DE1946199A1

DE1946199A1 - Farbfernsehgeraet

Info

Publication number: DE1946199A1
Application number: DE19691946199
Authority: DE
Inventors: Metzger Lenard M
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1968-09-13
Filing date: 1969-09-12
Publication date: 1970-04-16
Also published as: FR2018052A7

Description

33/74 1.9.1969

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, Reg.-Nr. 122 093

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD

7 STUTTGART-N, LANGE STRASSE 51

EASTJyIAN KODAK COMPANY, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Farbfernsehgerät

Die Erfindung betrifft ein Farbfernsehgerät mit zwei Aufnahmevorrichtungen, von denen die erste die Leuchtdichte-Information und die zweite die Färb-Information aufnimmt.

Die bekannten Geräte dieser Art sind mit dem Nachteil einer schlechten Farbgenauigkeit behaftet, was von dem mangelnden Gleichlauf zwischen den Amplitudeänderungen der Farb-Signale und der Leuchtdichte-Signale bedingt ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, besitzen die heute üblichen Farbfernsehaufnahmegeräte drei Aufnahmeröhren, von denen jede für eine der drei Grundfarben empfindlich ist. Aber auch hier sind Probleme vorhanden, weil die Bilder der drei Aufnahmeröhren sich genau decken müssen. Wenn keine genaue Deckung vorhanden ist, entsteht nämlich ein störender Farbsaum.

Es sind zwar Lösungen zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten bekannt. Beispielsweise ist in der US-Patentschrift 2 733 291 ein Aufnahmegerät beschrieben, das mit einer ein-

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zigen Bildaufnahmeröhre und einer Art von parallel arbeitenden Mehrfach-Ausnutzung-arbeitet. Ein Strahlenteiler teilt den Lichtstrahl in drei Teile und filtert diese Teile so, daß jeder Teilstrahl nur eine der drei Grundfarben enthält. Jeder Teilstrahl wird dann durch ein Gitter geführt, die verschiedene räumliche Frequenzen besitzen. Danach werden die Teilstrahlen auf die Bildaufnahmeröhre rückprojiziert. Die Ausgangsgröße der Bildaufnahmeröhre ist deshalb aus drei verschiedenen Frequenzen zusammengesetzt. Scharf abgestimmte Filter trennen die drei Frequenzkomponenten, so daß jede Farbkomponente zur Bildung eines kontinuierlichen Farbsignals integriert werden kann. Das Leuchtdichte-Signal wird hierbei durch eine Kombination der drei Farbkomponenten erzeugt. Nachteilig ist bei diesem Gerät, daß eine Aufnahmeröhre mit sehr hohem Auflösungsvermögen erforderlich ist, um die Gitterfrequenzen getreu wiedergeben zu können. Der Preis solcher Bildaufnahmeröhren ist so hoch, daß es bedeutend billiger ist, zwei Bildaufnahmeröhren mit geringerem Auflösungsvermögen zu verwenden. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Farbfernsehaufnahr.egerät zu schaffen, das billiger ist als dieje-. nigen Geräte mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre hohen _: Auflösungsvermögens, jedoch im Gegenstatz zu den Geräten mit zwei Bildaufnahmeröhren eine gute Farbgenauigkeit ergibt.

Ausgehend von einem Gerät mit zwei Äufnahmevorrichtungen der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Aufnahmevorrichtung Signale mit variablem Pegel erzeugt, die außer der Farbinformation auch eine LeuchtdichterInformation enthalten,

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und daß eine Vergleichseinrichtung, welche die sich entsprechenden Leuchtdichte-Signale der beiden Aufnahmevorrichtungen vergleicht und eine die Differenz dieser Signale repräsentierende Ausgangsgröße erzeugt, sowie eine Verstärkungssteuerung vorgesehen ist, welche den Pegel der Färbinformations-Signale in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Vergleichseinrichtung steuert.

Die beiden Aufnahmevorrichtungen können ein verhältnismäßig geringes Auflösungsvermögen besitzen, ohne daß darunter die Bildqualität leidet. Der Gleichlauf ist durch die Steuerung des Pegels der Farbinformations-Signale. in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Vergleichseinrichtung sichergestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nimmt die Aufnahmevorrichtung für die Färbinformationen nur zwei Grundfarben auf. Die dritte Grundfarbe wird durch Subtraktion der beiden Farbsignale vom Leucltdich te -Signal abgeleitet.

Wenn ein noch exakterer Gleichlauf des Leuchtdichte-Signals mit den Farbsignalen erwünscht ist, kann dies mit einer zweiten Aufnahmevorrichtung erreicht werden, die die Farbinformationen aller drei Grundfarben aufnimmt. Die drei Farb-Signale v/erden dann kombiniert, um ein Leuchtdichte-Signal niedriger Auflösung zu erzeugen, mit welchem das Leuchtdichte-Signal hoher Auflösung, das die erste Aufnahmevorrichtung er zeugt ,gesteuert wird, um dieses in einen exakten Gleichlauf mit den Farbsignalen oder umgekehrt zu bringen. Der noch bessere Gleichlauf und die daraus resultierende bessere Farbgenauigkeit sind jedoch mit einer Verminderung der Auflösung verknüpft.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in einzelnen erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 " eine Draufsicht auf einen'Teil einer Maske für eine Farbaufnahmeröhre, die die Farbinformationen von zwei Grundfarben aufnimmt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil einer Maske für eine Farbaufnahmeröhre, die die Farbinformationen aller drei Grundfarben aufnimmt , ;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Farbfernsehaufnahmegerätes mit einer Zweifarben-tAuf nähme vorrichtung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines anderen Aus-..■"." führungsbeispiels mit einer Dreifarben-Aufnahmevorrichtung.

In einem Farbfernsehsystem wird ein Farbbild durch vier Größen definiert. Diese vier Größen sind die Leuchtdichte und die Intensität oder Farbsättigung jeder der drei Grundfarben. Es müssen jedoch nur drei der vier Größen bekannt sein, um alle Informationen übertragen zu können, weil die Leuchtdichte gleich der Summe aus den drei Größen für die einzelnen Grundfarben ist. Ein vollständiges Farbbild ,kann deshalb auf Grund einer Information erzeugt werden, die die Farbinformation von zwei Grundfarben und die Leuchtdichte-Information enthält» Die Information für die dritte Grundfarbe erhält man durch Subtraktion der Farbsignale der beiden Grundfarben vom Leuchtdichte-Signal.

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ÖÄ&

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Maske, wie sie unvollständig in Fig. 1 dargestellt ist, vor der Frontfläche einer monocromatischen Femseh-Aufnahmeröhre angeordnet. Die Aufnahmekamera ist eine solche bekannter Art, und zwar in Ausführungsbeispiel eine Vidicon-Kamera. Es könnte aber auch eine Plumbicon-Kamera oder eine Orthicon-Kamera verwendet werden. Das Ausführungsbeispiel ist mit einer Vidicon-Kamera ausgerüstet, weil sie die billigste ist. Die in Fig. dargestellte Maske weist Streifengruppen von zwei verschiedenen Farben auf. Die Gruppe 1 besteht aus abwechselnd aufeinanderfolgenden klaren und gelben Streifen, wohingegen die Gruppe 2 auf abwechselnd aufeinanderfolgende klaren und cyan-blauen Streifen besteht. Die beiden Gruppen sind im Ausführungsbeispiel durch klare Streifen 3 getrennt, die aber auch weggelassen werden könnten. Die räumliche Frequenz der "Blau" steuernden Streifengruppe 1 ist verschieden von der räumlichen Frequenz der "Rot" steuernden Streifengruppe 2. Die Ausgangsgröße der mono:: romatischen Aufnahmekamera enthält deshalb eine Frequenzkomponente mit der Blau-Information und eine Frequenzkomponente mit der Rot-Information. Die klaren Bereiche ergeben eine Niederfrequenzkomponente oder eine Gleichspannungskomponente, welche die Leuchtdichte-Information enthält.

Da für das Leuchtdichte-Signal eine viel höhere Auflösung erforderlich ist als für die Farbsignale,, ist eine gesonderte Aufnahmeröhre zur Erzeugung der Leuchtdichte-Signale vorgesehen. Diese Aufnahmeröhre ist natürlich nicht mit einer Maske versehen. .

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BAD

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels . Eine erste monocromatische Aufnahmekamera 4 ist unmaskiert und empfängt daher das gesamte Licht, auf Grund dessen sie Leuchtdichte-Signale erzeugt. Die Ausgangsgrösse der Aufnahmekamera 4.wird einem Verstärker 5 eingegeben, der ein Leuentdichte-Signal Y erzeugt. Das Leuchtdichte-Signal Y ist über eine automatische Verstärkungssteuerung β rückgekoppelt, um ein Signal für eine konstante Leuchtdichte zu bewirken.

Eine zweite mono:; romatische Aufnahmekamera 7 ist mit einer Maske gemäß derjenigen in Fig. 1 vor ihrer lichtempfindlichen Fläche versehen. Die Ausgangsgröße der Aufnahmekamera 7 wird einem Verstärker 8 zugeführt. Die Ausgangsgröße dieses Verstärkers 8 wird gleichzeitig auf ein Tiefpassfilter 9 und einen Bandpassverstärker 10 gegeben.

Das Tiefpassfilter 9 läßt die Gleichspannung und sehr niedrige Frequenzkomponenten der Ausgangsgröße der Aufnahmekamera 7 passieren, welche der Leuchtdichte-Komponente des Signales entsprechen. Da diese Leuchtdichte-Komponente des Signales eine niedrigere Auflösung besitzt, ist sie mit Y¹ gekennzeichnet. Dieses Leuchtdichte-Signal Y" wird eiiiein Differenzverstärker 11 zugeführt, auf dessen anderen Eingang ein zweites Leuchtdichte-Signal geringer Auflösung gegeben wird, das von dem Leuchtdichte-Signal Y hoher Auflösung abgeleitet wird, in-dent das Lauch tdichte-Signal Y durch ein Tiefpassfilter 18 geführt wird» Die Ausgangsgröße des Differenzverstär3£@rs il wird über eine automatische Verstärkersteuerung 12 zn der die Färbinformationen aufnehmenden 'Kamera 7 surückgefühtty *m einen Gleichlauf

zwischen dieser Aufnahmekamera und der Aufnahmekamera für die Leuchtdichte zu bewirken.

Die Aufgabe des Bandpassverstärkers IO besteht darin, die Leuchtdichte-Komponente des von der Aufnahmekamera erzeugten Signals zu trennen und hochfrequente Störsignale zu unterdrücken. Die Ausgangsgrösse des BandpassVerstärkers 10 gelangt zu. "zwei schmalen Bandpass filtern 13 und 14. Das Bandpassfilter 13 läßt diejenige Frequenzkomponente durch, welche dem Rot-Signal entspricht, während das Bandpassfilter 14 die Signalkomponente, welche dem Blau-Signal entspricht,durchläßt. Die Rot-Signale und Blau-Signale werden anschließend mittels eines Demodulationsfilters 15 · bzw. 16 Amplituden-demoduliert. Das Grün-Signal wird dadurch erzeugt, daß man das Rot-Signal, das Blau-Signal und das Leuclidichte-Signal einer Matrix 17 zuführt. Die Matrix 17 führt eine Subtraktion der Rot-Signale und Blau-Signale vom Leuchtdichte-Signal aus. Die ermittelte Differenz stellt das Grün-Signal dar.

Das Leuchtdichte-Signal Y hoher Auflösung und die Farbsignale relativ geringer Auflösung werden hier also.unter Verwendung von zwei monocromatischen Aufnahmekameras mit relativ niedriger Auflösung erzeugt.

Bei manchen Arten von Aufnahmeröhren ist die Empfindlichkeit für niederfrequente Signale anders als die Empfindlichkeit für hochfrequente Signale. Wenn die Farbsignale und die Leuchtdichte-Signale von zwei verschiedenen Aufnahmekameras erzeugt werden* würde man ih diesem Falle für das Leucttdichte-Signal eine andere Empfindlichkeit haben als für die Farbsignale. Das in Fig. 4. dargestellte Ausführungsbeispiel vermag zusammen mit der in Fig. 2 dargestellten Maske diese Schwierigkeit zu überwinden.

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Die in Fig. 2 dargestellte Maske ist ähnlich ausgebildet wie diejenige gemäß Fig*. I, besitzt jedoch zusätzlich eine dritte Streifengruppe 119, welche aus abwechselnd , aufeinanderfolgenden klaren und purpur-farbenen Streifen besteht' und ein Grün-Signal erzeugt. Mit Hilfe dieser Maske können also alle drei Farbsignale unabhängig vom Leuchtdichte-Signal erzeugt werden. ■

Die Schaltung des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt Fig. 4. Eine Aufnahmekamera 104 für die Leuchtdichte-Information ist wie die Kamera 4 des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 und 3 ausgebildet und erzeugt in ähnlicher Weise wie diese ein Leuchtdichte-Signal Y. Eine Farbaufnahmekamera 107, die sich von der Aufnahmekamera 7 nur dadurch unterscheidet, daß sie anstelle der Maske gemäß Fig. 1 die Maske gemäß Fig. 2 trägt, nimmt drei Hochfrequenz-Komponenten auf. Jede dieser drei Komponenten repräsentiert eine Farbkomponente. Die Farbsignale gelangen von der Farbaufnahmekamera 107 zu einem Bandpassfilter 120, das Störsignale ausfiltert. Sodann werden die Farbsignale in einen Video-Verstärker 121 eingegeben, von dem aus sie zu Filter 122, 123 und 124 gelangen. Jedes dieser drei Filter ist auf" die Frequenz einer der drei Farbkomponenten abgestimmt, so daß nur die Signale, die der zugehörigen Farbe zugeordnet sind, zu Demodülatoren bzw. 26 bzw, 27 durchgelassen werden. Die Ausgangsgröße der Demodülatoren sind die Grün-Signale bzw. die Rot-Signale bzw. die Blau-Signale. Die Ausgangsgrössen der Demodülatoren werden auch in eine Matrix eingegeben, welche die Farbsignale addiert, um daraus

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ein Leuchtdichte-Signal Y¹ niedriger Auflösung zu erzeugen» Das Leuchtdichte-Signal der Aufnahmekamera durchläuft ein Tiefpassfilter 129, um ein zweites Leuchtdichte-Signal Y'^e niedriger Auflösung zu erzeugen. Diese beiden Leuchtdichte-Signale werden einen Differenzverstärker 130 zugeführt, dessen Ausgangsgröße zum Video-Verstärker 121 zurückgeführt ist, um dessen Verstärkung zu regeln.

Da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 die Verstärkung der Farbaufnahmekamera 7 durch Verwendung des Leuchtdichte-Signals hoher Auflösung, das von der Leuchtdichte-Aufnahnekamera 4 erzeugt wird, geregelt wird, kann die Gleichspannungskompohente der Farb-Aufnahmekamera Fehler erzeugen, wenn .die Farbaufnahmekamera eine andere Empfindlichkeit für die Gleichspannungskomponente der Farbsignale besitzt als für die hochfrequenten Farbkomponenten. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 leitet hingegen das Signal niedriger Auflösung direkt von den hochfrequenten Farbsignalen ab. Daher wird die Verstärkung der Farbsignale in Abhängigkeit von der Hochfrequenz-Empfindlichkeit der Farbaufnahmekamera anstatt in Abhängigkeit von der Gleichspannungs-Empfindlichkeit gesteuert.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Masken besitzen getrennte Streifengruppen. Selbstverständlich könnte jede Streifengruppe auch die ganze Maske einnehmen.In diesem Falle könnte man die Streifengruppen so übereinander anordnen, wie dies in der US-Patentschrift 3 364 497 beschrieben ist.

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Claims

P a t en ta η Sprüche

Farbfernseligerät mit zwei Auf nahmevorrichtungen, von denen die erste die Leuchtdichte-Information und die zweite die Farb-Information aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufnahmevorrichtung (7,107) Signale mit variablem Pegel erzeugt, die außer der Farb-Information auch eine Leuchtdichte-Information enthalten und daß eine Vergleichseinrichtung (11, 130), welche die sieh entsprechenden Leuchtdichte-Signale (Y,Y!;Y¹,Y¹¹) der beiden Aufnahmevorrichtungen (4,7?104,107) vergleicht und eine die Differenz dieser Signale repräsentierende Ausgangsgröße erzeugt, sowie eine Verstärkungssteuerung (12,121) vorgesehen ist> welche den Pegel der Farb-Informations-Signale in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Vergleichseinrichtung steuert.

Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufnahntevorrichtuiig '(7) eine Einrichtung (9,10,13 bis 16) zur Erzeugung von die Farbinformation enthaltenden hochfrequenten Signalen und die Leuehtdiehte-Infomation enthaltenden niederfrequenten Signalen aufweist.

3k Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufnahmevorrichtung (107) eine Einrichtung {22 bis 28) sur Erzeugrag vöi§ hochfrequenten Signalen, welche sowohl die Färb in formation als auch die Leücht'-dichte«·Information ehth&Xte&v aufweist«

BADORJGiNAL

Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Maske (1,2,3) vor der zweiten Aufnahmevorrichtung (7) mit Streifen (1) einer
ersten Farbe und ersten räumlichen Frequenz sowie Streifen (2) einer zweiten Farbe und zweiten räumlichen Frequenz und eine mit den beiden Aufnahme-Vorrichtungen (4,7)verbundene, aus deren Signalen die Farbinformation der dritten Farbe enthaltende Signale ableitenden Matrix (17).

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