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Anordnung zur Ubertragung farbiger Fernsehbilder Der Erfindung liegt
die. Aufgabe zugrunde, ein Farbfernsehsystem zu schaffen, das ohne mechanisch bewegte
Teile auskommt und das im optischen sowohl als auch im elektrischen Einkanalsystem
unter Beibehaltung der für die Schwarzweißübertragung geeigneten elektronischen
Organe samt deren Abtastsystem die Übertragung mehrfarbiger Bilder gestattet. Dabei
sollte die Zahl der Grundfarben ebenso wie die Wahl und der Umfang des zu übertragenden
Farbbereichs grundsätzlich frei wählbar bleiben, um das Übertragungssystem ganz
den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsgebietes anpassen zu können, und die
alleinige Beschränkung sollte erst durch die spektrale Empfindlichkeitsgrenze des
Aufnahmeorgans selbst auf der Sendeseite gegeben sein. Versuche in dieser Richtung
sind schon seit langem bekannt. Jedoch waren die bisherigen Systeme entweder mit
irgendwelchen Mechanismen belastet oder erforderten ein Vielfaches an Zeilenzahl
oder Punktzahl und waren überdies durch die Verwendung von Farbfiltern in ihrer
Verwendungsmöglichkeit in Wissenschaft und Technik; soweit eine solche überhaupt
schon in Frage kam, sehr beschränkt.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung farbiger Fernsehbilder
in n Grundfarben auf der Sendeseite und bei Projektionsempfang symmetrisch dazu
auf der Empfangsseite für ein optisches und elektrisches Einkanalsystem. Gegenstand
der
Erfindung ist, ein optisch-elektrischer Farbzerleger,
der aus drei Tilen besteht, erstens aus einer Rasterblende mit z: n parallel zu
den z Bildzeilen in gleichen Abständen verlaufenden Durchlaßschlitzen bei einem
Durchlaßverhältnis (Schlitz zu Steg) von i: (n - i), zweitens aus einem Dispersionsprisma,
dessen brechende Kante parallel zu den Durchlaßschlitzen des Rasters angeordnet
ist, und drittens aus einer elektrooptischen Auslenkzelle, welche das auf die oder
(auf der Empfangsseite) durch die Rasterblende projizierte' Bild mit Teilbildfrequenz
um Zeilenbreite ablenkt.
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Um eine anschauliche Vorstellung voii der Funktion und dem Zusammenwirken
der einzelnen Teile des Farbzerlegers zu gewinnen, wird das Übertragungsverfahren
an Hand von Abbildungen besprochen.' Abb..i zeigt das sendeseitige Schemä des Farb=
zerlegers von dem zu übertragenden Bild bis zur Aufnahmeröhre für Zeilensprungverfahren;
Abb..2 zeigt das empfangsseitige Schema des Farbzerlegers von der Projektionsröhre
bis zum Bildschirm; Abb. 3 veranschaulicht ein dreifaches Zeilensprungverfahren
bei der Übertragung von drei Farbgruppen; Abb. q. gibt einen Überblick über die
lineare Aufteilung des Brechungsspektrums - des verwendeten Dispersionsprismas bezüglich
des Farbdreiecks und der Zeilenbreite im Falle dreier Färbgruppen; Abb. 5 zeigt
ein Impulsschema, wie es für die . Auslenkzelle benötigt wird.
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Will man ein Bild, wie Bild i in dem Schema der Abb. i, in drei oder
n Farbgruppen übertragen, so ist es nicht ohne weiteres möglich, eine Farbzerlegung
durchzuführen und gleichzeitig das gesamte Bild i auf dem Schirm der Aufnahmeröhre
(Bild 3) abzu- -bilden. Vielmehr muß Bild i in drei oder n gleiche Teile aufgeteilt
werden, die zeitlich nacheinander zur Übertragung kommen. Um dies durchführen zukönnen,.
wird Bild i zunächst auf eine Rasterblende (Bild 2 des Schemas) abgebildet.- Diese
Rasterblende ist so 'beschaffen, daB die transparenten Durchlaßschlitze erstens
genaue Zeilenbreite besitzen (also bei einem System von 625 Zeilen etwa -
der Bildhöhe), zweitens genau gleiche Abstände einhalten, und zwar derart, daß dieser
Abstand von Mitte .zu Mitte gemessen im Drei- oder n-Farbensystem genau drei-oder
.n-fache Zeilenbreite beträgt. Das bedeutet; daß in jedem Augenblick gerade ein
Drittel oder ein
des Gesamtbildes (Bild i) durch die Rasterblende nach rechts hindurchstrahlen und
weiter abgebildet werden kann. Bild'2 der Abb. i wird nun seinerseits auf dem Schirm
der Aufnahmeröhre als erstes Teilbild (Bild 3) abgebildet unter Zwischenschaltung
eines Prismas, dessen Dispersion genau auf den Rasterabstand der Blende (Gitterkonstante)
abgestimmt sein muß, derart, , daß das Rot des fol&enden Spaltes sich jeweils
lückenlos an das blaue Ende des Spektrums des vorangehenden Spaltbildes anschließt.
Dabei ließe sich störendes Violett- gegebenenfalls bereits vor dem Objektiv der
- Aufnahmeapparatur entsprechend einer Farbgruppenaufteilung nach Abb. q. ausfiltern.
- Somit ist zunächst einmal die gesamte Fläche der Aufnahmeröhre -lückenlos ausgeleuchtet,
und zwar entsteht auf diese' Weise ein Rastersystem von beispielsweise
allgemein
Spektren, die unverrückbar ihre Lage beibehalten, gleichgültig welcher Art das zu
übertragende Bild, beispielsweise Bild i, sein mag. Damit ist sendeseitig die Farbzerlegung
des ersten (optischen) Teilbildes, d. h. eines Drittels öder
des zu . übertragenden Bildes, durchgeführt.
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Die Abtastung durch. die Aufnahmeröhre erfolgt in üblicher Weise mittels
eines Bandbreite sparenden Zeilensprungverfahrens, das in der Darstellung nach Abb.
3 zum leichteren Verständnis der Arbeitsweise zu einem dreifachen Zeilensprungverfahren
abgewandelt wurde. So kann man sich nach -Abb. 3 vorstellen; daß im Falle der Übertragung
von drei Farbgruppen zunächst alle in Bild 3 der Abb. i mit »Blau« bezeichneten
Farbzeilen, dann alle »grünen« und schließlich alle »rotencc abgetastet werden.
Wir haben also für jedes optische Teilbild bei einem 625-Zeilen-System auf dem Schirm
der Aufnahmeröhre
oder allgemein
Zeilen für jede _der drei oder n Farbgruppen zur Verfügung, von denen in unserem
Beispiel jeder Farbauszug gerade einem Teilbild des elektrischen Abtastvorgangs
entspricht. Um ein optisches Teilbild wie Bild 3 in Abb. i zu übertragen, sind bei
n-fachem Zeilensprung die. drei oder n Teilbilder des Abtastvorgangs in den-Farben
Rot; Grün und Blau entsprechend Abb. 3 erforderlich. Das' Gesamtbild (Bild i) setzt
sich mithin aus g oder n2 Teilbildern des Abtastvorgangs zusammen.
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Zur Übertragung der noch fehlenden Teile von Bild= verdient die Vertikalverschiebung
von Bild 2 über die Rasterblende um eine Zeilenbreite nach oben und nach unten im
Falle des Dreifarbgruppensystems besondere Aufmerksamkeit. Um diese. Auslenkung
trägheitslos nach jeder vollständigen Abtastung von Bild 3 durch die Aufnahmeröhre
durchführen zu können, ist eine Auslenkzelle vorgesehen, die die Abhängigkeit ihres
Brechungsindex von der angelegten elektrischen oder magnetischen Feldstärke für
eine optische Richtungsänderung ausnutzt. Außer Bild- und Zeilenünpulsen bedarf
es also noch einer' dritten Art von Synchronisationsiinpulsen, welche eine Art Kerr-Effekt
oder Cotton-Mouton-Effekt steuert.
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Empfangsseitig - erscheint das von der Aufnahmeröhre übertragene Bild
3 .als Bild q. in Abb: 2 erstens völlig Schwarzweiß und entsprechend der durchgeführten
Farbzerlegung verzerrt: Bei Verwendung einer dreikathodigen amerikanischen Dreifarbfernsehröhre
kann das Bild ¢ unter Benutzung eines angepaßten dreifachen Zeilensprungverfahrens
auch unmittelbar empfangen werden. Im Falle eines Projektionsempfanges erfolgt die
Entschlüsselung oder besser die Zusammensetzung des -Bildes in ganz analoger-Weise_
wie die vorausgegangene Zerlegung auf der Sendeseite. Das Dispersionsprisma unmittelbar
vor der Wiedergaberöhre .entwirft von jedem leuchtenden Punkt in Bild q: der Abb.
2 ein Spektrum auf der Rasterblende in Bild 5, Die Rasterblende sorgt diesmal
für
die Aussiebung der Farbgruppen. So kann beispielsweise ein Punkt der ersten oder
(n # x - (n - i))-ten Zeile des Leuchtschirmes in Bild 4 ausschließlich
nur mit seinem Rotanteil durch die Rasterblende hindurchgelangen, ein beliebiger
Punkt der zweiten oder (n # x - (n - 2)rten Zeile- nur mit seinem
Grünanteil und schließlich ein Punkt der dritten oder (n - x)-ten Zeile lediglich
mit seinem Blauanteil durch einen Schlitz der Rasterblende hindurchtreten. Voraussetzung
dabei ist natürlich, daß der Fluoreszenzleuchtschirm der Wiedergaberöhre mit einem
Leuchtstoff oder einer Leuchtstoffmischung beschirmt ist, die ein möglichst energie-.
gleiches kontinuierliches Emissionsspektrum besitzt. Auch auf der Empfangsseite
bedeutet die Rasterblende in Bild 5 der Abb. 2 einen Lichtenergieverlust von insgesamt
zwei Drittel oder allgemein
der auffallenden Energie. Der von der Rasterblende durchgelassene Anteil von Bild
5 wird auf dem Projektionsschirm als Bild 6 abgebildet und muß jeweils nach vollständiger
Abtastung eines optischen-Teilbildes auf ganz die gleiche Weise, wie es sendeseitig
der Fall ist; und synchron dazu in vertikaler Richtung um Zeilenbreite nach oben
und unten ausgelenkt werden. Die hierfür benötigten Impulse werden die Form haben,
wie sie in dei Abb. 5 gezeigt ist. Unter der Teilbildfrequenz ist dabei die Frequenz
des Wechsels der optischen Teilbilder zu verstehen, wie sie durch die Zahl der Farbgruppen
festgelegt ist und die nicht mit der Bildabtastfrequenz, die darüber hinaus .von
der Art des Zeilensprungverfahrens abhängt, verwechselt werden darf. - -