DE941130C - Verfahren zur Gewinnung von Bildsignalen fuer Farbfernsehen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Erzeugung von Bildsignalen, für Farbfernse'hgeräte, insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Erzeugung von Signalen vom Bildpunkt-Farbwechseltyp (dot sequential type).

Bei dem bekannten Verfahren zur Erzeugung von Bildpunkt-Farbwechselsignalen wird eine Kamera verwendet, in der drei Aufnahmeröhren angeordnet sind, eine Röhre zur Analysierung des roten Lichtes vom Objekt, von dem ein Bild übertragen werden soll, eine zweite Röhre zur Analysierung des blauen Lichtes vom Objekt und die dritte Röhre zur Analysieruag des grünen Lichtes vom Objekt. Jede Röhre liefert eine kontinuierliche Ausgangsspannung während der Abtastung. Zum Zweck der Herstellung eines Punktfolgesignals wird eine Methode des Umschältens (sampling) verwendet, bei der die Ausgänge der Aufnahmeröhren der Reihe nach zu einer Ausgangsschaltung durchgelassen werden, so daß aus dieser Schaltung Signale vom Punktfolgetyp erhalten werden. Diese Art der Anordnung ist unbequem, sowohl vom Gesichtspunkt der Größenbemessung einer Kamera, die drei Aufnahmeröhren verwendet, als auch vom Gesichtspunkt der Schwierigkeit der richtigen Farbdeckung (Colour register) der drei Röhren. Diese Farbdeckung ist um so schwieriger, als es notwendig ist, um ein Endbild von hoher Feinheit zu erhalten,

daß jede der drei Röhren der Kamera mit derselben Feinheit arbeitet.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und Gerät zur Erzeugung von Bildsignalen vom Bildpunkt-Farbwechsekyp oder einem ähnlichen Typ unter Benutzung nur einer einzigen Aufnahmeröhre in der Kamera anzuwenden, so daß die vorangehend erwähnten. Schwierigkeiten herabgesetzt .sind. ■

ίο Einerseits wird bei dieser Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von Bildsignalen für Farbfernsehen, deren Farbe in.die Elementfolge wechselt, angegeben, wobei das zu übertragende Bild in Teilbildfolge abgetastet wird¹ und jedes Teilbild

einer Grundfarbe entspricht. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß aus einem ersten Teilbild Signalelemente ausgewählt und mit Zwischenraum aufgezeichnet und gespeichert werden und in diese Zwischenräume Elemente aus den anderen Grundfarben-Teilbildern eingefügt werden und daß schließlich durch kontinuierliche Abtastung des Speicherbildes Signale in Elementfolge gewonnen werden.

Andererseits wird in dieser Erfindung eine Vorrichtung zur Ausübung des oben geschilderten Verfahrens angegeben, wobei diese eine Farbfernsehkamera enthält mit einer Aufnahmeröhre, die so angeordnet ist, daß sie Bildsignale des Teilbild-Farbwechseltyps·, die verschiedene Fanbkomponenten des fernzusehenden Objektes darstellen, erzeugt, ferner Speichermittel' zur Speicherung von getrennten Elementen der verschiedenen Teilbilder und Mittel zur Abtastung des Speicherbildes zwecks Gewinnung von Bildsignalen in Elementenfolge.

Vorzugsweise sind die auseinander liegenden Elemente Bildpunkte, so daß die Bildsignale, die aus den gespeicherten Abbildern gewonnen werden, vom Bildpunkt-Farbwechseltyp sind. Die auseinanderliegenden Elemente können indessen eine längere Dauer als Bildpunkte haben, z. B. kann jedes von ihnen aus einer einzelnen Zeile bestehen, so daß - die Signale, die aus den Abbildern gewonnen werden, vom Zeilenfarbwechs.eltyp sind (line sequential type).

Außerdem wird die Zeitfolgeabtastung des Objektes, das ferngesehen werden soll, mit einer verhältnismäßig hohen Teilbild'frequenz durchgeführt. Die Bildsignale werden aus den gespeicherten Abbildern dadurch gewonnen, daß die Abbilder mit einer niedrigeren Teilbildfrequenz abgetastet werden. Zum Beispiel kann im Falle eines Dreifarben-Systems die höhere TeilbiMfrequenz 150 Teilbilder je Sekunde sein und die niedrigere Frequenz 50 Teilbilder je Sekunde.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. ι stellt eine Anordnung gemäß der Erfindung zur Herstellung von Punktzeitfolgesignalen dar; Fig. 2 stellt eine andere Anordnung gemäß der Erfindung zur Herstellung von Signallen vom P.unktzeitfolgetyp dar, mit der indessen ein Bild am Empfänger von größerer Feinheit hergestellt -werden kann, als es durch Buniktzeitfo'lge-Signale vom einfachen Typ mit der Anordnung der Fig. 1 erhalten werden kann;

Fig· 3 gibt eine weitere Anordnung gemäß der Erfindung wieder zur Erzeugung von Signalen vom sogenannten verträglichen (compatible) Typ;

Fig. 4 stellt in Blockform eine passende Bauart einer Durchlaß schaltung dar, wie sie in den Anordnungen gemäß den Fig. 1, 2 und 3 -verwendet wird. ,

In Fig. ι stellt das Viereck 1 eine Fernsehkamera dar zur Abgabe von Tei'lbild-Zeitfolgefarb-Signalen in den Primärfarben Rot, Blau und Grün und mit einer Teilbildfrequenz von 150 Teilbildern je Sekunde. Die Kamera enthält eine einzige Aufnahmeröhre 2 vom Typ, der mit Kathodenpotentialstabilisation arbeitet. Die Röhre kann von der Bauart sein, wie sie mit Bezug auf Fig. 6 des Journal of the Institution of Electrical Engineers, Bd. 97, Teil III, Nr. 50, S. 383, beschrieben ist. Der Kamera ist eine Faribfilterscheibe 3 zugeordnet, die in bekannter Weise mit roten, blauen und grünen Farbfiltern in Winkelform oder in Spiralform versehen ist. Die Kamera hat eine ObjektivMnse4 zur Fokussierung des Bildes, das übertragen werden soll, auf die Zielelektrode der Röhre 2. Diese Zielelektrode ist bei 5 angegeben. Licht, das auf go die Zielelektrode 5 mittels der Linse 4 fokussiert wird, wird durch das Farbfilter auf der Scheibe 3 durchgelassen, das jeweils zn dem dafür bestimmten Zeitpunkt vor - der Zielelektrode liegt. Die Scheibe 3 wird durch den elektrischen Motor 6, der mit dem Ablenkfeld in der Aufnahmeröhre 2 synchron läuft, zum Gleichlauf gebracht. Der Gleichlauf ist in der Zeichnung in der Weise dargestellt, daß der Motor 6 mit einer Quelle von synchronisierenden Signalen 7 verbunden ist, die ebenfalls mit' einem Generator 8 für Abtastwelilenzüge gekuppelt ist, der Teilbild- und' Zeilenabtastströme an die geeigneten Spulen der Röhre 2 liefert. Diese Abtastspulen sind schematisch bei 9 dargestellt. Die Signalausgangsspannung der Kamera wird an einem Ausgangswiderstand 10 in bekannter Weise erhalten. Diese Signaliausgangsspannuing ist eine Farbsignal-Ausgangsspannung voni Teilbild-Farbwechseltyp. Die Signalaiusgangsspannung wird nach geeigneter Verstärkung zu einer Durchlaß- "o schaltung 11 geführt, die durch eine Impulssteuerung aus der Quelle 7 für Gleichliaufsignale betätigt wird. Die Durchlaß schaltung 11 und die Art und Weise, in der sie arbeitet, wird im folgenden in den Einzelheiten noch näher beschrieben.

Signale, die durch die Durchläßschältung n durchgelassen sind, werden an Wiederzusammenfügungsmittel angelegt, die durch das gestrichelte Viereck 20 dargestellt sind. Die Wiederzusammenfügungsmittel 20 enthalten eine Bildwiederzusammenfügungsröhre 21, deren Kathodenstrahl mit einer Wiederholung von 150 Teilbildern je Sekunde im Gleichlauf mit dem Abtaststrahl der Aufnahmeröhre 2 abtastet. Zu diesem Zweck werden Zeilen- und Teilbildabtastströme zu den Abtastspulen 22 geführt, die der Wiedergaberöhre 21 'zugeordnet

sind. Diese Ströme werden durch Zeilen- und Teil·· bildablenkungsschaltungen bei 23 erzeugt, die durch Gleichlaufimpulse aus der Gleichlaufstromquelle 7 gesteuert werden. Die Signale' aus der Durchlaßschaltung 11, die zu der Wiedergabeeinrichtung 20 geführt werden, werden an eine Steuerelektrode der Wiedergaberöhre 21 angelegt und dadurch die Intensität des Strahles der Röhre 21 gesteuert. Die Durchlaßschaltung 11 arbeitet folgendermaßen. Der Strahl der Wiedergaberöhre 21 wird durch die erwähnten Signale für Perioden der Zeitdauer eines Bildelementes oder Punktes nur zu irgendeinem Zeitpunkt gesteuert, und während irgendeines Teilbildes, beispielsweise während eines roten Teilbildes, wird beim Abtasten der Aufnahmeröhre 2 der Strahl auf diese Weise während des Abtastens jedes dritten Bildelementes in jeder Zeile gesteuert. So wird z. B. in jeder Zeile eines roten Feldes der Strahl'der Röhre 21 während

•30 des ersten, vierten, siebenten Bildelementes usw. gesteuert. In den Intervallen zwischen der Abtastung dieser Elemente wird der Stralhl !abgeschaltet. Wenn das nächste folgende Teilbild der Aufnahmeröhre 2 abgetastet wird, beispielsweise ein blaues Feld, so wird der Strahl· der Wiedergaberöhre 21 durch die Signale für die Perioden der Bildelemente gesteuert, die unmittelbar neben denen liegen, für welche der Strahl in dem vorangehenden Teilbild gesteuert wurde, wobei der Strahl zwisehen den Perioden ausgeschaltet ist. Infolgedessen wird der Strahl während des zweiten, fünften, achten Bildelementes usw. auf jeder Zeile gesteuert. Beim nächsten folgenden Teilbild, dessen Farbe Grün ist, ist das Verfahren ähnlich, und der Strahl wird für Perioden des dritten, sechsten, neunten Bildelementes usw. jeder Zeile gesteuert. Infolgedessen wird bei der Abtastung von sechs aufeinanderfolgenden Teilbildern (unter der Annahme einer Teilbildverflechtung) auf dem Schirm der Röhre 21 ein Gesamtlichtbild in Form einer Reihe von Punkten aufgebaut, die in zyklischer Reihenfolge die Intensitäten der roten, blauen und grünen Komponenten der entsprechenden Bildelemente darstellen, die durch die Aufnahmeröhre 2 analysiert sind.

Die Reihenfolge der Auswahl der Bildelemente kann, fall's gewünscht, in zyklischer Reihenfolge während der Abtastung von Teilbildgruppen variieren, so daß die Bildölemente, die einzelne Farben darstellen, nicht vertikal eines unter das andere in aufeinanderfolgenden Zeilen fallen. So kann z. B. ein Zyklus von Änderungen sechs Abtastbilder, die Anzahl, die benötigt wird, um ein Farbbild vollständig darzustellen, belegen unter der Annähme dieses Wechselte der Teilbildverflechtung. Es ist trotzdem notwendig, daß Bildelemente, die eine Farbe darstellen, stets zwischen Bildelemente anderer Farben auftreffen.

Das Licht aus dem monochromatischen Bild, das

fio durch die wiederzusammenfügende Röhre 21 zusammengefügt wird, wird zu einer zweiten Kamera 30 geleitet. Diese Kamera 30 enthält eine Aufnahmeröhre 32 vom Ladungsspeiohertyp ähnlich der Röhre 2 in der Kamera 1. Das Licht von der Wiedergaberöhre 21 wird auf die Zielelektrode 25 der Röhre 32 durch die ObjektivMnse 24 geworfen. Der Kathodenstrahl der Aufnahmeröhre 32 tastet mit einer Teilbildwiederhohmg von 50 Teilbildern je Sekunde unter der Einwirkung von Ablenkströmen, die durch die Zeilen- und Teilbildablenkungsschaltung bei 38 erzeugt und zu den Ablenkungsspulen 39 geleitet werden. Die Ablenkungsschaltungen 38 werden durch Impulse aus der Gleichlaufstromquel'le 7 zum Gleichlauf gebracht. Ausgangssignale aus der Aufnahmeröhre 32 werden am Belastungswiderstand 40 erzeugt. Diese Signale sind Farbsignale vom Bildpunkt-Zeitfolgetyp in den Komponentenfarben Rot, Blau und Grün. So erzeugte Signale können dazu verwendet werden, eine gesendete Trägerwelle zu modulieren. Bei dem Fernsehempfänger können die Punktfolgesignale nach Demodulation durch eine geeignete Durchlaßschaltung abgesondert werden,, so daß simultane rote, blaue und grüne Farbsignale gewonnen werden, die dazu verwendet werden können, um drei getrennte Wiederzusammenfügungsröhren zu steuern. So kann·z.B. in einem Studio eine Anzahl von Kameras wie die Kamera 1 benutzt werden, gesteuert durch die Quelle 7, und irgendeine von diesen Kameras kann ausgewählt werden, um Signale an die Durchlaßschalitung 11 zu bringen. Für Kontroizwecke können die Signale aus jeder Kamera an getrennte Kontrolleierichtungen geführt werden, die mit einer Teilbildfolge von 150 Wechseln je Sekunde arbeiten.

In dem Geräf, das in Fig. 1 dargestellt ist, erzeugt die Kamera Bildsignale vom Teilbild-Zekfolgetyp, so daß die Signale, die während aufeinanderfolgender Teilbiilder erzeugt werden, verschiedene Farbkomponenten des fernzusehenden Objekts 100-darstellen, wobei die Farbteilbilder aufeinander in einer -zyklischen Reihenfolge folgen, die durch die Scheibe 3 bestimmt ist. Die Signalausgangsspannung aus der Röhre 2 wird an die Wiedergaberöhre 21 geführt, so daß ein monochromatisches optisches Bild erzeugt wird, das nebeneinanderliegende Elemente der Signale darstellt, die während der roten bzw. blauen und grünen Teilbilder erzeugt werden. Die entsprechenden Bildelemente oder Punkte, die auf dem Schirm der Röhre 21 erzeugt werden, sind in zyklischer Reihenfolge angeordnet, so daß die Elemente, die irgendeine Farbe darstellen, zwischen die Elemente der anderen Farben ,auftreffen. Wenn die Zielelektrode 25 der Röhre 32 den Lichtelementen auf dem Schirm der Röhre 21 ausgesetzt wird, so wird ©in Ladungsbild dieser Lichtelemente erzeugt, da, wie vorher erwähnt, die Röhre 32 vom Ladungsspeichertyp ist. FoIg¹IiCh speichert die Zielelektrode 25 der Röhre Abbilder der Signale, die während der Abtastung getrennter Elemente der verschiedenen Farbteilbilder nach einem Punkt-Zeitfolgemuster (dot sequential) erzeugt werden. Ferner können, wenn die Zielelektrode 25 der Röhre 32 durch den Elektronenstrom der Röhre abgetastet wird, Signale, die das Punkt-Zeitfolgemuster darstellen, aus dem B elastunigs wider stand 40 ent-

nommen werden. Im Betrieb wird natürlich die Zielelektrode kontinuierlich abgetastet, so daß keine Unterbrechung in den Punktzeitfolgesignalen vorhanden ist, außer wie sie bei den normalen Austastlücken auftritt.

Bei der Bauweise der Durchlaß schaltung 11, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, enthält die Durchlaßschaltung die Teile, die in der gestrichelten Umrandung enthalten sind. Die Durchlaßschaltung 11 enthält einen Oszillator 50 für Viereckwellen, bei dem ein hoher Grad von Frequenizstabil'ität verlangt wird und welcher Viereckwellenimpulse mit einer Frequenz von einem Drittel der Bildpunktfrequenz erzeugt. Der Oszillator wird mit der Quelle 7 in irgendeiner geeigneten· Weise in Gleichlauf gebracht. Die Impulse aus dem Oszillator 50 werden parallel ari einen Elektronenschalter 52 und an zwei Verzögerungsschaltungen' 53 und 54 geführt, wobei die Schaltung 53 die Verzögerung einer. BiIdao punktzeit und die Schaltung 54. die von zwei Bildpunktzeiten hat. Die verzögerten Impulse aus den Schaltungen 53 und 54 werden au den 'Elektronenschaltern 55 bzw. 56 geführt. Während jeder Aufeinanderfolge von drei Bildpunkten erhalten die as Schalter 52, 55 und 56 nacheinander Impulse. Es ist Vorkehrung getroffen, daß die Impulse die Zeitdauer eines Bildpunktes haben. Die Schalter 52, 55 und 56 sind normalerweise geöffnet, werden ifrdessen durch die Ausgangsspannung von drei Trigger-Schaltungen 57, 58 und: 59 gesteuert, die, wie angegeben, in Kaskade verbunden sind. Die Schaltungen 57, 58 und 59 sind monostabile Schaltungen, sogenannte »Flip-flops«, und ihre Zeitkonstanten sind so gewählt, daß, wenn eine von ihnen in den unstabilen. Zustand gebracht (triggered) ist, sie in diesem für die Zeitdauer einer Teilbildabtastung bleibt und _/dann ,automatisch in ihren stabilen Zustand zurückkehrt. Außerdem ist die Zusammenschaltung zwischen den Schaltungen 57, 58 und 59 so, daß, wenn eine Schaltung in ihren stabilen Zustand zurückkehrt, sie die nächste Schaltung in den unstabilen Zustand bringt (triggers). Die Schaltung 57 ist mit einem Frequenzteiler 60 verbunden, der durch Teilbild-Gleiohlaufsignale aus der Quelle 7 so gespeist wird, daß die Schaltung 57 in ihrem unstabilen Zustand beim Beginn jeder . dritten Teilbildabtastung angestoßen wird. Der Teiler 60 kann aus einem Multivibrator bestehen, oder aus einem Frequenzteilertyp mit Stuf enwellenzuggenerator. Infolgedessen wird bei allen drei Teilbildabtastungen die Kette'57, 58 und 59 angeregt und erzeugt drei, aufeinanderfolgende Impulse, von denen jeder die Dauer einer Teilbildabtastungsperiode hat. Der Impuls aus der Schaitung 57 schließt den Schalter 52, der Impuls aus der Schaltung 51 schließt den Schalter 55 und der Impuls aus der Schaltung 59 ,schließt den Schalter 56. Die Anordnung ist so getroffen, "daß während der ersten Teilbildabtastung einer jeden Gruppe von dr,ei aufeinanderfolgenden Teilbildabtastungen Impulse vom Ostzillator 50 zu einem Durchlaß 61 gehen und periodisch den Durchlaß öffnen, um beispielsweise roten Bildelementen den Zutritt zu der Wiedergabevorrichtung 20 zu geben. Während' des zweiten Teilbil'des wird der Durchlaß 61 durch die 65; Impulse vom Schalter 55 geöffnet, und infolge der Verzögerung des Netzwerkes 53 werden Bildelemente (die in diesem Fall Blau darstellen) zu den Mitteln 20 in solchen Zeitpunkten zugelassen, daß sie Lichtelemente auf dem Schirm der Röhre 21 70* zwischen den Elementen, die durch die Signale hervorgerufen werden, welche während des ersten Farbteilbildes zugelassen-sind, bilden. In ähnlicher Weise erzeugen während des dritten der Folge von drei Teilbildern die Signalelemente, die Grün dar- 75-stellen, welche zu den Mitteln 20 durch den Durchlaß, 61 zugelassen werden, Lichtelemente, die zwischen den roten und .blauen Elementen liegen, infolge der Verzögerung des Netzwerkes 54. In dieser Weise wird das Punktfolgemuster im Schirm, der Röhre 21 aufgebaut. Da jedes der Elemente der Schaltung 11 eine übliche Bauart besitzen kann, so sind sie nur in Blockform dargestellt.

Die Anordnung, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist ähnlich wie die in Fig. 1. Aber es sind Vorkehrun- 85; gen getroffen, um ein Bild von größerer Feinheit zu erreichen. Das Viereck 1 stellt eine Kamera vom beschriebenen Typ dar unter Bezug auf dasselbe Bezugszeichen in Fig. 1. Die Abtastung der Kamera 1 in Fig. 2 wird durch eine Quelle 7 mit 90· Gleichlaufimpulsen wie in Fig. 1 gesteuert. Wie in Fig. ι werden ebenfalls die Ausgangssignale aus der Kamera 1 zu einer Durchlaßschaltung 11 geführt, die durch die Impulse aus der Quelle 7 gesteuert wird, und Signale, welche durch die Durch- 95· laßschaltung 11 durchgelassen werden, werden zu der Wiedergabevorrichtung 20 geführt, deren Abtastung ebenfalls durch die Impulse aus der Gleichlaufquelle 7 gesteuert wird. Ferner ist darin, wie in Fig. i, die Kamera 30 enthalten, die auf Licht 10» aus der Wiedergabevorrichtung in derselben Weise wie in Fig. 1 reagiert und in derselben Weise durch die Gleichlaufquelle 7 synchronisiert wird. Die Kamera 30 liefert Ausgangssignale vom Bildpunkt-Farbwechseltyp der Art, wie sie in Verbindung mit Fig. ι beschrieben wurde.

Außer daß die Signale aus der Kamera 1 zu der Durchlaßschaltung 11 geführt werden, um nach Behandlung in der Durchlaß schaltung zu der Wiedergabeeinrichtung 20 geführt zu werden, werden diese direkt zu einer zweiten Wiedergabevorrichtung 20' gebracht. Diese letztere Vorrichtung ist ähnlich der der Vorrichtung 20 und wird itt derselben Weise unter Steuerung durch die Quelle.7 für Gleichlaufimpulse betrieben. Da sie direkt mit Signalen aus der Kamera 1 gespeist ist, so besteht jedes wieder zusammengefügte Teilbild aus einem kompletten Muster an Stelle eines Teilmusters, wie in den Teilbildern, die durch die Einrichtung 20 wieder "zusammengefügt werden. Eine zweite Kamera 30' ist iao so angeordnet, daß sie auf Licht aus der Wiedergabevorrichtung 2o' reagiert, und hat dieselbe Ausführung wie die Kamera 30. Sie wird in derselben Weise durch Steuerimpulse aus der Quelle 7 synchronisiert. Steuert man die entsprechenden Ampli- 125. tuden der Signale, die zu der Vorrichtung 20' ge-

führt werden, während verschiedener Teilbilder, so werden Signale aus der Kamera 30' erhalten, die die Helligkeit oder Beleuchtungsstärke (luminance) des Objektes darstellen und die für eine hinreichend gute monochromatische Wiedergabe geeignet sind. Diese Signale, die eine hohe Feinheit haben im Vergleich zu den Farbsignalen aus der Kamera 30, werden zu Filtermitteln geführt, die durch 32 dargestellt sind, welche so gebaut sind, daß sie nur die höheren Frequenzkomponenten der obigen Signale durchlassen. Die Signale aus den Filtermitteln 32 und die Signale aus der Kamera 30· werden kombiniert und damit Signale hergestellt vom Typ gemischter Höhe (mixed-highs) im Bildpunkt-Farb-Wechselsystem, von dem eine Beschreibung in der Zeitschrift »Television Engineering« von D. G. Fink, Kap. 9, Abschn. 177, unter Bezugnahme auf die Fig. 389 und 390A auf S. 520 und 521, gegeben ist.

Die Anordnung von Fig. 3 ist ähnlich der von Fig. 2 mit einer Änderung derart, daß ein Signal, das übertragen werden soll, genügend gut monochromatisch durch die vorhandenen monochromatischen Empfänger aufgenommen werden kann, während es gleichzeitig eine Farbwiedergabe durch einen geeignet gebauten Farbempfänger gestattet. In Fig. 3 geben die Bezugszeichen, die die gleichen sind wie in Fig. 2, ein Gerät von ähnlichem Charakter und ähnlicher Funktion wieder. -So hat die Kamera 1 der Fig. 3 dieselbe Konstruktion und arbeitet in derselben Weise wie die Kamera 1 in Fig. 2 und leitet Teilbild-Zeitfolgesignale mit einer Frequenz von 150 Teilbildern pro Sekunde zu der wiederzusammenfügenden Vorrichtung 20', wobei diese letztere Vorrichtung· diese Signale in gleicher Weise wie die Vorrichtung 20' der Fig. 2 verwendet. Ebenso· hat die Kamera 30', welche auf Licht aus der Wiedergabevorrichtung 20' anspricht, dieselben Funktionen wie die Kamera 30' in Fig. 2. Indessen werden in Fig. 3 die Signale, die aus der Kamera 30' entnommen werden, nicht zu dem Hochpaßfilter 32 geführt, sondern direkt zu einem Nutzkanal 40. Die Wiedergabevorrichtung 20 und Kamera 30 haben dieselbe Bauart wie: die Wiedergabevorrichrung und Kamera, die durch dieselben Bezugszeichen in Fig. 2 dargestellt sind, und werden durch die Quelle 7 von Gleichlauf signalen in gleicher Weise gesteuert. Wie in Fig. 2 gibt die Bezugsnummer 11 eine Durchlaßschaltung an, die durch die Quelle 7 gesteuert wird und der Signale von der

Kamera 1 zugeführt werden. In Fig. 3 arbeitet indessen die Durchlaßschaltung 11 in abgewandelter 6g Weise und ist so angeordnet, daß Signale zu der Wiedergabeeinrichtung 20 nur während der Abtastung von roten und blauen Teilbildern beim Betrieb der Kamera 1 durchgelassen werden. Außerdem werden Signale während der Abtastung jedes der roten und blauen Teilbilder abwechselnd durch die Durchlaßschaltung durchgelassen und nicht durchgelassen für Perioden der Dauer von einundeinhalb Bildelementen, und die Perioden, während welcher rote Signale durch die Schaltung durchgelassen werden, belegen Intervalle des Teilbild-Abtastungszyklus, während welcher blaue Signale nicht durch die Schaltung durchgelassen werden. Im Laufe der Abtastung von drei aufeinanderfolgenden Teilbildern wird infolgedessen ein Gesamtlichtbild durch die Wiedergabevorrichtung 20 in Gestalt einer Reihe von Punkten aufgebaut, die in Punktsprungart die Intensität der roten und blauen Komponenten der entsprechenden Elementteile des Bildes darstellen.

Dieses zusammengesetzte Punktmuster wird von den Teilbildern der Frequenz 150 hervorgerufen, und das Licht von diesem Muster wird zur Kamera 30 geleitet, die so eingerichtet ist, daß sie mit einer Teilbildfrequenz von 50 Teilbildern pro Sekünde arbeitet. Dementsprechend ist der Ausgang dieser Kamera vom Bildpunkt-Farbwechseltyp unter Wiedergabe von nur zwei Farben, nämlich Rot und Blau, wobei die Teilb'ildfrequenz 50 Teilbilder pro Sekunde beträgt. Die so erhaltenen Signale werden zu Trennmitteln 34 geführt, deren Wirkungsweise unter Verwendung des Durchlaßverfahrens die Signale in zwei Signalzüge auftrennt, von denen einer die rote Komponente darstellt und der andere die blaue Komponente. Die Trennmittel 34 können z. B. Röhrendurchlässe der üblichen Bauart enthalten, die beispielsweise aus der Quelle 7 synchronisiert werden. Die getrennten Impulszüge werden durch ein geeignetes Tiefpaßfilter geglättet, das in den Trennmitteln 34 enthalten ist und den Impuls-Charakter der Signale beseitigt.

Während E_Y die Signale, die aus det Kamera 30' gewonnen und zum Kanal 40 geleitet werden, darstellt, E_B die geglätteten blauen Signale aus den Trennmitteln 34 und E_K das geglättete rote Signal aus den Trennmitteln 34, werden diese Signaleineiner Weise, die noch beschrieben werden soll, dazu verwendet, umein S ignal zuergeben, dessen Wellendurch

(-^- {Es — Er) sin mt + (£_Ä — E_r) sin (ωί ± go") J

dargestellt werden. Wie in einem Artikel in »Electronics«, Januar 1952, S. 126, betitelt »Specifications for Color T. V. Field Tests« auseinandergesetzt, eignet sich ein Signal dieser Form zur Modulation einer gesendeten Trägerwelle, so daß vorhandene Schwarzweißempfänger ein Farbsignal, das so gesendet wird, in befriedigender Weise aufnehmen können, während geeignet gebaute Farbempfänger das Signal farbig wiedergeben können. In der Formel stellen die Ausdrücke mit ω zwei Schwingungen derselben Frequenz, z. B. 2,7 Mhz dar, die indessen eine Phase haben, deren Sinn sich zwischen aufeinanderfolgenden Teilbildern ändert, wobei die Phasenübergänge am Ende jedes Teilbildes erfolgen. Derartige Übergänge dienen dazu, das unvermeidliche Übersprechen zwischen den zwei

Farbkanälen aus Schwingungen verschiedener Phasenlage herabzusetzen. Diese Schwingungen haben den Charakter von Unterträgern (subcarriers) . Vorzugsweise ist die Frequenz ω so gewählt, daß die beiden Unterträger eine Frequenz haben, die ein ungerades Vielfaches der halben Zeilenfrequenz der Kameras 30 und 30' hat. Vorzugsweise wird die Frequenz ω ferner so gewählt, daß die Frequenz der Unterträger ein ungerades Vielfaches der halben Teil'bildfrequenz der obigen Kameras ist. Diese Auswahl wird so gemacht, um Muster, die im wiederzusammengesetzten Bild am Empfänger infolge der Lage der Unterträger im Band der monochromatischen Signale, die durch E_Y dargestellt werden, erscheinen, auf ein Minimum herabzusetzen.

In der Anordnung von Fig. 3 treten Differenzsignale auf, wie sie durch die vorstehend angegebene Formel verlangt werden, vermittels der Schaltungen, die bei 35 und 36 dargestellt sind. So werden die geglätteten blauen Signale, die bei 34 erhalten und zu 35 geleitet werden, und Signale aus der Kamera 30' ebenfalls zu 35 geleitet, so daß das Differenzsignal

erscheint. In ähnlicher Weise entsteht das Differenzsignal

£.£ JlY

bei 36. Die " Schaltungen 35 und 36 können von irgendeiner bekannten Bauart sein. An 37 werden Schwingungen der Frequenz ω erzeugt von abwechselnder Phase zueinander, wie es durch die obige Formel verlangt wird, und diese Schwingungen werden zu den modulierenden Mjtteln bei 35 bzw. 36 geführt, so daß diese Schwingungen durch die bei 35 bzw. 36 erzeugten Differenzsignale moduliert werden. So wird in dem Kanal 41 ein Unterträgersignal der Frequenz ω mit einer Amplitude entsprechend der blauen Komponente und in dem Kanal 42 ein Unterträgersignal derselben Frequenz, aber anderer Phasenlage, mit einer Amplitude entsprechend der roten Komponente erzeugt» Wie bereits angegeben, werden Signale Εγ im Kanal 40 erzeugt. Die drei Signale der Kanäle 40, 41 und 42 können im Einklang mit der oben gegebenen Formel kombiniert werden, so daß ein modulierendes Signal E₁^ erzeugt wird, das dazu verwendet werden· kann, um eine Sender-Trägerwelle zu modulieren. Beim Empfang durch einen normalen monochromatischen Empfänger ist die Modulation E_M, nachdem sie durch die Gleichrichterschaltung dieses Empfängers gleichgerichtet ist, zur Erzeugung eines guten monochromatischen Bildes auf dem Schirm des Empfängers geeignet. Um das Signal E_M in einem- Farbempfänger so zu verwenden, daß ein farbiges Bild auf dem Schirm dieses Empfängers hervorgerufen wird, kann· das Signal E_M, nachdem es in einem Gleichrichterkreis des Empfängers durch den normalen Gleichrichterprozeß gegangen ist, einem zweiten Gleichrichter zugeführt werden, dessen Typ dem im der britischen Patentschrift 516360 beschriebenen, entspricht und der gleichgerichtete Ausgangsspannungen proportional

Eß—Εγ und

liefert. Die Signale, die dem Ausdruck E_Y in der Formel entsprechen, können dadurch erzeugt werden, daß man die Schwingungen der Frequenz ω auswählt und sie von den Signalen E_M abzieht. Die Signale E_y können dann mit den obenerwähnten Differenzsignalen kombiniert werden, um die beiden Signale E_B bzw. E_R zu erzeugen. Indem man diese letzteren Signale in geeigneter Form mit den Signalen E_Y kombiniert, können Signale Eq, die die grüne Komponente darstellen, erzeugt werden. Die drei Signale E₀, E_B und E_R können den Steuerelektroden von drei Kathodenstrahlröhren zugeführt werden, um· drei sich deckende Farbbilder auf einem Betrachtungsschirm hervorzurufen, oder können an ein sogenanntes Dreifarben-Kineskop angelegt werden.

Bei einer Abwandlung der Anordnung der Fig. 3 werden die Signale, die durch die Mittel 34 in die entsprechenden- Impulszüge aufgetrennt sind, die nach Glättung zu den modulierenden Mitteln bei 35 und 36 geführt werden, nicht unter dem Einfluß· von Impulsen aus der Quelle 7 getrennt, sondern unter dem Einfluß von Impulsen, die in den Signalen aus der Kamera 30 durch geeignete Wahl der Betätigungsweise der wiederherstellenden· Mittel 20 gewonnen werden, wie sie z. B. im britischen Patent 714 154 beschrieben sind. So läßt man in der Abwandlung die Signale, die den wiederzusammen-. setzenden Mitteln 30 zugeführt werden, eine Dauer nicht von einundeinhalb Elementen, sondern nur von einem Element haben. Das wird durch eine geeignete Bauart der Durchlaß schaltung 11 erreicht. Als Ergebnis hiervon sind, die Signale, die aus der Kamera 30 entnommen werden, im der Form einer roten, blauen Punktfolge unter Einfügung bei jedem dritten Bildelement von Signalen konstanter Amplitude. Diese Signale konstanter Amplitude können die Form von Schwärzer-als-schwarz-Impulsen annehmen, und in diesem Augenblick wird während der Abtastung von roten und blauen Teilbildern. durch die Kamera ι eine positive Gleichvorspannung an die wiederzusammenfügende Kathodenstrahlröhre der Einrichtung 20 angelegt. Die eingestreuten Signale konstanter Amplitude können auch die Form von Impulsen annehmen, die die Maximalampl-itude der Signale, die Rot und Blau darstellen, überschreiten. Impulse dieser Art können dadurch erzeugt werden, daß man an die Kathodenstrahlröhre der wiederzusammenfügenden Mittel 20 eine Gleichvorspannung von geeigneter Amplitude anlegt, wenn die Kamera 1 grünem Licht exponiert wird. Die Impulse konstanter Amplitude, die auf einem der oben· beschriebenen Wege erzeugt werden, werden durch die Schaltung 34 dazu benutzt, um Durchlaßmittel· zu betätigen zur Trennung der roten und 'blauen - Signalkomponenten, die der Schaltung 34 aus der Kamera 30 zugeführt werden.

Die Durchlaßvorrichtung wird durch die eingestreuten Impulse in der Weise gesteuert, daß die obigen Impulse durch Abschneidmittel (clipping means) abgeschnitten· werden und die abgeschnittenen Impulse um die Dauer von einem bzw. zwei Bildelementen verzögert werden. Die verzögerten Impulse werden dann dazu verwendet, entsprechende Durchlaßschaltungen zu steuern. Die abgeschnittenen Impulse können, falls gewünscht,

ίο ebenso dazu verwendet werden, um die Abtastung der Kamera 30 linearer zu machen, indem diese Impulse mit Impulsen verglichen werden, die mit einem Standardbetrag erzeugt werden.

Zu den oben beschriebenen Anordnungen möge noch bemerkt werden, daß, wenn die Aufnahmeröhre in der Kamera 30 ein Bauart hat, bei der der Signalausgang von einer Signalelektrode entnommen wird, die einen Teil der Zielelektrode bildet, so werden. Störströme im Ausgangskreis derartiger Aufnahmeröhren auftreten von der Art, wie sie als Foto-Impuls-Ströme bekannt sind. Trifft man keine Vorkehrungen, um derartige Ströme zu beseitigen, so werden unerwünschte Muster das Endbild in bemerkenswertem Grad überlagern. Die Intensität derartiger Muster kann beträchtlich durch die Verwendung von Phosphoren mit langer Verzögerung durch den Schirm der zugeordneten. Wiedergabeeinrichtung herabgesetzt werden. Es ist ferner möglich, eine Fotozelle dem Licht aus der Wiederzusammenfügungseinrichtung auszusetzen und Ströme, die aus der Fotozelle gewonnen werden, der Ausgangsschaltung der Aufnahmeröhre im entgegengesetzten Sinne zuzuführen, so daß eine Auslöschung der Störströme erfolgt. Auch können die Signale, die an die Wiedergabeeinrichtung angelegt werden, zu einer Auslöschung verwendet werden, nachdem sie eine Schaltung durchlaufen haben, die diese Signale sowohl hinsichtlich der Amplitude wie der Phase in geeigneter Form modifiziert. Andererseits kann die Verwendung einer Aufnahmeröhre mit Signalelektrode vermieden werden und eine Röhre vom Vervielfacher-Orthikon-Typ benutzt werden. Eine derartige Röhre ist frei von Foto-Impulsströmen, da sie den reflektierten Strom zur Abgabe des Ausgangssignals verwendet und keine Signalelektrode benutzt.

Die beschriebenen Anordnungen können Gamma-Korrekturschaltungen, wie sie in der britischen Patentanmeldung 25274/52 beschrieben sind, enthalten. Außerdem kann eine negative Modulation in den Wiedergabemitteln 20 verwendet werden, wie sie ebenfalls in der vorerwähnten Patentanmeldung beschrieben ist.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Gewinnung von Bildsignalen für Farbfernsehen, deren Farbe in Elementfolge wechselt, dadurch gekennzeichnet, daß das zu übertragende Bild in Teilbildfolge abgetastet wird und jedes Teilbild einer Grundfarbe entspricht, daß aus einem ersten Teilbild Signalelemente ausgewählt und mit Zwischenraum aufgezeichnet und gespeichert werden und in diese Zwischenräume Elemente aus den anderen Grundfarben-Teilbildern eingefügt werden und daß schließlich durch kontinuierliche Abtastung des -Speicherbildes Signale in Elementfolge gewonnen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Elemente 7© Punkte sind, so· daß die Bildsignale, die aus den gespeicherten Abbildern gewonnen werden, Farbsignal vom Bildpunkt-Farbwechseltyp sind.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitfolgeabtastung mit einer verhältnismäßig hohen Teilbildfrequenz erfolgt und die Bildsignale von den gespeicherten Abbildern durch Abtastung der gespeicherten Abbilder mit einer niedrigeren Teilbildfrequenz gewonnen werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Speicherung eines getrennten Abbildes der Bildsignale vom Teilbild-Farbwechseltyp und die Abtastung dieses Abbildes, so daß Bildsignale erzeugt werden, die die Helligkeit des Objektes darstellen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbild mit einer niedrigeren Teilbildfrequenz abgetastet wird, als die Aufzeichnung erfolgte.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Abbilder dadurch erzeugt werden, daß ein optisches Bild der entsprechenden Signale hergestellt wird und eine Aufnahmeröhre vom Lädungsspeichertyp dem obigen optischen Bild ausgesetzt wird.
7. 7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Farbfernsehkamera enthält mit einer Aufnahmeröhre, die so angeordnet ist, daß sie Bildsignale des Teilbild-Farbwechseltyps, die verschiedene Farbkomponenten des fernzusehenden Objektes darstellen, erzeugt, ferner Speichermittel zur Speicherung von getrennten Elementen der verschiedenen Teilbilder und Mittel zur Abtastung des Speicherbildes zwecks Gewinnung von Bildsignalen in Elementenfolge.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- no kennzeichnet, daß Durchlaßmittel vorgesehen sind, um Signale von obiger Aufnahmeröhre zu den Speichermitteln zu leiten, wobei die Durchlaßmittel während vorbestimmter Zeiten von solcher Dauer gesteuert werden, daß die Signale, die aus den zuletzt erwähnten Mitteln gewonnen werden, vom Bildpunkt-Farbwechseltyp sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um Tastsignale in die Signale, die aus den obigen zuletzt erwähnten Mitteln entnommen werden, einzuschalten, und Durchlaßmittel, die auf die obenerwähnten Tastsignale ansprechen, um die Signale vom Bildpunkt-Farbwechseltyp zu den entsprechenden Farbkanälen zu leiten.

   ίο. Vorrichtung nach Anspruch ¹J, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeröhre in obiger Kamera so eingerichtet ist, daß sie mit einer verhältnismäßig hohen Teilbildfrequenz arbeitet und die Mittel zur Entnahme der Bildsignale aus den gespeicherten Abbildern Mittel enthalten, um die Abbilder mit einer niedrigeren Teilbildfrequenz abzutasten.

   il. Vorrichtung nach einem der Ansprüche J bis io, dadurch gekennzeichnet, daß diese ίο-weitere Mittel enthält, um getrennte Abbilder der Bildsignale, die obiger Kamera entnommen werden, zu speichern, und Mittel, um das letztere Abbild abzutasten, so daß Bildsignale erzeugt werden, die die Helligkeit des Objektes 15, darstellen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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