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Anordnung zur Umwandlung von Schwarzweißbildern in mehrfarbige Bilder
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Farbfernsehsysterne, bei denen ein einfarbiges
oder ein schwarzweißes Bild mittels eines Zwischenschirmes in ein farbiges Bilid
umgewandelt wird. Es sind bereits Systeme vorgeschlagen worden, bei denen ein beweglichtes
Farbfilter -und eine Blendenplatte vorgesehen sind. Aufgabe der Erfindung ist es,
derartige Systeme zu verbessern. Gemäß der Erfindung werden der Kathodenstrahlröhre
eine Blendenplatte und ein Filter vorgeschaltet, das aus einem Mosaik mehrfarbiger
Elemente besteht. Jedes Mosaikelement besteht laus drei .gleichen, den drei Grundfarbm
zugeordneten Vielecken, die innerhalb einer Reihe untereinan@derliegender Mosaikelemente
in bestimmter Weise gegeneinander versetzt sind. Ihm wird eine Öffnung der Blendenplatte
zugeordnet, deren Form derjenigen Fläche entspricht, die vorn den drei Vielecken
des Mosaikelementes gemeinsam bedeckt würde, wenn sie entsprechend ihrer Lage innerhalb
des Mosaikelementes ;so überelnandergelegt würden, da.ß sich ihre Schwerpunkte decken:
Mosaik- und,! oder Blendenplatte bewegen sich relativ zueinander; und zwar kreisförnnig
durch einen mechanischen, elektromagnetischen -oder elektrostatischen. Antrieb.
Die notwendige kreisförmige Bewegung wird dadurch erhalten, da.ß die Platten zwei
geradlinige, schwingende, rechtwinklig zueinander mit einer Phasenverschiebung von
9o° erfolgende Bewegungen ausführen.
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Bei der Ausführung der Erfindung entsteht dadurch eine Schwierigkeit,
daß die das Fä.rb.mosaik enthaltende Platte und die Platte mit den öffnungen möglichst
dicht beieinander hegen müssen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Luftdruck
zwischen den beiden Platten verringert wird und der äußere Luftdruck die Platten
zusammendrückt. Nach einer anderen. Ausführungsform der Erfindung legt man an die
Platten ein elektrostatisches
Feld, durch das sich dme beiden Platten
anziehen.
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Um die notwendige Kraft für die Bewegumg der Platten zu verringern,
werden diese elastisch aufgehängt und die Massen und die Elastizität so gewählt,
daß die Eigenresonanz der Platten und die Frequenz der Bewegung übereinstimmen.
Unter diesen Bedingungen haben die Platten das Bestreben, frei zu schwingen, und
es wird nur die Energie zur Aufrechterhaltung der Schwingungen benötigt. Die Platten.
'könnien an 11:exiblen Tragfedern oder an tordiertem. Klavierdrähten aufgehängt
werden, wobei Stärke der Federn oder .'Spannung des Drahtes so eingestellt werden,
daß die gewünschten mechanischen Bedingungen ierfüllt werden. Um die Platten auszübalancleren,
werden sie an zwei Punkten aufgehängt, die durch Beine gedachte Linie, die durch
den Schwerpunkt des Schirmes ,geht, verbunden sind.
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Wenn ein sechseckiges Mosaikelement und in Verbindung damit eine Öffnung,
die das Licht eines der drei Farbelemente durchläßt, benutzt wird, muh die öfnung
Beinen geringeren Querschnitt haben als das Farbelierment. Hierdurch entsteht ein
nicht gewünschter Lichtverlust für das ganze System. Diese Schwierigkeit kann durch
die Benutzung von öffnungen umgangen werden, die aus lichtdurchlässigen Teilen und
aus farbigen Teilen bestehen. Die farbigen Teile der Öffnungen bilden Verlängerungen
der durchsichtigen Teile.
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In der Lage, in der der durchlässige Teil der öffrmng den blauen Teil
Beines Mosaikelementes überträgt, sind die Verlängerungen blau und dienen dazu.,
blaues Licht von den Teilen des blauen Farbelementes, die nicht von dem durchlässigen
Teil der Öffnung überdeckt werden, hindurchzulassen. Das gleiche gilt für die roten
und :gelben Teile des Mosaikelementes. Wenn die Verlängerung einer Farbe ein Farbelement
anderer Farbe überdeckt, kann kein Licht durch den darbigen Teil der öffnung hindurchgehen.
Die Ursache hierfür ist die Lichtundurchlässigkeit zweier übereinanderliegender
Farbfilter von verschiedener Farbe.
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Das Wesen der Erfindung wird an Hand der Abbildengen näher erläutert:
Abb. i bis 3 stellen Mosaikelemente dar, und zwar für verschiedene senkrecht übereinanderliegende
Stellen der Mosaikplatte; Abb. q. bis 6 zeigt die entsprechenden Öffnungen; Abb.
7 zeigt die Anordnung der Elemente einer Mosaikplatte; Abb. 8 zeigt !einte Anordnung
für die mechanische Bewegung der Mosaik- und der Lochbleadenplatte; Abb. 9 ist ein
Schnitt längs der Linie 9-9 der Abb. 8; Abb. i o .ist eine Ansicht des Motors und
der Exzenterscheiben; Abb. i i zeigt leine andere Ausführung eimies Farbfernsehsystems;
Abb. 12 zeigt ein elektrostatisches System für die kreisförmige Bewegung der Platten.
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Das Mosaikelement der Abb. i bildet ein regelmäßiges Sechseck, dessien
Ecken mit A, B, D, E, F, H und dessen Mittelpunkt mit C bezeichnet sind.
Die Linie A-C wird als Nullinie benutzt. Das Mos.aikelement enthält drei Farbelemente
rot, gelb oder gelbgrün und blau, die im Uhrzeigerslinn aufleinanderfolgen. Das
in Abb. i gezeigte Mosaikelement bildet denobersten Teil :der Mosaikplatte. Die
Umrisse und die Orientierung der Sechsecke bleiben über die ganze Platte gleich,
während die Anordnung der Farbteile innerhalb der Sechsecke eine Funktion der jeweiligen
senkrechten Läge des be-
treffenden Sechsecks .sind. Am oberen Ende der Platte
bildet die Trennungslinie i :der beiden Farbelemente in bexug lauf die Linie A-C
einen Winkel von o°, während sie am unteren Ende einen Winkel von 120° bildet und
bei allen Zwischenlagen Zwischenwerte annimmt. Die Änderung des Winkels von: Hoben
mach unten kann kontinuierlich oder in bestimmten Schritten verfolgen. Der letztere
Fall ist der einfachere, da die Herstellung der Platte leichter ist.
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In den Abb. 2 wund 3 werden Sechsecke gezeigt, bei denen die zwischen
zwei benachbarten Farbelementen um einen Winkel von 15 bzw. 3o° gegenüber der Abb.
i im Uhrzeigersin!n verschoben sind. Jedes Farbelement bedeckt bei jedem Wert des
Winkels ein Drittel der Oberfläche des Mosaikelementes. Die Form der Farbelemente
jedoch ändert sich ;mit dem Winkel. Die Schwerpunkte jedes Farbelementes der Abb.
i seien mit L im blauen, mit M im rotem und mit N
im gelben.
Teil. bezeichnet. Überdeckt man die einzelinen Farbelemente so, daß ihre Schwerpunkte
aufeimanderfallen und da:ß ihre Anordnung in bezug auf die Mosaikelemente unverändert
bleibt, so erhält man: ein Bild, wie es die Abb. q. zeigt. Die Spitzen 5,
6 entsprechen drei blauen Teilen des Mosaikelementes, der nicht von anderen Farben
überdeckt wird. Das gleiche gilt für die Spitzen 7, 8 des roten, rund die Spitzen.
9, i o dies gelben Teiles des Mosaikelementes. Macht .man die Fläche ¢ vollkommen
durchsichtig, so erhält man die Form einer Öffnung. Uberdedkt mann das Mosaikelement
der Abb. i mit der öffrnung der Abb. q., Bohne die Orientierung beider zu ändern,
so ist der gesamte blaue Teil dies Mosaikbildes dann Du stehen, wenn die Öffnung
q. soweit wie möglich das blaue Farbelement verdeckt. Die Flächen q,, 5 und 6,entsprechen
dann der Fläche des blamen Farbelementes .in. Form, Umfang und Lage. Ist .die öffnatng
:ohne Änderung .der Orientierung des Mosaikelementes in konstantem Abstand vom Mittelpunkt
C auf einem Kreisbogenstück von i 2o' bewegt worden, so ist das rote Farbelement
der Abb. i vollständig sichtbar: Das gleiche gilt bei weiterer Bewegung um i 2o'
für das gelbe Farbelement: Im Falle der Abb. i (die Grenzlinie i bildet mit der
Linie A. C einen Winkel von o°) liegt -ein relativ einfacher Fall vor, da die Farbelemente
Parallelogramme bilden. Im Falle der Abb. 2 (der Winkel zwischen der Grenzlinie
i und der Linie A-C beträgt 15°) binden die Farbelemente unregelmäßige Fünfecke.
Trotzdem kann, wie oben beschrieben, eine öffnunig 11 gemäß Abb. 5 konstruiert werden.
Die
Schwerpunkte der drei Farbelemente der Abb. a seien L', M, N'. Die
Farbelemente werden derart zur Deckung gebracht, daß die Punkte L', M,
N' aufeinnamderfallen. An den Stellen, an denen alle drei Fejben übereinanderliegen,
wird der vollkommen duTchsiehtige Teil i i der Öffnung vorgesehen. An den. Stellen,
an denen zwei Farben übereinuanderlvegen, werden undurchsichtige Teile i a für die
Öffnung vorgesehen. Schließlich werden die Stellen der Öffnung, die .nur von seiner
Farbe überdeckt werden, aur feinem Teil im dieser Farbe gebildet.
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Abb. 6 veranschautlvcht die Konstruktion einer Öffnung für ein Mosaikelement
mit einem Winkel vorm 3 o° zwischen Linie i und Linie A-C. In gleicher Weisse kam
für jeden beliebigen Winkel eine entsprechende öffnumg konstruiert werden.
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Bei einer Mosankplatte gemäß gier Erfindung können diie Mosaikelemente
in waagerechten Reihen angeordnet werden. Zur Vermeidung einer wollenfbrmigen Streifumg
ist es vorteilhaft, zwischen Abtasttrmg und Anordnung der Reihen der Mosaikelemente
einen -kleinen Winkel vorzusehen, wie es die Abb. 7 zeigt. Der Vorteil dieser geneigten
Zeilen liegt .darin, daß Mosaikelemente, die denselben Ab-
stand vom Rand
haben, untereinander verhältnismäßig weit auseinanderliegen. Die Herstellung der
Mosaikplatten erfolgt auf fotografischem Wege oder durch Druck.
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Einre weitere Platte, die die öffnum.gen enthält, wird dicht vor der
Mosaikplatte angebracht. Für jedes Mosaikelement ist eine Öffnung vorgesehen. Die
Blendtee und die Mosaikplatten sind derart angeordnet, daß im einem bestimmten Zeitpunkt
am oberem. Ende der Platten Blau sichtbar ist. Die blaue Farbe geht allmählich in
eine Kombination von Rot und Blau über, wenn man bei der Betrachtung von oben. nach
unten fortschreitet, wird dann weiterhin stärker rot, bis am unteren Ende schließlich
nur Rot sichtbar wird. Das gleiche gilt für die anderen beiden. Farben. Jede Bewegung
um einen Winkel von 120' erfolgt während des Aufbaues eines Teilbildes. Durch die
Kombination des zeilenweissen Awdbaues und der fortschreitenden Versetzung der Farben
innerhalb eines Mosaikelementes sowie der Drehbewegung bleibt das Bild einfarbig.
Die Abtastung beginnt am oberen Ende des Teilbildes im dem Augenblick, in dem eine
Grundfarbe empfangen wird. Wenn der Kathodenstrahl .das untere Ende dies Bildfeldes
erreicht, wird gerade wieder am oberen Ende des Schirnves einte neue Grundfarbe
sichtbar, und ein neues Teilbild in dieser Grundfarbe wird dann aufgebaut. Die Umdrehungsgeschwindigkeit
ist 48/sec bei eiroter Teilb:ildzahl von i 44/sec.
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Während in denn Abb. i bis 6 ein System von verschiedenartigen Öffnungen
und Mosaikelementen als Beisspiel der Erfindung dargestellt wurde, wird nun in einem
weiteren. Ausführungsbeispiel eine Anor-lnung beschrieben, bzi der Mosaikelemnente
und öffnumgen gleiche Form haben. Alle Mosaikelemente haben die Form, wie sie in
Abb. i dargestellt wurde und sind gemäß Abb. 7 zu einem Mosaik zusammengesetzt.
Die Formen der Abb. 2 und 3 werden .nicht benutzt. Für die öffnungen wird die Form
der Abb. 4 verwendet. Formten der Abb.5 und 6 fallen fort. Hierbei werden im Verlauf
eines Teilbildes die drei Grundfarben 'kontinuierlich durchlaufen.
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Die Bewegung der Mosaikplatte und/oder der Lochblendenplatte .erfolgt
durch die in Abb. 8 bis i z angegebenem Systeme, durch die eine Bewegung in zwei
senkrechten Richtungen mit einer zeitlichen Phasenverschiebung von 9o° erzeugt wird.
In den Abb. 8 bis i o bezeichnet Ziffer 30 einen Rahmen, der vor der Kathodenstrahlröhre,
auf der ein Schwarzweißbild @erzeugt wird, befestigt ist. An diesem Rahmen sind
federnde GLeder 3 i, 3a, 33 und 34 angebracht. Die Elemente 3 i und 32 dien
zur waagerechten Führung Beines Rahmens 3 5, der seinerseits date Mosaikplatte 36
trägt. Die Elemente 33 und 34 führen den Rahmen 37, der die Lochblendenplatte 38
trägt, in senkrechter Richtung. An den nicht gezeichneten gegtenüberliegenden Teilen
der Ra35 und 37 sind die entsprechenden Elemente angebracht. Die Verbindung der
Rahmen 3 5, 37 mit den Führungselementen erfolgt durch biegsames Material 39, z.
B. Gummi, oder ähnliches. Durch 39 wird gleichzeitig ein luftdichter Abschluß zwischen
den Platten 36 und 38 erreicht.
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Die Anordnung wird dann evakuiert, so daß der äußere Luftdruck die
beiden Platten gegeneinanderdrückt. Um den durch die Reibung entstehenden Kraftverbrauch
und die erzeugte Wärme zu verringern, wird zwischen die Platten ein Schmiermieter
eingebracht, z. B. Talkum oder Öl.
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Die Masse der Trägerrahmen und der zugehörigen. Teile wird so ausgewählt,
daß sie eine Eigenfrequenz von achtundvierzig Schwingungen pro Sekunde haben.
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Ein Motor 40 wird mit den Biddsynchrorüsiersign;alen synchronisiert.
Auf der Welle sind lein Paar exzentrische Elemente 41 und 42 angebracht, wobei die
Exzentrizität der beiden Teile um 9o° verschoben ist. Von diesen beiden Exzentenelementen
41 und 42 werden zwei Zylinder 43 und 44 derart angetrieben, daß sie eine vibrierende
Bewegung ausführen. Die Bewegung der Zylinder 43, 44 erfolgt zeithch mit einher
Phasenverschiebung von 9o°. Um den Zylinder 43 ist der dünne Stahldraht 45 mit den
beiden Teilen 46, 47 herumgelegt, deren Ende am Punkt 48 mit zwei verschieden langen
Drähten 49 und 5o verbunden ist. Diese beiden Drähte sind an den. Stiften
5 1 und 52 befestigt. Hierdurch erfolgt die Übertragung der vibrierenden
Bewegung des Zylinders 41 auf den Stift 52. Als mechanische Gegenkraft wird
die Feder 53 benutzt. Die Führung dies Stiftes 52 erfolgt in dem Führungsstück
54. Am unteren Ende des Stiftes 52 ist die Zunge 56 befestigt, die in einem
Schlitzoder einer Nut 57 gleitet. Hierdurch wird die seitliche Justierung des Rahmrens
37 möglich. Der Stift 5 i, die Federeinrichtung 53 und die Führung 54 sind auf einer
Platte 64 befestigt, deren. senkrechte Lage durch die Stellschraube 65 zur Justierung
verschhebbar ist. Die seitliche Bewegung des Rahmens 35erfolgt in gleicher Weise
durch die Anordnung 6o.
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Zur Einstellung der Phasenbeziehung und zur
Justierung
sind auf der Mosaikplatte ein senkrechter Schlitz 66 und auf der Lochblendenplatte
36 ein waagerechter Schlitz 37 vorgesehene. Normalerweise kreuzen sich die beiden
Schlitze 66 und 67 in einem rechten Winkel. Hinter den Sehlitzen wird eine kleine
Beleuchtungsvorrichtung angebracht, die mittels seiner kleinen Vergrößerungslinse
durch die Schlitze hindurch betrachtet werden kann. Erfolgt die Bewegung der beiden
Platten im richtigen Sinne, so beschreibt der betrachtete Lichtpunkt einen Kreis.
Im anderen Falle @erscheinen Lissaj,ousche Figuren. Die Korrektion erfolgt dann
so lange, bis der Lichtpunkt einen Kreis -beschreibt.
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Eine ,andere Ausführungsform der Erfindung zeigt Abb. i i. Hierbei
werden die Platten 35 und 37 rin bekannter Weise elektromagnetisch angetrieben.
Im Empfängerteil 70 werden Synchronisiersignahe einer Frequenz vom. 48/sec
@erzeugt und über eine Filterkette 71, leinen Kraftverstärker 72 ,einemPha:senglied
73 zugeführt. Vorm Phasenglied 73 wird der Phasenteiler 74 versorgt, a n dessen
Ausgang zwei elektromagnetisebie Vibratvonsvorrichtungen 75 und 76 angeschaltet
werden. Der Rahmen 35 wird von dem Vibrator 75 angetrieben, während der Rahmen 37
rechtwinklig dazu vom Vibrator 76 wird. Die beiden Rahmen können wie in Abb. 8 an
elastischen Gliedern aufgehängt sein.
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Der Antrieb der beiden Platten kann auch durch elektrostatisch erregte
Kristal::e erfolgen (Abt. 12). Die Bewegung eines Rahmrens, z. B. 35, in
beiden Richtungen wird durch ein paar elastische Glieder 81 und 8 2 ermöglicht.
Der Antrieb des Rahmens 3 5 erfolgt durch den: auf dem Träger gö befestigten Kristall
gi. Die Kristallbewegungen werden durch ein Rohr auf ein Metallstück 93 übertragen,
das seinerseits Beinen weiteren Kristall 94 trägt. Von, diesem führt ein Rohr 95
zum Rahmen. Der Kristall gi schwingt in senkrechter und der Kristallg4 üi waagerechter
Richtung. Die sich ergebende Bewegung der Platte 36 ist aus zwei rechtwinklig zueinander
mit :einer Phasenverschiebung von go° erfolgenden B:ewegum#;:en zusammengesetzt.
Als Ergebnis erfolgt eine kreisförmige Bewegung der Platte 36. Die beiden Kristalle
91 und 9 4 können von dem Phasenteiler 74 der Abb. i i :erregt werden. B-ei
,ein:em System nach Abb. 12 kann der Kristallantrieb ebenfalls durch :einen elektromagnetischen
Antrieb ersetzt werden. Bei allen Antriebsarten können sowohl eine der beiden Platten
als auch beide Platten angetrieben werden. Außer dien genannten Ausführungsbeispielen
sind weitere Ausführungsformen, die den Grundgedanken der Erfindung verwenden, möglich.