DE1462576C3 - Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bei Farbkameras - Google Patents
Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bei FarbkamerasInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente, in
die vom Verstärker der Bildaufnahmeröhren einer Farbfernsehkamera gelieferten Bildsignale.
Bei einer Farbfernsehkamera werden von dem mit einem Aufnahmeobjektiv entworfenen Bild einer
Szene oder einer Bildvorlage mehrere Bilder verschiedener Spektralverteilung mittels einer Strahlenteilungsvorrichtung
und mehrerer Objektive erzeugt und auf den Fotoschichten der Bildaufnahmeröhren entworfen. Diese Bildaufnahmeröhren wandeln
schließlich die Färb- oder Helligkeitswerte durch Elektronenstrahlabtastung in elektrische Signale um.
ίο Die an den Ausgängen der Verstärker der Bildaufnahmeröhren
auftretenden Bildsignale sind im allgemeinen Wechselstromsignale, denen noch eine
Gleichstromkomponente zugesetzt werden muß, welche einem Bezugswert der Helligkeitsskala der Bildsignale,
vorzugsweise schwarz oder weiß, entspricht. Es war bisher üblich, zur Einführung der Gleichstromkomponente,
das in der Austastlücke des Zeilenrücklaufes vorhandene Potential zu benutzen und eine getastete
Schwarzsteuerung anzuwenden, die das Potential des Bildsignals nach jeder Zeile auf einen
konstanten Wert zurückführt. Bei Farbkameras hat die Benutzung des in der Austastlücke vorhandenen
Potentials als Bezugspotential jedoch bestimmte Störungen zur Folge, deren Vermeidung Aufgabe der Erfindung
ist. Der Schwarzwert im Bildsignal, auf den man die Höhe der Klemmimpulse beziehen muß, ist
nämlich nicht konstant, sondern auf Grund von Streulicht, welches in den diversen Linsen und Strahlenteilungsmitteln
im optischen Teil der Kamera entsteht, und auf Grund der veränderlichen Dunkelströme der
Aufnahmeröhren variabel.
Betrachtet man zunächst den Dunkelstrom, so ändert sich dieser bei Temperaturänderungen der Signalplätze
und bei Änderungen der Signalplattenspannung. Da infolge der Farbteilung unterschiedliche
Lichtströme auf die drei Vidikons entfallen, aber gleiche Ausgangsspannungen für die drei Verstärkerkanäle
erforderlich sind, muß entweder bei gleicher Signalplattenspannung mit unterschiedlicher Verstärkung
oder bei gleicher Verstärkung mit unterschiedlicher Signalplattenspannung gearbeitet werden. In
beiden Fällen wirken sich Änderungen der Temperatur oder der Signalplattenspannung für die drei Kanäle
verschieden stark aus, so daß die drei Farbkanäle verschiedene Schwarzabhebungen erhalten und somit im
Empfänger der »Schwarzwert« für die drei Farben unterschiedlich verfälscht (angehoben oder gesenkt)
wird. Dadurch tritt eine unerwünschte Verfälschung des Farbtones in dunklen Bildstellen auf.
Änderungen der Signalplattenspannungen ergeben sich z.B. dann, wenn zum Ausgleich von Beleuchtungsschwankungen
die Signalplattenspannungen entsprechend geregelt werden (um Farbverfälschungen zu vermeiden, muß diese Regelung für alle drei
Röhren proportional sein).
Während man den Einfluß der Temperatur und der Signalplattenspannung im Prinzip durch Kompensationsschaltungen
beseitigen könnte, ist dies für das Streulicht nicht möglich. Das von großflächigen hellen,
einfarbigen Gegenständen des aufzunehmenden Bildes in den optischen Teilen der Farbkamera erzeugte
Streulicht, verursacht eine Anhebung des Schwarzpotentials in dem entsprechenden Farbkanal
und eine Farbtonverfälschung dunkler Stellen am Empfängerschirm.
Bei einem Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente in die von den Bildaufnahmeröhren
einer Farbfernsehkamera erzeugten Bildsi-
gnale der auf den Fotoschichten der Bildaufnahmeröhre
mittels Objektiven und Strahlenteilungsvorrichtungen entworfenen Bilder verschiedener Spektralverteilung
werden die oben genannten Nachteile dadurch überwunden, daß erfindungsgemäß an einem
Ende der Horizontalablenkung innerhalb der Horizontalaustastzeit vom Bildsignal unabhängige Signalwerte mittels einer in dem für alle Bildaufnahmeröhren
gemeinsamen optischen Strahlengang in einer Zwischenabbildungsebene angeordneten Blende gewonnen
und in die von den Bildaufnahmeröhren gelieferten Bildsignale eingesetzt werden, und diese Signale
für alle Bildaufnahmeröhren in an sich bekannter Weise mittels durch horizontalfrequente
Impulse aufgetasteter Klemmschaltungen auf das gleiche Potential gebracht werden.
Man erreicht durch dieses Verfahren, daß bei einer Änderung der Schwarzabhebung des Vidikonsignals
- etwa durch Änderung des Streulichtes bei geändertem Bildinhalt — die Schwarzabhebung des Verstärkerausgangssignals
konstant bleibt und somit keine Farbverfälschung der dunklen Stellen des Bildes im
Empfänger auftritt.
Die optische Blende kann man u. a. entweder am rechten oder linken Bildrand, d.h. am Beginn oder
am Ende der Horizontalabtastung, anbringen, wobei vorteilhaft eine mechanische Verschiebemöglichkeit
zur genauen Einstellung der Blendenkante vorgesehen wird, derart, daß die Kante auf eine minimale
Sichtbarkeit im Empfangsbild und zugleich eine günstige Lage am Rande des Austastbereiches eingestellt
werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren und weitere Verbesserungen desselben sowie konstruktive und
schaltungstechnische Hilfsmittel zur beispielsweisen Durchführung werden im folgenden an Hand der
Zeichnungen besprochen. In diesen Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des optischen Strahlengangs in einer Farbkamera,
Fig. 2 ein Diagramm eines Bildsignalverlaufs,
Fig. 3 und 4 je ein Bildsignaldiagramm bei einer getasteten Schwarzsteuerung nach dem bisherigen
Verfahren,
Fig. 5 und 6 je ein Bildsignaldiagramm bei verschiedener
Schwarzabhebung,
Fig. 6a die Lage des Klemmimpulses nach der erfindungsgemäßen
Lehre,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß
verwendeten Klemmschaltung,
Fig. 8 die schematische Darstellung eines auf der
Fotoschicht einer Kameraröhre entworfenen Bildes, Fig. 9 das entsprechende Empfangsbild,
Fig. 10 eine verbesserte Klemmschaltung,
Fig. 11 ein Impulsfahrplan und
Fig. 12 die Konstruktion eines optischen Teiles einer
Farbkamera in einer Blickrichtung, die der Vertikalablenkrichtung entspricht, mit einer Detailzeichnung
der in der Erfindung verwendeten Blende.
In Fi g. 1 ist 1 der abzubildende Gegenstand, 2 das Kameraobjektiv, 3 und 5 sind Feldlinsen und 4 ist eine
zwischen den Feldlinsen liegende Zwischenabbildungsebene; mit 6, 8, 9, 10 sind Projektionsobjektive
bezeichnet, 7 ist eine Farbteilungseinrichtung mit dichroitischen Filtern und Spiegeln
und 11, 12,13 sind Fernsehaufnahmeröhren. In der Zwischenabbildungsebene 4 ist nach dem Verfahren
der Erfindung eine Schwarzblende in der Weise angebracht, daß in den drei Aufnahmeröhren 11, 12,
13 (z.B. Vidikons) am linken Rand der Fotoschicht (am Zeilenanfang) ein schwarzer Streifen entsteht.
Am Anfang des Hinlaufs erscheint also im Bildsignal ein schwarzer Streifen, welcher mittels eines feinmechanischen
Einstelltriebs so justiert werden kann, daß seine Kante noch in die Bildaustastzeit TA fällt. Die
Breite T4 ist wesentlich größer als Tr, Tr, Rücklaufzeit
des Abtastrahles bzw. die Aufnahmeaustastzeit.
ίο In Fig. 2 ist ein Diagramm des Bildsignals mit den
Austastlücken und der von der Schwarzblende erzeugten Stufe dargestellt. Hierin ist T4 die Zeilenaustastzeit,
Tr die Austastzeit der Aufnahmeröhre zwecks
Rücklaufunterdrückung, 14 der von der Schwarzblende hervorgerufene Signalwert, der in dieser Darstellung
mit dem schwärzesten Punkt S im Bildsignal bzw. dem Schwarzpotential P5 übereinstimmt. UD ist
die Schwarzabhebung vom Aufnahmeaustastpotential
Würde im Verstärker auf das Potential P4 geklemmt
und von diesem Potential aus der Abhebeimpuls zugesetzt, so ergäbe sich bei Änderung des Dunkelstromes
oder des Streulichtes die Änderung des Bildsignaldiagrammes gemäß den F i g. 3 und 4.
In Fig. 3 ist angenommen, daß die durch Dunkelstrom und Streulicht bedingte Abhebung UD klein sei.
Im Verstärker würde wie üblich auf das Potential P4 geklemmt und der Verstärkeraustastimpuls mit der
Breite T„ und der Amplitude AUA zugesetzt. Der
Empfänger sei dann auf das Potential PAV geklemmt.
Ändert sich nun UD nach U'D (Fig. 4), so würden
im Empfänger die dunklen Bildteile entsprechend der Differenz U'D — UD aufgehellt erscheinen. Das ist bei
einem üblichen Farbsystem sehr störend. Wie oben ausgeführt, können auf Streulichtschwankungen beruhende
Änderungen der Schwarzabhebung Us nicht schaltungsmäßig kompensiert werden.
Sowohl der Streulicht- als auch der Dunkelstromeffekt lassen sich durch das Verfahren der Erfindung
unschädlich machen. Die Durchführung und Wirkung dieses Verfahrens ist iri den Diagrammen der Fig. 5
und 6 erkennbar. Durch die erwähnte Schwarzblende' in der Zwischenabbildungsebene wird ein eindeutiges
Schwarzpontial 14 (z. B. am linken Bildrand) geschaffen. Da es innerhalb der Austastzeit liegt, ist es im
endgültigen Bild nicht zu sehen.
Die Klemmung vor dem Zusetzen der Verstärkeraustastspannung Δ UA erfolgt nun nicht mehr auf das
Vidikonaustastpotential PA wie in F i g. 2, sondern auf
das durch die Schwarzblende erzeugte Schwarzpotential Ps (siehe F i g. 5) in der Weise, daß das Austast-Grundpotential
PAV um einen bestimmten Betrag AU'A in Richtung schwarz zu liegen kommt. Dieser
beträgt bei einer Studiokamera etwa 5 % des Schwarzweißsprunges. Der Klemmimpuls ist in
Fi g. 6 a gezeigt. Die Klemmung erfolgt durch die Impulse 22, die nur während des Intervals vom Ende
des Rücklaufs bis Ende des Verstärkeraustastimpulses TA wirksam sind.
Eine einfache Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Fig. 7. Bei 18 fällt
das am Verstärkerausgang auftretende Bildsignal an. Das Signal 19 wird durch den Klemmtransistor 23
während der Zeit, während Klemmungsimpulse 22 vorhanden sind, geklemmt. In der Stufe 24 wird durch
die Verstärkeraustastimpulse 20 ein Austastpotential geschaffen, das einen konstanten Spannungsabstand
AU'A (Fig. 6) vom Schwarzwert hat. Bei 21 wird das
mit einem Gleichstromwert versehene Videosignal abgenommen.
Bei dem bisher beschriebenen Verfahren ist noch eine gewisse Störung des Bildes möglich, wenn die
Zeitkonstante der Klemmstufe zu klein ist.
Da durch Klemmung im Verstärker 24 nicht nur ein Bezugspotential für die Austastung gewonnen,
sondern auch niederfrequente Störungen (Abschrägung des Impulsdaches, Netzstörungen) behoben
werden sollen, wird in üblichen Schaltungen die Klemmzeitkonstante ausreichend klein, vorzugsweise
klein gegen die Vertikalablenkperiode gewählt. Dies könnte bei der erfindungsgemäßen Anordnung zu
Schwierigkeiten führen, wenn z.B. durch örtlich begrenzte Aufhellungen (z.B. einen Lichthof) eines
dicht am linken Rande liegenden hellen Gegenstandes der linke »schwarze« Bezugsrand ungleichmäßig aufgehellt
würde. Durch die Klemmung würde dann diese Aufhellung dazu führen, daß die rechts davon liegenden
Bildteile in Richtung schwarz verschoben würden. Die Folge davon wären streifenförmige Störungen im
Empfangsbild.
In F i g. 8 wird das Bild auf der Fotoschicht einer Aufnahmeröhre gezeigt. Darin ist 14 der durch die
Schwarzblende gewonnene schwarze Streifen, das Bezugsschwarz, 15 ein besonders helles kleinflächiges
Bildteil, und 16 die durch diese Belichtung hervorgerufene Aufhellung des Schwarzstreifens.
Würde die Klemmzeitkonstante für die Klemmung auf den Bezugsschwarzwert klein sein, so entstünde
das Bild der Fig. 9 mit dem dunklen Streifen 17. Zwar
ist die Aufhellung im Bezugsschwarz behoben, dafür sind die rechts davon befindlichen Bildteile 17 ins
Dunkle abgesenkt worden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Klemmzeitkonstante für die Klemmung auf das Bezugsschwarz
so groß gemacht, daß die Klemmung auf den Mittelwert des Potentials des Bezugsstreifens
während vieler Zeilen oder sogar mehrerer Bildperioden erfolgt. Zur Behebung der niederfrequenten Störungen
(Netzbrumm, Dachschräge) ist dann eine zweite Klemmung mit kleiner Zeitkonstante erforderlich,
die auf das Vidikonaustastpotential P4 (F i g. 2) anspricht.
In Fig. 10 wird das mit niederfrequenten Störungen behaftete Videosignal 18 einer ersten Klemmstufe
zugeführt. Die Zeitkonstante dieser Stufe ist klein, die Klemmung erfolgt mit den Impulsen 25 während der
Austastung der Aufnahmeröhre und unter Bezug auf die Vidikonaustastung. Das von der ersten Klemmstufe
ausgehende Signal wird in dem Impedanzwandler 26 leistungsverstärkt und der zweiten Klemmstufe
23 zugeführt. Diese Stufe arbeitet wie die in Fig. 9,
ίο nur daß sie eine so große Zeitkonstante hat, daß der
Mittelwert des Bezugsschwarzpotentials festgehalten wird und Schwankungen des Schwarzpotentials innerhalb
einer V-Abtastdauer nicht ausgeglichen werden. In Fig. 11 wird ein Impulsfahrplan gezeigt. Die
Kurve α stellt den Zeilensynchronisierimpuls dar, die Kurve b den Ablenkstrom, die Kurve c ist der Vidikonaustastimpuls,
mit d wird das Videosignal am Ausgang des Vorverstärkers mit der Schwarzstufe 14
gezeigt, mit e ist der Klemmimpuls 25 bezeichnet, / zeigt den Verstärkeraustastimpuls und g den Klemmimpuls
22. In der Fig. 11g ist der Klemmimpuls 22 so verschoben, daß seine Rückflanke mit der des Austastimpulses
zusammenfällt. Dann ergibt sich eine einfache Justierung für die Lage des Bezugsschwarz-Streifens.
Die Lage in Horizontalablenkrichtung wird so eingestellt, daß der Rand des Bezugsschwarzstreifens
gerade am linken Bildrand sichtbar wird.
In Fig. 12 ist die Konstruktion einer Farbkamera und die in der Zwischenabbildungsebene 4 angebrachte
Schwarzblende dargestellt. Die Bezugszeichen der Fig. 12 stimmen mit denjenigen der Fig. 1
überein. Die links oben dargestellte Detailzeichnung zeigt die Schwarzblende 4', welche an einem Rahmen
4", welcher zugleich eine Bildmaske darstellt, verschiebbar ist.
Die Klemmung zur Schwarzwerteinführung kann natürlich auch durch eine entsprechende Blendenanordnung
am Anfang oder Ende der Vertikalablenkung mittels vertikalfrequenter Klemmimpulse erfolgen.
Bei Anwendung horizontalfrequenter Klemmimpulse (Schwarzblende am Anfang oder Ende der Horizontalablenkung)
ist es zweckmäßig, diese Klemmimpulse so auszutasten, daß sie während der Vertikalaustastung
nicht wirksam werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente
in die von den Bildaufnahmeröhren einer Farbfernsehkamera erzeugten Bildsignale der auf den Fotoschichten der Bildaufnahmeröhren
mittels Objektiven und Strahlenteilung entworfenen Bilder verschiedener Spektralverteilung,
dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Abtastung innerhalb der Austastzeit
vom Bildinhalt unabhängige Signalwerte mittels einer in dem für alle Bildaufnahmeröhren
gemeinsamen optischen Strahlengang in einer Zwischenabbildungsebene angeordneten Blende
gewonnen und in die von den Bildaufnahmeröhren gelieferten Bildsignale eingesetzt werden, und daß
diese Signalwerte für alle Bildaufnahmeröhren in an sich bekannter Weise mittels mit horizontalfrequenten
oder vertikalfrequenten Impulsen aufgetasteter Klemmschaltungen auf das gleiche Potential
gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unabhängige Signalwert
dem Bildschwarz entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende in Horizontaloder
Vertikalrichtung justierbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende zusätzlich in axialer
Richtung justierbar ist.
5. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bildverstärker eine Klemmstufe zur Klemmung auf den von der Blende erzeugten
Schwarzwert durch einen Impuls mit einer Breite vorgesehen ist, welche etwas kleiner als die Breite
der von der Schwarzblende erzeugten Stufe (14) ist (Fig. 7).
6. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer ersten Klemmstufe auf den Austastwert der Aufnahmeröhre mit einer gegenüber
der vertikalen Ablenkperiode kleinen Zeitkonstante und in einer zweiten Klemmstufe auf
den erzeugten Schwarzwert mit einer vergleichsweise großen Zeitkonstante (gleich oder größer
als die Vertikalablenkperiode) geklemmt wird.
7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmimpuls (22) gegen
die Rückflanke des Normaustastimpulses (Fig. 11 f) verschiebbar ist, so daß seine Lage auf
dem Empfängerschirm in einfacher Weise sichtbar gemacht werden' kann.
8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung
horizontalfrequenter Klemmung auf das Schwarzsignal die Klemmimpulse während der
Vertikalaustastung ausgetastet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1462576A DE1462576C3 (de) | 1966-10-01 | 1966-10-01 | Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bei Farbkameras |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1462576A DE1462576C3 (de) | 1966-10-01 | 1966-10-01 | Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bei Farbkameras |
Publications (3)
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DE1462576A1 DE1462576A1 (de) | 1969-01-09 |
DE1462576B2 DE1462576B2 (de) | 1973-11-22 |
DE1462576C3 true DE1462576C3 (de) | 1974-06-12 |
Family
ID=5671233
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1462576A Expired DE1462576C3 (de) | 1966-10-01 | 1966-10-01 | Verfahren zur Wiedereinführung der Gleichstromkomponente bei Farbkameras |
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---|---|
DE (1) | DE1462576C3 (de) |
-
1966
- 1966-10-01 DE DE1462576A patent/DE1462576C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1462576B2 (de) | 1973-11-22 |
DE1462576A1 (de) | 1969-01-09 |
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