher 14 leitend wird, der ihr zweites Gitter so weit positiv macht, daß die Röhre als normaler Verstärker für die ankommenden Bildsignale arbeitet. Kurz gesagt, ist jeweils ein Satz von drei Sperr Öhren für jeden Farbeingangskaimal vorgesehen, und diese schalten diesen Kanal entsprechend an die drei Elektronen-Strahlsysteme 3, 4 und 5. Dadurch entspricht die Farbmodulation eines bestimmten Elektronenstrahlsystems jn jedem Augenblick der Farbe des Fluoreszenzstreifens R, G oder B, wobei die Phasenvergleicherspannung die Vorrichtung anzeigt, welche erregt werden soll.

Die Sperröhren werden entsprechend durch die Zahl des Elektronenstrahlsystems und den Buchstäben R, G, B des Farbkanals bezeichnet, an den die betreffende Röhre das Elektronenstrahlsystem schaltet. So hat beispielsweise die oberste Röhre in der Zeichnung, deren Anschlüsse iim einzelnen dargestellt sind, das Symbol 3i2, w.as soviel bedeutet, daß bei positivem zweiten Gitter durch diese Röhre das Eäektronenstrahlsystem 3 an den Rotbildeingangskanal 23 geschaltet wird und der Strahl vom Elektronenstrahlsystem 3 in Übereinstimmung mit dem roten Licht im übertragenen Bild moduliert wird.

Die Schaltung der neun Sperröhren 3 R bis 5-5 zur Ausführung der oben beschriebenen Schaltvorgänge wird durch drei Steuervorrichtungen 25, 26 und 27 bewirkt, die durch die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers 14 gesteuert werden und deren entsprechende Ausgänge jeweils an das zweite Gitter einer Röhre jeder Gruppe von drei Röhren geschaltet sind. Die Steuervorrichtung 25 erzeugt eine positive Ausgaingsspannung, wenn die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers Null ist, während die Ausgangsspannung der Steuervorrichtungen 26 und 27 negativ ist. Die positive Ausgangsspannung der Steuervorrichtung 25 hält die Sperröhren 4 G, 2,R und 5 .B leitend, so daß das Elektronenstrahlsystem 4 an den Grünbildeingangskanal 21 angeschaltet ist, während das Elektronenstrahlsystem 3 das ankommende rote Bild und das Elektronenstrahlsystem 5 das ankommende blaue Bild· führt. Die Elektronenistrahlsysteme 3, 4 und 5 treffen, wie erinnerlich, die roten, grünen und blauen Fluoreszenzstreifen, wenn die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers gleich Null ist. Daher werden diese Streifen jeweils in Übereinstimmung mit dem ankommenden Signal der Farbe, die siie emittieren, erregt.

Da die Bildzeile auf dem Schirm 7 schräg zur Richtung der Fluoreszenzstreifen R, G und B verläuft, wird der grüne Streifen G nacheinander durch die drei Elektronenstrahlen, getroffen, und die Ausgangsspannung des Phaisenvergleichers ändert sich von Null nach Positiv und dann nach Negativ. Sie ist, wie erwähnt, immer dann positiv, wenn das Elektronenstrahlsystem 3 einen grünen Streifen G trifft. Ist sie positiv, so wird auch der Ausgang der Steuervorrichtung 26 positiv und der der Steuervorrichtungen 25 und 27 negativ. Die Sperrröhren 4 G, 3 R und 5 B sind somit nicht mehr leitend, und die ElektronenstraKlsysiteme 3, 4 ond 5 werden von den roten, grünen und blauen Eingangskanälen abgeschaltet, während die Sperrröhren 3 G, 4 B und 5 R leitend werden und die Elektronenstrahlsysteme 3, 4 bzw. 5 an die Grünbild-, Blaubild- bzw. Rotbildeingangskanäle 21, 22, 23 anschalten. Somit trifft nunmehr das Elektronenstrahlsystem 3 einen grünen Streifen G und wird durch das grüne Signal, das über den Farbkanal 23 gelangt, moduliert, während in ähnlicher Weise die Elektronenstrahlsysteme 4 und 5 durch die Kanäle der Farbe moduliert werden, deren Fluoreszenzstreifen sie erregen.

Wenn der grüne Streifen G auf dem Schirm 7 von dem Elektronenstrahlsystem 5 getroffen wird, wird die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers negativ. Damit wird die Ausgangsspannung der Steuervorrichtung 26 ebenfalls negativ und die der Steuervorrichtung 27 positiv, so daß die Sperrröhren 3 G, 4 B und 5-/? nicht mehr leiten und die Sperröhren 3 5, 4R und 5 G leitend werden. Dadurch werden die Elektronenstrahlsysteme 3, 4 und 5 vom grünen, blauen und roten Bildeingangskanal abgeschaltet und entsprechend an den blauen, roten und grünen Bildeingangskanal 21, 22 und 23 angeschaltet. Damit wird aber das den grünemittierenden Fluoreszenzstreifen G treffende Elektronenstrahlsystem 5 durch den das grüne Bild führenden Eingang moduliert. Entsprechendes gilt für die Elektronenstrahlsysteme 3 und 4.

Der Phasenvergleicher und die Sperröhrenkreise reagieren also immer so, daß sie das entsprechende Elektronenstrahlsystem an die Farbbildsignale anschalten, die den Farbemissionen entsprechen, die sie in jedem Augenblick auf dem Ausgangsschirm 7 erregen, ohne Rücksicht darauf, auf welchen Fluoreszenzstreifen R, G oder B gerade der Elektronenstrahl trifft. Ob die Elektronenstrahlen ihren Einfall auf verschiedene Streifen in Übereinstimmung mit dem beabsichtigten Programm infolge der oben beschriebenen Divergenz der Richtung der Abtast-

linde von der des Streifens R, G, B ändern oder weil eine gewisse Nichtlinearität od. dgl. in einer wirksamen Komponente auftritt, das Schaltsystem hält immer die richtige Übereinstimmung zwischen Farbsignal und Farbemission aufrecht.

Obwohl ein Übertragungssystem beschrieben wurde, bei dem alle Farben !gleichzeitig auf drei verschiedenen Kanälen übertragen werden, ist selbstverständlich ein System, bei der dlie Farbsignale aufeinanderfolgend. übertragen werden, im Effekt das gleiche, wie das auerst erwähnte System, weil in einem bestimmten Augenblick eben zwei Farbbilder die Intensität Null haben, während das dritte Farbbild eine erkennbare Intensität aufweist. Wenn -beispielsweise ein grünes (G) Farbbild vom Sender auf ein Farbfolgesystem gelangt, sind die Signale auf dem blauen (B) Kanal 21 und auf dem roten (R) Kanal Null, Wenn sich dann .das ankommende Farbbild nach blau ändert, wird das Signal auf dem grünen (G) Kanal 22 Null,, und auf dem blauen (B) Kanal erscheint ein merkliches Signal. Dieser Vorgang wiederholt sich in der entsprechenden Reihenfolge.

Diese aufeinanderfolgende Farbübectragung kann auf der Bildröhre 1 reproduziert werden, da das Schaltsystem für die Sperröhren für die drei Elektronenstrahlsysteme in jedem Augenblick eine solche Reproduktion vornehmen kann, gleichgültig welches Farbbild über die Farbkanäle 21, 22, 23 ankommt, sei es als Einzelfarbbild oder als zusammengesetztes Farbbild. Das beschriebene Bildaufnahmesystem eignet sich also für beide Arten des Farbfernsehens und kann, somit auch ' Bilder des Folgesystems reproduzieren, gleichgültig ob es sich dabei um ganze Bilder oder Teilbildeir, Zeilen, Punkte oder eine andere Unterteilung handelt.

Während das System im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurde, bei der die Bildzeilen auf dem Schirm etwas von der Richtung der fluoreszierenden Streifen abweichen, kann das System auch ohne Rücksicht darauf, ob der Winkel zwischen Bahn und Streifen o° oder ein anderer Winkel ist, arbeiten.

Um Faribverzerrungen auszuschalten, ist es wünschenswert, daß der Durchmesser der A'btaststrahlen am Schirm gleich oder kleiner als der Abstand zwischen den Kanten benachbarter Fluoreszenzstreifen' ist. Sind die Strahlen nicht exakt auf die Streifen zentriert, so kann manchmal- nur ein Teil der Streifenbreite ausgeleuchtet sein -und sich eine Intensitätsverzenrung des Bildes ergeben. Diese Verzerrung läßt sich durch Fokussieren der Strahlen auf die kleinsten praktisch möglichen Durchmesser bei entsprechend Meinem Zwischenraum zwischen den Kanten der Fluoreszenzstreifen herabsetzen. Sie läßt sich durch automatische Einstellung der Stärke der Bildverstärkung im Empfänger in Synchronismus mit den am Phasen-' vergleicher abgenommenen Schaltspannungen kompensieren. Wenn sich somit der Strahl einer bestimmten Fluoreszenzlmie nähert oder sie verläßt, kann das Ausmaß der Bildverstärkung momentan durch das richtige Ausmaß in Reaktion auf ein von der Spannung des Phasenvergleichers gesteuertes Signal gesteigert werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Farbbildempf anger mit Siignalkanäleni für Bilder verschiedener Farbe und mit einer Bildröhre, die Fluoreszenzflächen, die Licht entsprechend den verschiedenen Farben emittieren, und eine Anzahl von Elektronenstrahlsystemen aufweist, die eine der Zahl der verschiedenen Farben entsprechende Anzahl von Elektronenstrahlen auf die Leuchtflächen der Röhre werfen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (9) zur Aufbringung von Identifizierungssignalen auf die von den Elektronenstrahlsystemen erzeugten. Strahlen und durch auf den Einfall - der . Identifizierungssiignale auf den Fluoreszenzflächen einer 'bestimmten Farbe ansprechende Steuer- und Schaltvorrichtungen, ■ die das Elektronenstrahlsystem, dessen· Strahl auf eine Fluoreszenzfläche dieser Farbe auftrifft, an den das Signal gleicher Farbe führenden Signalkanal anschaltet.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1, 'dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm der Bildröhre mit Streifen aus Leuchtstoffen in Dreiergruppen versehen ist, die entsprechend Licht in den drei Grundfarben bei Elektroneneinfall aussenden, und daß die Elektronenstrahlsysteme Abtaststrahlen auf diese Streifen werfen.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da'ß die Vorrichtung zur Erzeugung der Identifizierungssignale für die Abtaststrahlen aus einem Oszillator (9) besteht, dessen Ausgang die Strahlen von zwei Elektronenstrahlsysteman (3, 5) mit umgekehrter Phasenbeziehung moduliert, und daß die Steuervorrichtungen einen Phasenvergleicher (14) und eine Anzahl von durch die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers gesteuerte Steuervorrichtungen (25 bis 27) aufweist, die Schalt-Vorrichtungen (3 R bis 55) steuern, welche die Signalkanäle (21 bis 23) an die entsprechenden Elektronenstrahlsysteme (3 bis 5) anschalten.
4. 4. Empfänger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- no vorrichtungen aus einer Gruppe von Schaltern (2,R bis βB) für jeden- Signalkanal- (21, 22, 23) bestehen und jede Gruppe je einen -Schalter für jedes Elektronenstrahlsystem (3, 4, 5) aufweist.
5. 5. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenvergledcher eine Ausgangsspannung höheren und niedrigeren Wertes hat, wenn zwei modu-.lierteElektronenstrahlen auf einem Fluoreszenz-Streifen .einer bestimmten Farbe auftreffen, während er eine Ausgangsspannung mit einem mittleren Wert hat, wenn der dritte Elektronenstrahl auf dem Fluoreszenzstreifen auftrifft, und daß eine Gruppe von drei Sperröhren (3-Z? bis S B) für jeden Signalkanal· und¹ Verlbindungen vorgesehen sind, um eine der Sperr-

   röhren in jeder Gruppe leitend zu halten, wenn diie Ausgangsspannung den höheren Wert hat, eine zweite Sperröhre in jeder Gruppe leitend zu halten, wenn die Ausgangsspannung den Mittelwert annimmt, und die dritte Speirröhre in jeder Gruppe leitend zu halten, wenn die Ausgangsspannung den niedrigen Wert hat, wodurch die Abtaststrahlen immer durch die Signale des Farbkanals moduliert werden, der mit dem von ihnen emittierten Licht iibereinstimmt.

   Angezogene Drucksdhriften: Proc. IRE Oct. 1951, S. 1182, Fig. 5 a und 5 c.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   I 509 541 9.55