NO115346B - - Google Patents

Description

Anordning for samtidig frembringelse av to eller flere fjernsynssignaler.

Fargefjernsyn krever for gjengivelse

av en scene i mest mulig naturlige farger,

på mottakersiden tilstedeværelsen av signaler for lysstyrke og farge av den opp-tatte scene. Det er kjent systemer hvor

disse signaler sendes ut av senderen i tids-følge og systemer hvor disse signaler sendes ut samtidig. I de siste tilfelle må de forskjellige nødvendige signaler på sendersiden frembringes samtidig. I første tilfelle kan dette også skje samtidig, idet

imidlertid hvert signal bare overføres i lø-pet av bestemte perioder, men det er ikke

absolutt nødvendig. Man kan da f. eks.

frembringe informasjonssignalene ved

hjelp av et svart-hvitt-fjernsynskamera,

foran hvilket er anbragt vekslende filtere

som hvert bare slipper igjennom en bestemt

fargekomponent av det lys som stammer

fra scenen. Skal imidlertid de nødvendige

informasjonssignaler frembringes samtidig,

så kan til dette brukes et fjernsynskamera

som (i tilfelle av tre-farget fjernsyn) inneholder tre bildeopptakerrør, hver med et

filter som slipper igjennom en bestemt

grunnfarge. De fra de tre bildeopptaker-rør frembragte signaler kan så overføres

sammen med de nødvendige hjelpesignaler.

Eventuelt kan også lineære kombinasjoner

av de frembragte signaler overføres.

I tilfelle hvor flere fjernsynssignaler

skal frembringes samtidig som ved fargefjernsyn eller ved stereofjernsyn, anvendes

en anordning hvor det ved hjelp av bare

ett bildeopptakerrør kan frembringes flere

fjernsynssignaler. Dette byr ikke bare på

den fordel at antallet av bildeopptakerrør

er mindre enn når der ikke gjøres bruk av

oppfinnelsen, men også ved at flere fjernsynssignaler ved avsøkningen av flere avbildninger av en gjenstand, som fjern-synssignalet må inneholde informasjoner om, frembringes ved hjelp av bare en elektronstråle.

Som bekjent er ved fargefjernsyns-og stereofjernsynsmottakere overlagringen av forskjellige delbilder avgjørende for kvaliteten av det endelige ønskede bilde. For å oppnå en god overlagring, må blant annet de av forskjellige elektronstråler beskrevne bilderaster, så vel på mottakersiden som på sendersiden være mest mulig like. Jo mindre dette tall av forskjellige bilderaster er, jo mindre er også mulig-heten for avvikelser mellom bilderasterne.

En anordning med et bildeopptaker-rør for samtidig frembringelse av to eller flere uavhengige fjernsynsbildesignaler re-presenterende samme gjenstand eller motiv, hvor der i en eller flere bildeflater i det tilhørende optiske system i bildeopptaker-røret er anbragt ett eller flere systemer som hvert består av et regelmessig gitter av parallelle striper som danner en vinkel med avsøkningslinjene, og i hvilket gitter striper med en gitt gjennomslipningsevne, re-fleks jonsevne eller fotoelektrisk følsomhet veksler med striper med annen gjennomslipningsevne, ref leks jonsevne eller fotoelektrisk følsomhet, er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at frekvensen av en bære-bølge som frembringes i et av de sistnevnte systemer og moduleres med et av bildesignalene, og skarpheten av gjenstandens avbildning på dette system er slik at tilstrekkelig adskillelse av frekvensområdet for et sidebånd av den modulerte bære-bølge og frekvensområdet for på lignende måte frembragte bærebølger eller av signaler som ikke er modulert på en bære-bølge er mulig ved hjelp av elektriske filtere.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser en anordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et gitter slik som det brukes i anordningen ifølge fig. 1. Fig. 3 viser det i utgangskretsen av anordningen i fig. 1 opptredende signal. Fig. 4 og 5 viser likeledes anordninger ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser det i utgangskretsen av anordningen ifølge fig. 5 opptredende signal. Fig. 7 viser et gitter slik som det brukes i anordningen ifølge fig. 5.

I fig. 1 er skjematisk vist et utførelses-eksempel på en anordning som ifølge oppfinnelsen er bestemt til å frembringe to fargesignaler. Et bildeopptakerrør som er kjent under typen «ikonoskop» er betegnet med 1 og ikonoskopets lysømfintlige skjerm er betegnet med 2. Et elektronstrålesystem 4 frembringer en stråle som avsøker skjermen 3a under innflytelse av en på figuren ikke vist sveipeanordning av vanlig type, og som over den med signalplaten 3b forbund-ne impedans 5 frembringer et fjernsynssig-nal på kjent måte. Det skal bemerkes at i det brukte eksempel er valgt et helt vilkår-lig bildeopptakerrør, og at man må tenke seg det i figuren viste bildeopptakerrør er-stattet med et hvert annet bildeopptaker-rør. Det optiske system som her likesom i de følgende figurer, bare er vist svært skjematisk, bestående av en linse 6 som avbilder gjenstanden, f. eks. en levende scene eller et fargefilmopptak, med begrenset skarphet på en plate 7 som også er vist detaljert 1 fig. 2. Platen 7 består av et materiale som er gjennomtrengelig på hele flaten f. eks. for rødt lys, men bare på bestemte steder samtidig for grønt lys. Således slipper i fig.

2 strimlene a såvel rødt som grønt lys igjennom, strimlene b bare rødt lys og ikke noe eller bare litt grønt lys. Dette betyr at platen 7 ikke danner noen hindring for det røde lys, men virker som et bilderaster for det grønne lys. Platen 7 avbildes så

skarpt på den lysømfintlige skjerm 2 ved hjelp av en linse 8. Ved hjelp av fotoemi-sjon av skjermen 2 blir så et ladningsbilde frembragt på skjermen 3a. Her skal bemerkes at strimlene a og b danner en vinkel med avsøkningslinjene, slik som de beskrives av elektronstrålen på skjermen 2.

Ved hjelp av avsøkningen av skjermen 3a ved hjelp av elektronstrålen oppstår således forskjellige signaler over impedansen 5. Det av rødt lys frembragte bilde på skjermen 2 gir over impedansen 5 et signal Sr som med hensyn til frekvens strekker seg fra 0 til en frekvens n0. (Likestrømskompo-nenter må som vanlig tilføres signalet på en annen 1 og for seg kjent måte.) At signalet Sr ikke strekker seg over hele bilde-opptakerrørets frekvensområde, kan føres tilbake til den omstendighet at gjenstanden bare avbildes med begrenset skarphet på platen 7. Denne frekvensbegrensning gir ingen ulempe, da fjernsynsinformasjons-signaler i de fleste tilfelle er begrenset i frekvens, blant annet i sammenheng med den båndbredde som står til rådighet i overføringsveien.

Det av grønt lys frembragte bilde på skjermen 2 frembringer et ladningsbilde på skjermen 3a, og dette gir ved avsøkning over impedansen 5 et signal som, som bekjent, på den ene side består av et signal som er proporsjonalt med et signal som ville fremkomme ved avsøkning av et bilde som ikke har passert noe gitter og på den annen side av en med dette signal modulert bærebølge, da gitteret for det grønne lys kan skrives i en Fourrier-rekke:

hvor 1 er gitterets periode og x avstanden mellom et punkt på gitteret og nullpunktet i en retning som er parallelle med avsøk-ningsretningen (se fig. 2). For avbildning av dette gitter på den lysfølsomme skjerm 2 gis et liknende uttrykk. Hvis avbildningen av gjenstanden på gitteret lar seg frem-stille på linjen r som f(x) så kan den sam-lede fordeling av lyset langs denne bestemte linje med hensyn på den grønne linje skrives: og en lysf or deling langs den tilsvarende linje på den lysømfintlige skjerm 2 skrives: idet p er forholdet mellom en bestemt av-stand på skjermen 2 og den tilsvarende av-stand på gitteret. Blir ladningsbildet av en slik linje avsøkt med en hastighet v så kan signalet over impedansen 5 skrives: eller :

idet —v- kan settes lik ni. Derved er det

pl

for enkelhets skyld antatt at avbildningen på skjermen 2 og ladningsbildet på skjermen 3a er kongruente. Nå er BC0 f (vt) = SL, et signal som er proporsjonalt med det signal som ville ha oppstått ved avsøkning av et bilde som ikke har passert noe gitter og Bci f (vt) cos 2 jt n,t = c,Sg cos 2 it mt frem-stiller-en med det nevnte signal modulert bærebølge med frekvensen n,. De på samme måte opptredende høyere harmoniske av denne bærebølge kan som det vil fremgå av det følgende, sees bort fra. Ved en gitt avsøkningshastighet v må 1 og f (x) velges slik at frekvensspektret fra SK og fra CSLr cos 2 jt nit ikke overdekker hverandre eller i det minste bare dekker over hverandre så lite at dette i den videre anvendelse av de oppnådde informasjonssignaler på den måte som beskrives i det følgende, ikke merkes som forstyrrende. 1 betinges av gitteret og f (x) betinges av avbildningsskarpheten av gjenstanden på gitteret.

I fig. 3 er vist frekvensspekteret for det således frembragte signal. Den i signalet S opptredende høyeste frekvens er i det valg-te utførelseseksempel naturlig nok lik den i signalet S,. opptredende høyeste frekvens, da de to signaler er avbildet på gitteret 7 med samme skarphet. Av det signal som opptrer over impedansen 5 kan på følgende måte signalene Sc og Sr uttas. Utgangssignalet over impedansen 5 føres på den ene side gjennom båndfilteret Fi med fre-kvensgrenser ved ni n0 og ni + no, og på den annen side tilføres et lavpasfilter F2 med grensefrekvensen n0. Utgangssignalet fra Fi tilføres en demodulator Di. Over ut-gangsklemmen P opptrer derfor signalet SB. Dette signal Stt. blir samtidig tilført etter noen forsterkning, en summeringsanord-ning Ai som også tilføres utgangssignalet S,. + S,r fra filteret F2. I Ai blir S,. + SK og S„ trukket fra hverandre, og 1 utgangen Q opptrer da et signal S,..

Det er innlysende at i sammenheng med filterne Fi og F2 spiller ikke de høyere harmoniske av bærebølgen med frekvensen ni noen videre rolle.

Det skal imidlertid bemerkes at i stedet for å frembringe en skarp avbildning

av platen 7 kan denne naturligvis også anbringes på selve skjermen 2. I formelen betyr dette at p velges lik 1. Linsen 8 faller da bort.

Videre kan man la den lysømfintlige skjerm 2 selv oppfylle platens 7 funksjon, nemlig ved oppbygning av skjermen 2 av et lysømfintlig skikt av liknende strimler som strimlene på platen 7, idet bestemte strimler er følsomme for f. eks. rødt og grønt og andre bare for grønt og ikke eller bare lite følsomme for rødt.

Såvel ved fargefilteret ifølge fig. 2 som ved en lysømfintlig skjerm som selv opp-fyller funksjonen av platen 7, består den mulighet at den lyssort som skal slippes igjennom samtlige strimler resp. skal føre til emisjon for samtlige strimler, ved de strimler som bare skal slippe igjennom én farge, resp. de strimler som bare er føl-somme for en farge, fører til et annet resul-tat enn ved de strimler som må slippe igjennom begge de to farger resp. må være følsomme for begge de to farger. Således kan f. eks. platen 7 på strimlene a svekke det røde lys mere enn på strimlene b. En jevn belysning av platen 7 med rødt lys gir derfor ikke noe ensartet ladningsbilde på skjermen 3a. Dette betyr at det på bære-bølgen ved siden av Sfer også er modulert en brøkdel av Sr. En demodulasjon av bærebølgen gir derfor 1 stedet for S„ alene, samtidig en brøkdel av S,., altså S„"+ a Sr, idet a er en konstant. Utgangssignalet fra filteret F2 er Sg + Sr. Det er innlysende at der ved liknende lineære kombinasjoner som er beskrevet under henvisning til fig. 1, av signalene S„ + a S,. kan finnes signalene SK og Sr. Man kan imidlertid korrigere bærebølgen allerede før demoduleringen, f. eks. ved at den avsøkende elektronstråle på de strimlers ladningsbilde på hvilke lad-ningen er mindre enn ved et jevnt ladningsbilde som ville ha oppstått ved inn-virkning av en jevn belysning, vil gi en større intensitet.

I fig. 4 er vist et utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen for stereofjernsyn. De tilsvarende deler 1 fig. 1 og 4 er gitt de samme henvisningstall. Gjenstanden blir på den ene side ved hjelp av linsene 9a 3g 9b projisert med begrenset avbildnings-skarphet på skjermen 2, og på den annen side projisert med begrenset avbildnings-skarphet ved hjelp av en linse 10 på gitteret 11. I dette tilfelle er gitteret bygget opp av et materiale av hvilke f. eks. strimlene a (se fig. 2) slipper igjennom hele det sikt-bare spektrum, og strimlene b er ugjennomtrengelig for hele spektret. Bildet av dette gitter blir ved hjelp av en linse 12 og over et halvt gjennomsiktig speilsystem H på samme måte projisert på skjermen 2 i bildeopptakerrøret. Det signal som frembringes over impedansen 5 er tilsvarende det som ble beskrevet under henvisning til fig. 1 og utvinningen av de to signaler som inneholder de forskjellige informasjoner om gjenstanden, kan skje på liknende måte som angitt ovenfor.

En anordning for frembringelse av to-fargesignaler kan naturligvis også inneholde to adskilte lysveier i rommet, slik som anordningen i fig. 4. I begge lysveiene må da anbringes fargefiltere.

For samtidig frembringelse av tre signaler som inneholder informasjoner om den samme gjenstand for tre-fargefjernsyn kan man frembringe to av disse signaler på den ovenfor beskrevne måte med ett bildeopptakerrør og det tredje signal med et adskilt bildeopptakerrør. Av de således oppnådde signaler kan, hvis det er nød-vendig, lineære kombinasjoner dannes. For det tredje signal er det fordelaktig å velge et lysstyrkesignal. Ved oppbygning av dette lysstyrkesignal av tre signaler som hver refererer seg til en av gjenstandens grunn-farger, unngår man en feil opptegnelse av lysstyrken i det endelige bilde, hvilket er svært forstyrrende, idet man må ta hensyn til at en feil opptegning av lysstyrken er vesentlig mer forstyrrende enn en even-tuell feil opptegning av en farge.

Det er imidlertid også mulig å frembringe de tre signaler bare med ett bilde-opptakerrør. I fig. 5 er et utførelseseksem-pel ifølge oppfinnelsen vist hvor tre informasjonssignaler frembringes ved hjelp av bare ett bildeopptakerrør, 1 betegner igjen bildeopptakkerrøret med en lysføl-som skjerm 2, skjermen 3a og signalplaten 3b, 4 er elektronstrålesystemet og 5 impedansen over hvilken utgangssignalet fra bildeopptakerrøret uttas. Linsen 13 frembringer ved hjelp av et halvt gjennomsiktig speilsystem Hi og H2 på den ene side en avbildning av gjenstanden med begrenset skarphet over lysveien Li og linsen 18 på skjermen 2 og på den annen side avbildninger med begrenset skarphet på gitterne 16 og 17 over lysveiene L2 og Ls i hvilke fargefilterne 14 og 1-5 er bragt inn. Linsen

18 frembringer en skarp avbildning av dis-

se gitter på skjermen 2. Finheten av gitterne er valgt forskjellig og slik at ved avsøk-ning av skjermen 2 viser signalet over impedansen 5 f. eks. et frekvensspektrum som vist i fig. 6. Den avbildning som frembringes i lysveien L, gir signaldelen Sh, f. eks. med større båndbredde og leverer f. eks. de normale sort-hvitt-informasjoner av gjenstanden. Lysveien Li kan eventuelt også inneholde et fargefilter f. eks. et grønt filter, og avbildningen leverer da naturligvis en informasjon om gjenstandens emitterte grønne lys. Hvis filteret 14 bare slipper igjennom rødt lys, gir den avbildning som frembringes i lysveien L2 et signal Sr for eksempel med mindre båndbredde, tilsvarende avbildningsskarpheten på gitteret 16 og et signal Sr cos 2 jt ni t med en informasjon om gjenstandens emitterte røde lys. Hvis filteret 15 bare slipper igjennom blått lys gir avbildningen som frembringes over lysveien L3 et signal Sb, eventuelt også med mindre båndbredde, og et signal Sb cos 2 jt n21 med en informasjon om gjenstandens emitterte blå lys. Frekvensområdet av Sr cos 2 jt ni t og Sb cos 2 jt n2t kan overdekke hverandre mellom

frekvensene ni og n2, slik som det også er vist i figuren; man må da bruke en side-bånds-demodulasj on.

Utgangssignalet fra bildeopptakerrøret over impedansen 5 blir så tilført tre filtere F3, F-t og F5. F3 er et lavpasfilter med en grensefrekvens m, Fi er et båndfilter med grensefrekvensen na og en noe høyere frekvens enn ni, og F5 er et båndfilter med grensefrekvensen ru og en noe lavere frekvens enn n2. Utgangssignalene fra F4 og Fo blir tilført demodulatorene D+ og D<g>, på hvis utgangsklemmer R og T signalene Sr og Sb opptrer. Signalene Sr og Sb blir etter noen forsterkning i summeringsan-ordningen A2 i riktig størrelse og fase kom-binert med utgangssignalet fra F3, f. eks. på den måte at de deri opprinnelig tilstede-værende signaler Sr og Sb akkurat faller bort, eller på den måte at en ønsket kom-binasjon av Sh, Sr og Sb opptrer på utgangs-klemmen V.

Det er innlysende at funksjonen av fargefilteret 14 og gitteret 16 kan oppfyl-les av en plate på det sted hvor gitteret 16 befinner seg, hvorav bare bestemte strimler slipper igjennom rødt lys og andre strimler er fullstendig ugjennomtrengelige. Det samme gjelder naturligvis for fargefilteret 15 og gitteret 17. Eventuelt kan det halvt gjennomsiktige speilsystem virke fargefiltrerende.

Det er også mulig å kombinere lysveiene L2 og L3 slik at funksjonen av fargefilteret 14, 15 og gitteret ,16, 17 utføres av en

plate som vist i fig. 7a, som er anordnet på

det sted hvor opprinnelig gitterne 16 og 17

var anordnet. I fig. 7a slipper de mot ven-stre skraverte strimler a bare rødt lys

igjennom, de mot høyre skraverte strimler

c bare blått lys og de dobbeltskraverte

strimler b rødt og blått lys, og de ikke

skraverte strimler d er ugjennomsiktige.

I fig. 7b er vist hvorledes platen ifølge fig.

7a forholder seg overfor rødt lys og i 7c

er det vist hvorledes platen forholder seg

overfor blått lys. Det halvt gjennomsiktige

speilsystem kan ved bruk av en plate som

vist i fig. 7a velges enklere da en av lysveiene Læ og Ls faller bort.

Befinner det seg opprinnelig i lysveien

Li likeledes et fargefilter, f. eks. et grønt

filter, så kan man nedsette antallet av lysveier til én ved at samtlige strimler a, b,

c og d på platen ifølge fig. 7a velges gjennomsiktig for grønt lys. I dette tilfelle kan

det halvt gjennomsiktige speilsystem sløy-fes fullstendig. Også her kan igjen platene

hvis ønskes, anbringes på skjermen 2, og

også kan skjermen 2 overta funksjonen av

platen 15.

Det er naturligvis også mulig bare å

frembringe avbildning av en gjenstand over

to eller flere gittere, altså ingen avbildning

uten formidling gjennom et gitter slik som

ved anordningen ifølge fig. 5. I et slikt tilfelle er det nok å demodulere de forskjellige modulerte bærebølger. Det er derfor

ikke nødvendig å danne lineære kombinasjoner med de over Impedansen 5 opptredende umodulerte signaler, og dessuten er

det i de demodulerte signaler til stede en

likestrømskomponent og man behøver derfor ikke å tilføye disse. Eventuelt kan lineære kombinasjoner dannes av de signaler

som er funnet ved demodulasjon av de

forskjellige bærebølger.

Claims (5)

1. Anordning med et bildeopptakerrør

for samtidig frembringelse av to eller flere uavhengige fjernsynsbildesignaler repre-senterende samme gjenstand eller motiv, hvor der d en eller flere bildeflater i det tilhørende optiske system i bildeopptaker-røret er anbragt ett eller flere systemer som hvert består av et regelmessig gitter av pa rallelle striper som danner en vinkel med avsøkningslinjene, og i hvilket gitter striper med en gitt gjennomslipningsevne, refleksjonsevne eller fotoelektrisk følsomhet veksler med striper med annen gjennomslipningsevne, refleksjonsevne eller fotoelektrisk følsomhet, karakterisert ved at frekvensen av en bærebølge, som frembringes i et av de sistnevnte systemer og moduleres med et av bildesignalene, og skarpheten av gjenstandens avbildning på dette system er slik at tilstrekkelig adskillelse av frekvensområdet for et sidebånd av den modulerte bærebølge og frekvensområdet for på lignende måte frembragte bære-bølger eller av signaler som ikke er modulert på en bærebølge, er mulig ved hjelp av elektriske filtere.

2. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at en annen avbildning av gjenstanden som fjernsynssignalene må inneholde informasjoner om, frembringes på bildeopptagerrørets lysfølsomme skjerm med redusert skarphet, og således at det ved avsøkning derav oppnås et signal som ikke er modulert på en bærebølge.

3. Anordning ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at de ved demodulasjon av bærebølgen frembragte bildesignaler kombineres lineært med hverandre og/eller med dem i bilderørets utgangskrets opptredende bildesignaler som ikke er modulert på en bærebølge.

4. Anordning ifølge påstand 1, 2 eller 3, hvor avbildningene representerer gjenstandens farver, karakterisert ved at disse avbildninger frembringes på en plate som på i og for seg kjent måte danner et gitter for den ene farves avbildning, idet platen er bygget opp av strimler av hvilke en del er helt eller delvis ugjennomtrengelig for vedkommende farve.

5. Anordning ifølge påstand 1, 2 eller 3, hvor avbildningene representerer gjenstandens farver, karakterisert ved at avbildningene frembringes på en lysfølsom skjerm som på i og for seg kjent måte danner et gitter for den ene farves avbildning, idet skjermen er bygget opp av strimler av hvilke en del gir ingen eller bare en meget liten emisjon av vedkommende farve.