Verfahren zur Umwandlung elektrischer Bildsignale in mehrfarbige Fernsehbilder und dessen Anwendung bei Fernsehsystemen, die mit zeilensequent umschaltender Modulation arbeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Umwandlung elektrischer Bildsignale in mehrfarbige Fern sehbilder, die auf einem Leuchtschirm mit grünen, roten und blauen Bildelementen erzeugt werden, die gleichzeitig zum Aufleuchten gebracht werden durch Strahlenbündel, wobei jedes Strahlenbündel im wesentlichen nur Bildelemente einer der genannten drei Farben anregt, und wobei die genannten Strahlenbündel ihrerseits durch die genannten elektrischen Bildsignale gesteuert werden.
Die Erfindung betrifft weiter eine Anwendung des Verfahrens bei Fernsehsystemen, die mit Zeilensprungverfahren und zeilensequent umschaltender Farbmodulation arbeiten.
Es sind Verfahren solcher Art bekannt, bei denen die grünen, roten und blauen Bildelemente durch je ein Elektronen- oder Lichtstrahlenbündel gleichzeitig zum Aufleuchten gebracht werden. Zum Beispiel werden bei Anwendung einer sogenannten Schattenmaskenröhre drei schlanke Elektronen-Strahlenbündel, die den Bildschirm überschreiben benützt, während beim Simultan-Eidophor-Verfahren drei weite Lichtstrahlenbündel, die den Bildschirm ganz bedekken, benützt werden.
Mit diesen bekannten Verfahren kann häufig keine befriedigende Bildhelligkeit erzielt werden, es sei denn, man verzichte auf Bildschärfe.
Die Erfindung bezweckt im allgemeinen eine hellere Bildwiedergabe bei unverminderter subjektiver Schärfe des Bildeindruckes. Sie bezweckt im speziellen auch noch eine bessere Bildwiedergabe, falls die elektrischen Bildsignale aus einer Übertragungskette stammen, die mit Zeilensprungverfahren und zeilensequent umschaltender Modulation, beispielsweise Secam oder PAL, arbeiten.
Der allgemeine Zweck wird bei einem Verfahren obenerwähnter Art erreicht, indem die Bildelemente mindestens einer Farbe, gleichzeitig von zwei Strahlenbündeln, die beide durch das gleiche Bildsignal gesteuert werden, angeregt werden. Der spezielle Zweck wird erreicht, indem die grünen Bildelemente gleichzeitig von zwei Strahlenbün deln angeregt werden und zudem die Durchmesser der roten und blauen Bildelemente gegenüber dem Durchmesser der grünen Bildelemente mindestens quer zur Zeilenrichtung vergrössert werden, vorzugsweise so, dass sie bei Wiedergabe eines Schwarz-Weiss-Bildes und bei mittlerer Bildhelligkeit ungefähr doppelt so gross werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher er läutert:
In Fig. 1 ist das Verfahren schematisch dargestellt, während Fig. 2 die Anwendung des Verfahrens bei Systemen, die mit Zeilensprungverfahren und zeilensequent umschaltender Modulation arbeiten, erläutert.
Der Leuchtschirm 1 in Fig. 1 wurd durch die Strahlenbündel 2G', 2G", 2R und 2B, die in den Systemen 3G', 3G", 3R und 3B erzeugt und gesteuert werden, zum Leuchten an angeregt Durch bekannte, aber in der Figur nicht eingezeichnete Mittel wird erreicht, dass alle Strahlen jedes Systems 3G', 3G", 3R und 3B den Leuchtschirm 1 nur in einer der drei Farben B, R, G zum Leuchten anregt. Durch Mischung der drei Farben B, R, G, im folgenden Grundfarben genannt, mit verschiedenen Intensitäten lassen sich.beinahe alle Farbtöne herstellen. Die Intensität der Anregung des Leuchtschirmes 1 wird für jedes Bildelement, das ist das kleinste noch auflösbare Bilddetail je Grundfarbe, und für jede der drei Grundfarben durch die drei elektrischen Bildsignale 4G, 4R, 4B gesteuert.
Es ist dabei unwesentlich, ob diese Steuerung kontinuierlich oder schrittweise erfolgt und ob sie, wie bei schlanken Strahlenbündeln üblich, alle Strahlen erfasst, oder ob wie bei ausgedehnten Strahlenbündeln jeweilen nur der Teil der Strahlenbündel, der ein Bildelement erzeugt, beeinflusst wird. Zur Erzielung eines scharfen Bildes muss dasselbe in jedem Fall aus, im Verhältnis zu den Bilddimensionen sehr kleinen Bildelementen aufgebaut werden. In Fig. 1 ist übersichtshalber nur je ein Bildelement 5G, 5R, 5B für jede Farbe gezeichnet. Die Helligkeit eines aus feinen Bildelementen aufgebauten Bildes ist, je nach der benutzten Wiedergabeapparatur, aus verschiedenen Gründen beschränkt.
Sie wird bei einer Bildwiedergabe nach vorliegendem Verfahren vergrössert, indem die Bildelemente mindestens einer Farbe, in der Fig. 1 mit 5G bezeichnet, durch zwei Strahlenbündel, die in der Fig. 1 mit 2G', 2G" bezeichnet sind, angeregt werden. Überraschenderweise bringen vier Strahlenbündel 2G', 2G", 2R, 2B kleinere Deckungsprobleme für die drei Teilfarben-Bilder als die bisher üblichen drei Strahlenbündel, da die vier Strahlenbündel nun symmetrisch zu den beiden Bildachsen x und y liegen. Da die grünen Bildelemente weitgehend den Bildeindruck bestimmen, regt man daher mit Vorteil nur die grünen Bildelemente durch zwei Strahlen an.
Zur Vergrösserung der Bildhelligkeit werden dann mit Vorteil die blauen und roten Bildelemente gegenüber den grünen Bildelementen vergrössert, wobei wider Erwarten kein unschärferer Bildeindruck entsteht.
Selbst eine Verdoppelung des Durchmessers der einzelnen roten und blauen Bildelemente -5R und 5B ist unerwarteterweise möglich, ohne dass eine subjektiv wahrnehmbare Schärfenminderung des Bildes eintritt. Damit wird die Anwendung des Verfahrens zur Umwandlung von Bildsignalen, die nach einem System übertragen werden, bei dem eine zeilenweise Umschaltung der Farbmodulation stattfindet, speziell interessant Wir stellten zum Beispiel mit einem Simpel PAL-Empfänger eine erhebliche Verminderung der subjektiv häufig störenden wandernden farbigen Doppelzeilen, die den bekannten Jalousie-Effekt erzeugen, fest.
Sowohl die Möglichkeit, grössere rote und blaue Bildelemente 5R, 5B, das heisst ein unschärferes rotes und blaues Teilbild zu verwenden, ohne dass die subjektive Schärfe leidet, wie auch der günstige Einfluss dieser unscharfen Teilbilder auf ein Bild, das zum Beispiel aus PAL-Signalen aufgebaut wird, beruhen auf Eigenschaften unseres Sehapparates.
Dass ein aus drei monochromen Teilbildern additiv erzeugtes Bild subjektiv nicht leidet, wenn das rote und das blaue Teilbild weniger scharf, das heisst mit grösseren Bildelementen 5R 5B wiedergegeben werden, als das grüne, kann experimentell gezeigt werden.
Dass ein aus PAL-Signalen aufgebautes Fernsehbild besser wird, wenn das rote und das blaue Teilbild weniger scharf wiedergegeben werden, kann erklärt werden:
Bei PALrÜbertragung mit differentiellen Phasenfehlern längs der Übertragungskette wird ein und dieselbe Farbe, beispielsweise sattes, reines Grün, bekanntlich in der einen Zeile mit etwas rot vermischt und in der nächsten Zeile mit etwas blau vermischt wiedergegeben. Die dadurch entstehende verminderte mittlere Farbsättigung stört kaum, wohl aber der entstehende Jalousie-Effekt. Fig. 2 zeigt das Zeilenzug-Schema der beiden störenden, zugemischten Farben für den entstehenden Farbzyklus von vier Halbbildern.
Die arabischen Zahlen 1-625 geben die Nummer der Zeile auf dem Leuchtschirm, das heisst ihren Ort, die römischen Zahlen I-IV die Nummer der Halbbilder im Farbzyklus, das heisst ihre zeitliche Folge an. Ay stellt den Zeilenabstand dar; Ay zeigt den doppelten Zeilenabstand der farbigen Doppelzeilen, den wir mit nachfolgendem Auge sehen.
Ein genau gleiches Zeilenzug-Schema entsteht beispielsweise auch bei der schon vorgeschlagenen Übertragung aller grünen und zeilenweise abwechselnd je einer roten oder blauen Zeile je Halbbild.
Aus Fig. 2 wird ersichtlich, dass unser Auge, infolge unseres Erinnerungsvermögens, leicht auf sich scheinbar auf dem Leuchtschirm langsam von unten nach oben bewegende Doppelzeilen einfällt Es ist verständlich, dass dies Einfallen weniger leicht erfolgt, wenn der Kontrast zwischen den Zeilen und ihrer Umgebung klein ist. Dies wird für die rote und die blaue Farbe erreicht, indem die Grösse der roten und der blauen Bildelemente mindestens senkrecht zur Zeilenrichtung ungefähr verdoppelt wird. Es entsteht dadurch ein flaches rotblaues Halbbild, das heisst ein Halbbild indem die roten und blauen Zeilen einander berühren. Der Kontrast zwischen den verbreiterten Zeilen ist dabei kleiner als der Kontrast zwischen leuchtender Zeile und nicht leuchtender Umgebung beim bisher üblichen Verfahren mit schmalen rotblauen Zeilen.
Zudem zeigt das nach zwei Halbbildern resultierende Gesamtbild, nachdem also der Leuchtfleck einmal alle Zeilen 1-625 des Leuchtschirmes überschrieben hat, nicht mehr abwechselnd rotblaue Doppelzeilen sondern einfache Purpurzeilen mit dazwischen geschobenen ebenfalls einfachen, abwechselnd roten und blauen Zeilen. Unser Auge fällt auch daher nicht mehr so leicht auf die scheinbare Bewegung ein und die nach zwei Halbbildern resultierenden rotblauen Zeilen werden vom Auge bei normalem Betrachtungsabstand nicht mehr-einzeln wahrgenommen.
Ihr Effekt wird von unserem Sehapparat über mehrere Bilder integriert. Er bildet daher, ohne die bisher häufig benutzte Informationsspeicherung in einer Verzögerungsleitung, einen Purpur-Farbton, der in unserem Beispiel nur die Farbsättigung des Grün herabsetzt.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Umwandlung elektrischer Bildsignale in mehrfarbige Fernsehbilder, die auf. einem Leuchtschirm mit grünen, roten und blauen Bildelementen erzeugt werden, die gleichzeitig zum Aufleuchten gebracht werden durch Strahlenbündel, wobei jedes Strahlenbündel im wesentlichen nur Bildelemente einer der genannten drei Farben anregt, und wobei die genannten Strahlenbündel ihrerseits durch die genannten elektrischen Bildsignale gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildelemente mindestens einer Farbe gleichzeitig von zwei Strahlenbündeln, die beide durch das gleiche Bildsignal gesteuert werden, angeregt werden.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I dadurch gekennzeichnet, dass nur die grünen Bildelemente gleichzeitig von zwei Strahlenbündeln angeregt werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der roten und blauen Bildelemente gegenüber der Grösse der grünen Bildelemente grösser gewählt wird, so, dass deren Flächenmass bei Wiedergabe eines Schwarz-Weiss-Bildes und bei mittlerer Bildhelligkeit mehr als eineinhalb Mal so gross wird.
PATENTANSPRUCH II
Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I bei Fernsehsystemen, die mit Zeilensprungverfahren und zeilensequent umschaltender Modulation arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die grünen Bildelemente gleichzeitig von zwei Strahlenbündeln angeregt werden und dass die Durch- messer der roten und blauen Bildelemente gegenüber dem Durchmesser der grünen Bildelemente mindestens quer zur Zeilenrichtung vergrössert werden, so dass sie bei Wiedergabe eines Schwarz-Weiss-Bildes und bei mittlerer Bildhelligkeit mehr als anderthalbmal so gross werden.