DE3872990T2 - Anordnung zur optischen fernseh-standbildabtastung und abtaster, der dieselbe enthaelt. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf optische Anordnungen zur Fernseh-Standbildabtastung vom Typ mit Schwingspiegel und mit einer Detektorzeile mit lichtempfindlichen Elementen.
• Es sind Anordnungen bekannt, in denen der Schwingspiegel Teil einer Optik ist, die aus einem in einer optischen Ebene angeordneten Standbild ein Abbild des Standbildes erzeugt und in eine Bildebene verschiebt, in der sich die Detektorzeile befindet; dies ermöglicht eine zeilenweise Abtastung mit Hilfe des Detektors. Um eine Abtastung entsprechend den drei Grundfarben zu ermöglichen, kann eine Filterträgerscheibe zwischen das abzutastende Standbild und den Detektor nacheinander drei den drei durchzuführenden Abtastungen entsprechende Filter einfügen.
• In diesen bekannten Anordnungen zeigt die in der Bildebene erzeugte Abbildung wegen der Streuung der Optik, die sie erzeugt hat, ein Abheben dunkler Zonen, die hellen Zonen benachbart liegen, beispielsweise an den Umrißlinien beleuchteter Objekte.
• Mit Hilfe der Erfindung kann dieser Nachteil beseitigt oder zumindest reduziert werden. Außerdem ermöglicht die Erfindung die Verwendung viel kleinerer und somit billigerer Farbfilter als die üblicherweise verwendeten Filter; ferner ermöglicht es die Erfindung, daß kein Problem mit Lichtreflexionen der Filter gegen die Objektebene auftritt, oder, falls dieses Problem existiert, es mit einer wesentlich geringeren Neigung der Filter zu behandeln, als es in bekannten Anordnungen notwendig wäre und das zu einer Farbfleckerscheinung führen kann.
• Dies wird erreicht, indem in der Bildebene nur ein Teil des Standbildes erzeugt wird.
• Nach der Erfindung ist eine optische Anordnung zur Fernseh- Standbildabtastung, die längs ihrer optischen Bahn hintereinander eine Objektebene zur Aufnahme eines abzutastenden Standbildes, einen Schwingspiegel und eine Bildebene des Bildes der Objektebene, in der eine Detektorzeile mit lichtempfindlichen Elementen angeordnet ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Vermeidung des Abhebens dunkler Zonen, die in den abzutastenden Bildern hellen Zonen benachbart liegen, bewegliche Abdeckmittel enthält, die eine Optik-Baugruppe zugeordnet sind, um eine geradlinige Zone der Objektebene auszuwählen, damit nur diese Zone zur Bildebene übertragen wird, um nur ein einziges Bild zu erhalten, wobei dieses einzige Bild auf den lichtempfindlichen Elementen des Aufnehmers liegt, daß die Abdeckmittel zu diesem Zweck n Schlitze aufweisen (wobei n ganzzahlig ist und wenigstens den Wert 1 hat), und daß in die optische Bahn der Vorrichtung ein Filter eingefügt ist.
• Es sei bemerkt, daß aus US-A-4 264 921 eine optische Anordnung zum Abtasten von Bildern bekannt ist, die längs einer gleichen optischen Bahn hintereinander einen ein Abdeckmittel bildenden Schlitz, eine optische Baueinheit, ein Prisma, eine zur Aufnahme eines abzutastenden Bildes bestimmte Objektebene sowie eine Bildebene der Objektebene aufweist, in der eine Detektorzeile mit lichtempfindlichen Elementen angeordnet ist. Diese Anordnung bildet jedoch ein Faksimile-Farbbildübertragungsgerät, in dem die Anwendung eines Schlitzes nicht zur Vermeidung eines Abhebens dunkler Zonen angewendet worden ist, die hellen Zonen benachbart liegen, sondern zu dem Zweck, in der Bildebene aus einer einzigen Quelle weißen Lichts drei getrennte Flächen für drei Grundfarben zu erhalten, die mittels des Prismas getrennt werden. Es sei bemerkt, daß in dem Patent US-A-4 264 921 nicht angegeben ist, daß mittels der Anordnung nach Fig. 1 dieses Patents dieses oben erwähnte Abheben vermieden werden kann; dies ist darauf zurückzuführen, daß die oben erwähnten Flächen wegen der Streuung durch das Prisma zu breit sind, so daß demgemäß das Abheben nicht vermieden wird. Das Patent US-A-4 264 921 regt somit nicht dazu an, zum Lösen des Problems des Abhebens einen Schlitz zu verwenden.
• Ein besseres Verständnis der Erfindung und weitere Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der sich darauf beziehenden Figuren, die folgendes zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung nach dem Stand der Technik;
• Fig. 2 bis 5 schematische Darstellungen optischer Anordnungen nach der Erfindung.
• In den Figuren sind entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
• Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer optischen Anordnung zum Abtasten von Fernseh-Standbildern, die von Diapositiven gebildet sind. In dieser optischen Anordnung werden die Diapositive in einer Ebene 1 angebracht, die allgemein als Objektebene bezeichnet wird; die Kontur eines Diapositivs ist mit gestrichelten Linien in einer Position dargestellt, die es für das Abtasten einnimmt. Die Objektebene wird mit Hilfe einer Lampe L durch einen Kondensator C und durch eine Gruppe von Farbfiltern hindurch beleuchtet, die dazu bestimmt sind, die Übertragung von Infrarotstrahlen zu vermeiden und die gewünschte Farbtemperatur zu erhalten; zur Vereinfachung der Zeichnung und zum besseren Herausstellen der speziellen Merkmale der Erfindung sind diese Farbfilter in Fig. 1 nicht dargestellt worden; auch in den Figuren 2 und 4 sind sie es nicht.
• Das Licht, das das in der Objektebene 1 befindliche Diapositiv durchdringt, durchdringt dann nacheinander ein Objektiv 3 und eines von vier Filtern einer drehbaren Filterträgerscheibe R. Die Scheibe R enthält drei Abtastfilter entsprechend den drei Grundfarben sowie ein koloimetrisch neutrales Filter, um die Abtastung der Weiß- und Schwarzpegel zu ermöglichen. Es sei bemerkt, daß die Abtastfilter nicht in einer zur nicht dargestellten optischen Achse der Anordnung senkrechten Ebene, sondern in einem Neigungswinkel von 15º bezüglich dieser Ebene liegen, um zu verhindern, daß durch Reflexion Störlicht auf das Diapositiv zurückgeworfen wird. Durch ein Drehen der Scheibe R um ihre Achse, was durch einen Pfeil fc symbolisch angegeben ist, besteht die Möglichkeit, wahlweise eines der vier Filter in die Bahn des Lichts einzufügen, das von dem in der Objektebene 1 angeordneten Diapositiv kommt.
• Nach der Objektebene 3 wird das Licht, das das Diapositiv durchlaufen hat, an einem Schwingspiegel M reflektiert, dessen Bewegung symbolisch durch einen Pfeil fa angegeben ist; anschließend durchläuft es ein weiteres Objektiv 4, damit in einer Ebene 2, die allgemein als Bildebene bezeichnet wird, ein Abbild des Diapositivs erzeugt wird; die Kontur des Abbildes des Diapositivs in der Bildebene 2 ist mit gestrichelten Linien in der Position angegeben, die es abhängig von der Position des Schwingspiegels M einnimmt, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
• In der Bildebene 2 ist eine Detektorzeile B aus lichtempfindlichen Elementen angeordnet. Durch seine Schwingbewegung erzeugt der Spiegel M eine Verschiebung des Abbildes des Diapositivs in der Bildebene 2; diese Verschiebung, die durch einen Pfeil fb symbolisch angegeben ist, ermöglicht es, daß sich das gesamte Abbild des Diapositivs vor den lichtempfindlichen Elementen der Detektorzeile B vorbeibewegt, so daß auf diese Weise das Diapositiv mit Hilfe der Detektorzeile Zeile für Zeile abgetastet werden kann. Wie bereits anfänglich angegeben wurde, hat eine solche Anordnung Nachteile, und insbesondere zeigt sie ein Abheben dunkler Zonen des Bildes, die hellen Zonen benachbart liegen. Um dem zumindest genügend stark abzuhelfen, wird vorgeschlagen, wie in den optischen Anordnungen nach den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist, nur einen Teil der Objektebene zu übertragen, der durch eine geradlinige Zone gebildet ist, die die abzutastende Zeile an einem gegebenen Zeitpunkt in dem Diapositiv umgibt; auf diese Weise wird jede vertikale Streuung um eine Strecke, die größer als die halbe Breite der beleuchteten Fläche ist, vermieden.
• Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 durch das Weglassen der Filterträgerscheibe R und durch die Hinzufügung eines von einer beweglichen Maske 5 und einem sich daran anschließenden Objektiv 7 gefolgten Objektiv 6 zwischen den Kondensator C und die Objektebene 1. Die Maske 5, deren Verschiebungsbewegung symbolisch durch einen Pfeil fd dargestellt ist, weist drei Schlitze 51, 52, 53 und ein rechtwinkliges Loch 55 auf; in den Fenstern 51 bis 53 sind drei den drei Grundfarben entsprechende Filter angeordnet, während das Loch 55 durch ein neutrales Filter verschlossen ist. Damit das von dem Filter eines Schlitzes reflektierte Störlicht nach einer Reflexion am Objektiv 6 nicht an dem Schlitz ankommt, muß das Filter lediglich um ein Grad und nicht um 15 Grad, wie im Fall von Fig. 1, in der Filterebene geneigt werden.
• Eine strichpunktierte Linie XX symbolisiert die Bahn eines Lichtstrahls, der das Objektiv 6 verläßt, den Schlitz 52 und die Objektebene 1 durchdringt und durch die Bildebene 2 verläuft. In der Objektebene 1 ist die einzige Zone, die das Licht empfängt, ein schmales, geradliniges Band 10, dessen Kontur mit einer feineren gestrichelten Linie als die die Kontur des Diapositivs angebende Linie dargestellt ist. In der Bildebene wird nicht das gesamte Abbild des Diapositivs gebildet, sondern wegen der durch die Maske bewirkten Abdekkung nur ein schmales Band 20. Durch Synchronisieren der Bewegung des Spiegels M mit der Bewegung der Maske 5 ist es möglich, daß dieses Band den Teil der Bildebene 2 überdeckt, in dem sich die lichtempfindlichen Elemente der Detektorzeile B befinden; diese Synchronisierung, die mit der gleichen Technik in Beziehung steht wie die Synchronisierung der Vorbeibewegung eines Films in einem Filmabtaster mit Schwingspiegel, wird hier nicht beschrieben, um Erläuterungen zu vermeiden, die für das Verständnis der Erfindung unnötig sind; für das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nur darauf hingewiesen, daß die Steuerelemente, die dazu bestimmt sind, die jeweiligen Positionen der Maske 5 und des Spiegels M zu bestimmen, von potentiometrischen Fühlern gebildet sind.
• Nach Maßgabe der Verschiebung der Maske können die lichtempfindlichen Elemente des Detektors bei der zeilenweisen Abtastung des Diapositivs die notwendigen Signale entsprechend den drei Grundfarben erfassen, wobei die drei Abtastungen jeweils von den drei Schlitzen bewirkt werden.
• Es sei bemerkt, daß das Loch 55 der Maske 5 von Fig. 2 durch einen mit den Schlitzen 51 bis 53 vergleichbaren Schlitz ersetzt werden könnte, falls dieser Schlitz mit einem neutralen Filter ausgestattet wird; das Loch ist für eine schnelle und kurze Abtastung der Schwarz- und Weißpegel besser geeignet, wie sie beim beschriebenen Gerät verlangt wird.
• Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Teils der optischen Anordnung gemäß Fig. 3, der zwischen der Lampe L und der Objektebene 1 liegt, während der Rest der Anordnung nicht verändert ist. Eine optische Bahn verläuft zwischen der Lampe L und der Objektebene 1; sie enthält nacheinander: einen Kondensator C', eine feste Maske 5', einen einzigen Schlitz, eine Filterträgerscheibe R, ein Objektiv 6, einen Schwingspiegel N und ein Objektiv 7. Der Schwingspiegel N, der in Abhängigkeit von der durchzuführenden Schwenkbewegung am Diapositiv gesteuert wird, ermöglicht es, ein Bild des Schlitzes zu erhalten, das die Objektebene 1 abschwenkt, in der sich das abzutastende Diapositiv befindet. Die Farbfilter sind in der Beleuchtungsbahn des Diapositivs hinter dem Schlitz mittels der Scheibe R angeordnet; auf diese Weise ist bezüglich der Ausführungsform von Fig. 2 die bewegliche Masse reduziert, und vor allem ist die Verschiebungsbewegung der Maske durch eine Drehbewegung der Filterträgerscheibe ersetzt. Diese Ausführungsform von Fig. 3 weist gegenüber der von Fig. 2 einen weiteren Vorteil auf: die Verwendung von zylindrischen Linsen für den Kondensator C' anstelle von sphärischen Linsen wie im Fall von Fig. 2; diese Linsen konzentrieren einen größeren Teil des von der Lampe abgestrahlten Lichts auf den festen Schlitz, was ermöglicht, Lampen mit kleinerer Leistung zu verwenden und die optische Bilanz der Anordnung zu verbessern.
• Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 2 durch die Tatsache, daß die bewegliche Maske 5 nur einen Schlitz 50 und ein Loch 55 aufweist, die beide ohne Filter sind, und daß zwischen den Schwingspiegel M und das Objektiv 4 eine bewegliche Filterträgerscheibe R nach Art der Scheibe R von Fig. 1 eingefügt ist. Bei dieser Konstruktion erfolgt die Abtastung entsprechend den drei Grundfarben mittels des gleichen Schlitzes 50, indem nacheinander die drei Farbfilter der Scheibe R durchlaufen werden. Es sei bemerkt, daß im Vergleich zu Fig. 1 die Filter nicht um 15 Grad sondern um ein Grad geneigt sind.
• Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines optischen Systems zur Fernsehabtastung von Standbildern, die aus Bildern bestehen, die von einem Projektor P projiziert werden; auf diese Weise wird eine Objektebene 1 festgelegt, in die die Bilder projiziert werden. In der Objektebene 1 befindet sich eine bewegliche Maske 5, die mit der beweglichen Maske von Fig. 2 vergleichbar ist, deren drei Schlitze 51 bis 53 jeweils mit einem Filter ausgestattet sind, das die Abtastung des Standbildes entsprechend den drei Grundfarben ermöglicht; die Kontur des Standbildes in der Objektebene 1 ist durch gestrichelte Linien dargestellt.
• Hinter der Maske 5 enthält die optische Anordnung ein Objektiv 3, einen Schwingspiegel M, ein Objektiv 4 und eine Detektorzeile B gemäß den Bestandteilen von Fig. 2. Diese Anordnung liefert aus dem in der Objektebene 1 enthaltenen Standbild ein bewegliches Bild in der Bildebene 2, die die lichtempfindlichen Elemente des Detektors B enthält. Dieses bewegliche Bild ist wie im Fall der Figuren 2 und 3 auf ein schmales geradliniges Band 20 reduziert, das dank der Schlitze und einer Steuerung synchron mit den Verschiebungen der Maske 5 und des Spiegels M die lichtempfindlichen Elemente des Detektors überdeckt; entsprechend dem zum Abdecken des vom Projektor kommenden Lichts verwendeten Schlitz ist es auf diese Weise möglich, eine zeilenweise Abtastung gemäß einer der drei Grundfarben anhand der von den lichtempfindlichen Elementen des Detektors gelieferten Signale zu bewirken.
• Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Figuren 2 bis 5 beschriebenen Beispiele beschränkt; sie betrifft insbesondere die Abtastung von in einer festen Ebene enthaltenen Bildern beim Schwarz-Weiß-Fernsehen. Die Maske kann die zum Abtasten gemäß den drei Grundfarben notwendigen Gruppen von Schlitzen enthalten: mehrere aufeinanderfolgende Gruppen aus drei Schlitzen mit Filtern, wie die Gruppen 51 bis 52 in den Figuren 2 und 5 oder eine Aufeinanderfolge von Schlitzen ohne Filter, wie der Schlitz der Maske 5' von Fig. 3 oder wie der Schlitz 50 von Fig. 4. Bezüglich der Löcher wie das Loch 55 in den Figuren 2, 4 und 5 sei bemerkt, daß diese Löcher nicht vorhanden sein müssen oder auch durch ein totales Zurückziehen der Maske 5 ersetzt werden können.

Claims (9)

1. Optische Anordnung zur Fernseh-Standbildabtastung, die längs ihrer optischen Bahn (XX) hintereinander eine Objektebene (1) zur Aufnahme eines abzutastenden Standbildes, einen Schwingspiegel (M) und eine Bildebene (2) des Bildes der Objektebene, in der eine Detektorzeile (B) mit lichtempfindlichen Elementen angeordnet ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Vermeidung des Abhebens dunkler Zonen, die in den abzutastenden Bildern hellen Zonen benachbart liegen, bewegliche Abdeckmittel (5; 5', N) enthält, die eine Optik-Baugruppe (6, 7) zugeordnet sind, um eine geradlinige Zone (10) der Objektebene auszuwählen, damit nur diese Zone zur Bildebene übertragen wird, um nur ein einziges Bild (20) zu erhalten, wobei dieses einzige Bild auf den lichtempfindlichen Elementen des Aufnehmers liegt, daß die Abdeckmittel zu diesem Zweck n Schlitze (50; 51 bis 53) aufweisen (wobei n ganzzahlig ist und wenigstens den Wert 1 hat), und daß in die optische Bahn der Vorrichtung ein Filter eingefügt ist.

2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das abzutastende Standbild ein Diapositiv ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmittel in der optischen Bahn (XX) der Vorrichtung vor der Objektebene (1) angeordnet sind.

3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das abzutastende Standbild ein von einem Projektor (P) geliefertes Bild ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmittel (5) in der Objektebene (1) angeordnet sind.

4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmittel eine wenigstens mit einem Schlitz (51-53) versehene Maske (5) enthalten und daß diese Maske in einer zur optischen Bahn (XX) senkrechten Ebene beweglich ist.

5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmittel eine feste Maske (5') enthalten, die von einem Schlitz durchdrungen ist und auf die in der optischen Bahn (XX) ein Schwingspiegel (N) folgt.

6. Optische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlitz in der optischen Bahn (XX') eine Zylinderlinse (C') vorangeht.

7. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem n wenigstens den Wert 3 hat, dadurch gekennzeichnet, daß 3 Schlitze (51-53) jeweils ein Farbfilter enthalten, wobei die drei Filter der drei Schlitze jeweils drei voneinander verschiedenen Hauptfarben entsprechen und so gewählt werden können, daß sie das in den optischen Weg der Vorrichtung eingefügte Filter bilden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die optische Bahn (XX) eine Filterträgerscheibe (R) eingefügt ist, daß n den Wert 1 hat und daß die Position der Scheibe so gewählt ist, daß eines der von ihr getragenen Filter das in die optische Bahn der Vorrichtung eingefügte Filter ist.

9. Standbildabtaster, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.