-
Anordnung zur Lichtstrahlabtastung dreidimensionaler Gegenstände beim
Fernsehen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fernsehserndeverfahren
mittelsI;ichtstralilabtastung. Hierbei wird bekanntlich ein intensiver Lichtstrahl
normalerweise in zeilenweiser Abtastung über den zu übertragenden Gegenstand herübergeführt
und das reflektierte Licht von einer oder mehreren Photozellen aufgenommen. Diese
Art der Abtastung besitzt zwar gegenüber dem Verfahren, bei dem die ganze zu übertragende
Fläche gleichzeitig voll ausgeleuchtet wird (Tageslichtsender, Bühnensender), den
großen Vorzug verminderter Blendwirkung, doch mußte man andererseits dafür verschiedene
Nachteile in Kauf nehmen.
-
So ergeben sich begreiflicherweise Störungen, z. B. akustischer Natur,
wenn die Photozellen in unmittelbarer Nähe des zu übertragenden Gegenstandes angeordnet
werden, was in den meisten Fällen notwendig ist, um den Raumwinkel, welcher maßgebend
ist für den den Photozellen zugeführten Lichtstrom, zu vergrößern und so die an
und für sich schon geringe Lichtausbeute zu verbessern.
-
Im Zusammenhang hiermit steht auch ein weiterer Nachteil. Der für
die Lichtausbeute maßgebende Raumwinkel zwischen Photozelle und abgetastetem Gegenstand
ändert sich nämlich mit der gegenseitigen Entfernung, und zwar in quadratischer
Abhängigkeit, so daß die Helligkeit eines Punktes des Gegenstandes im selben Maße
mit seiner Entfernung von der Photozelle schwankt. Man hat zwar bereits versucht,
durch seitlich vom zu übertragenden Gegenstand angeordnete spiegelnde Flächen in
dieser Beziehung eine Abhilfe zu schaffen, .doch ist, wie noch später des näheren
ausgeführt wird, der hierdurch °rzielte Erfolg sehr .gering.
-
Es wurde auch vorgeschlagen, eine Fernsprechzelle als Raum für die
Lichtstrahlabtastung zu benutzen. Dabei zeigt sich aber als weiterer Mangel, daß
bei den normalerweise übertragenen, räumlich ausgedehnten Gegenständen Schattenwirkungen
vorgetäuscht werden, wenn Teile des abzubildenden Gegenstandes den Lichtstrahl zwischen
momentan abgebildetem Gegenstandspunkt und z. B. seitlich angeordneter Photozelle
abdecken.
-
Die Verwendung von Reflektoren nach Art der Ulbrichtschen Kugel ist
für verschiedene Zwecke bekannt. In erster Linie für Meßzwecke, um das Integral
der Lichtintensität einer Lichtquelle zu bestimmen, und auch zur Erzeugung indirekten
Lichtes als Äquivalent zu einer Mattscheibe.
-
Gemäß der Erfindung werden die obenerwähnten Mängel des Lichtstrahlabtastverfahrens
dadurch beseitigt, daß ,der zu übertragende dreidimensionale Gegenstand in einem
allseitig geschlossenen Raum angeordnet ist und daß sämtliche Innenflächen des
Raumes
mit einem Werkstoff von hohem Reflexionsvermögen, wie Zinkweiß, versehen sind,,
derart, daß mindestens ein solcher Teil des vom abzutastenden Gegenstand reflel@-'
tierten Lichtes, der ausreicht, im Empfängr.= Bild vorgetäuschte Schattenbildungen
zu vermindern und/oder schwankende Helligkeit bei Ortsveränderung ,des Gegenstandes
im Raum zu beseitigen, ein photoelektrisches Organ erst erreicht, nachdem das Licht
wie in einer Ulbrichtschen Kugel durch die Innenflächen des Raumes einmal oder mehrere
Male reflektiert worden ist Dabei können die Innenflächen des Raumes -diffus und
bzw. oder teilweise gerichtet reflektieren. Wie eingehende Versuche ergeben haben,
erreicht man hiermit nicht nur Lichtausbeuten bis zum fünffachen Betrag gegenüber
den bisher bekannten Anordnungen, sondern beseitigt auch falsche Schattenwirkungen
und die Abhängigkeit der Bildhelligkeit der Bildpunkte von ihrem Abstand von der
Photozelle. Bei den Versuchen zeigte sich, und das ist- ein wesentlicher Bestandteil
der vorliegenden Erfindung, daß der Aufnahmeraum unbedingt allseitig geschlossen
und mit solchen Innenflächen versehen sein muß, die ein kleines Absorptionsvermögen
besitzen. Beispielsweise sinkt die Lichtausbeute bereits bis auf die Hälfte herab,
wenn man in einem würfelförmigen Abtastraum nur eine Seitenwand irgendwie lichtabsorbierend
ausführt. Der erfindungsgemäße Aufnahmeraum muß also im Idealfall die Eigenschaften
einer Ulbrichtschen Kugel aufweisen.
-
Man setzt dann die eingangs geschilderten Fehler der schwankenden
Helligkeit bei ortsveränderlichen Gegenständen und dieSchattenwirkungen bei: seitlicher
Anordnung .der Photozellen auf ein sehr kleines Maß herab.
-
Das Prinzip der Ulbrichtschen Kugel beruht bekanntlich darauf, daß
die Lichtstrahlen in sich immer wiederholender Reflexion so lange im Raum umherwandern,
bis sie einmal von der Photozelle aufgefangen worden sind. Obwohl an und für sich
diese vielfache Reflexion eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, besteht bei den derzeitigen
Bildpunktzahlen trotzdem keine Gefahr, daß eine Bildpunktüberlagerung dadurch eintritt,
daß noch nicht alles Licht eines Bildpunktes in die Photozelle gelangt ist, wenn
bereits der nächste Bildpunkt abgetastet und übertragen wird.
-
Zu diesem Zweck wird man den Aufnahmeraum nicht zu groß .dimensionieren.
Man muß aber bedenken, daß der zu übertragende Gegenstand naturgemäß selbst etwas
Licht absorbiert. Es ist daher zweckmäßig, das Verhältnis zwischen .der Oberfläche
des abzutastenden Gegenstandes und der Oberfläche der Innenflächen des Aufnahmeraumes
möglichst klein zu halten. Es wird sich aber in allen Fällen ein Verhältniswert
finden lassen, der beiden Gesichtspunkten Rechnung trägt.
-
Im übrigen wird man die das abtastende eifbtstrahlenbüschelhindurchlassendeöffnung
@@xt'lichst klein halten, also z. B. das abbil-de Objektiv direkt in die
Wandung des aumes einlassen.
-
Die Eigenschaften der Ulbrichtschen Kugel machen es auch möglich,
daß die Photozelle ausschließlich von indirektem Licht getroffen wird. Eine solche
Anordnung, die ein weiteres wesentliches : Kennzeichen der vorliegenden Erfindung
darstellt, beseitigt jegliche Gefahr einer Schattenwirkung und gewährleistet völlige
Unabhängigkeit von. Lagenveränderungen des übertragenen Gegenstandes.
-
Die Form und Ausstattung des Aufnahmeraumes müß, wie bereits gesagt,
sich möglichst der Idealform einer Ulbrichtschen Kugel nähern. Es genügt aber meist,
wenn normale, z. B. winklig gestalteteRäume mit stark reflektierenden Innenflächen
versehen werden, wenn auch eine Verbesserung beispielsweise bei zylindrischer Form
des Raumes eintritt. Als Wandanstrich wird man Stoff mit hohem Albedo; wie z. B.
Zinkweiß, Titanweiß, Magnesiumoxyd üsw., vorsehen. Unter Umständen kann man auch
Teile der Innenflächen als bis zu einem gewissen Grade gerichtet reflektierende
oder spiegelnde Flächen ausbilden: Die Anordnung der Photozellen kann eine beliebige
sein. Man kann sie entweder ganz aus dem direkten Strahlenbüschel herausnehmen und
sie beispielsweise auf der Rückwand der Aufnahmekulisse anbringen oder sie auf der
Vorderseite der aufzunehmenden Szene einzeln oder zu mehreren anordnen; evtl. kann
man einen Teil der Photozellen von :direktem; einen anderen Teil von indirektem
Licht beeinflussen lassen. Normalerweise wird man .die Photozellen im Aufnahmeraum
oder an seinen Innenflächen anordnen; es ist aber auch möglich, in die Wand eine
lichtdurchlässige Öffnung anzubringen und durch diese Öffnung hindurch die außerhalb
des Raumes aufgestellten Photozellen zu beeinflussen. Als Photozellen wird man unter
Umständen zweckmäßig solche verwenden, die beiderseitig mit lichtempfindlicher Schicht
versehen sind.
-
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin;
die Innenflächen ganz oder teilweise zu färben, um beispielsweise eine ausgeprägte
Farbenempfindlichkeit der Photozellen zu kompensieren.