DE962441C

DE962441C - Stereo-Fernsehverfahren

Info

Publication number: DE962441C
Application number: DEG12886A
Authority: DE
Inventors: Peter Ewerbeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-10-22
Filing date: 1953-10-22
Publication date: 1957-04-25

Description

AUSGEGEBEN AM 25. APRIL 1957

G 12886 VIII a/2I0.1

ist als Erfinder genannt worden

Max Grundig, Fürth (Bay.)

Stereo-Fernsehverfahren

Für eine Reihe von Beobaehtungszwecken, insbesondere bei-industriellen Fernsehanlagen, wäre es unbedingt erwünscht, stereoskopische Aufnahmeumd Wiedergabemöglichkeiten zu besitzen, die jedoch auch beim normalen Unteirhaltungsfernsehen von Bedeutung· sein können, sofern der zusätzliche Aufwand in erträglichen Grenzen bliebe und den bisherigen Betirieb beizubehalten gestattete.

Die Erfindung betrifft nun ein solches Stereo-Fernsehverfahren, bei dem Teilbilder auf einer Abbildungsebene aufeinander abgebildet werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Fläche ein 'Stredfenraster oder ein an sich für Farbfernsehen bekanntes Zylinderlinsenraster ist, welches senkrecht zur Zeilenrichtung orientiert ist und die aufeinanderlicgenden Einzelbilder auf der benachbarten Auffangfläche einer Zerlege'rrohre punktweise in zwei nebeneinanderliegende Einzelbildelemente zerlegt, und daß jedem Paar von Einzelbildelementen eiin bei der Abtastung entstehendes Steuersignal zugeordnet ist, durch welches aus dem Einkanalsignal der Zerlegerröhre die Einzelbildelemente nacheinander herausgezogen und auf zwei Kanäle verteilt werden, wonach diese impulsartigen Auszüge in stetige Signale verwandelt werden, und daß auf der Wiedergabeseite ein Steuersignal aus der relativen Lage des Auftreffpunktes des Kathodenstrahles zum Rasterelement des Bildschirmes gewonnen wird, welches aus den gleichzeitig vorhandenen stetigen Einzelbildsignalen Abschnitte nacheinander heraustastet und dem Kathodenstrahl zuführt, so 'daß die

Einzelbildelemente nebeneinander und in bestimmter Zuordnung zu den Rasterelementen dies Schirmes aufgezeichnet werden.

Hierdurch wird mit einem Mindestmaß an zu- -sätzlichem Aufwand ein stereoskopisches Feamsehverfahren mit einer besonders guten Übereinstimmung der zugeordneten Bildelemente geschaffen, das bei Verwendung eines Projektionsempfängers plastische Bilder liefert, die durch entsprechende ίο Polarisationsbirillen bzw. Rotgrünbrillen zu betrachten sind bzw. bei Direktbetiachtuing ohne Brille stereoskopisch wirksam sind. Bei exakter Durchführung· des Verfahrens müßte zwar eine erhöhte Übertragungsbandbreite mit in Kauf genommen werden; durch die plastische Wirkung kann jedoch auf Feinauflösung verzichtet warden und ein Kompromiß innerhalb der zur Verfügung stehenden Bandbreite geschlossen werden, ohne daß eine Gesamtgüteminderung eines Bildes merkbar ins Gewicht fällt. Es können aber auch die üblichen Verfahren der verbesserten Bandausnutzung verwandt werden. Beim industriellen Fernsehen, für die die stereoskopischen Verfahren von wesentlicher Bedeutung sind, spielen Bandbreitefragen eine untergeordnete Rolle, und die Erfindung kann in höchstem Maße ausgenutzt werden. Es ist dann auch möglich, mehrere in geeignetem Abstand voneinander angeordnete Aufnahmestellen vorzusehen, um bei der Wiedergabe den Betrachtungswinkel für einwandfoieie plastische Wiedergabe ohne Brillen zu erhöhen und damit die Wirksamkeit der Anlage zu steigern. Auch bei der Verwendung von erfindungsgemäßen Direktsichtröhren ist dieser Vorteil vorhanden im Gegensatz zu den bekannten Geräten, bei denen trotz erhöhten Aufwandes nur kleine Betrachtungswinkel längs der optischen Achse möglich sind.

An Hand der Zeichnungen sei das Verfahren näher erläutert. Die

Fig. ι bis 3 betreffen die Aufnahmeseite, die

Fig. 4 bis 8 die Wiedergabeseite mittels eines Projektionsempfängers, während die

Fig. 9 und 10 sich auf Direktsichtröhren beziehen; die

Fig. 11 zeigt eine Abwandlung, bei der eine zusätzliche Betrschtungsbrille nicht notwendig ist,· und die

Fig. 12 Einzelheiten für eine bessere Strahlauisnutaung·.

Zwei Objektive 1 und 2 nehmen einen Punkt P₁ einer Bildebene 3 aus zwei durch den Abstand der Objektive bedingten Richtungen 4, 5 auf und bilden diesen Punkt auf ein Streifenmuster 7 ab, das aus in der Bildebene nebeneinanderliegenden Zylinder linsen 8 oder aus Lochstreifen 6 bestehen kann. Zwischen den beiden Objektiven 1 und 2 ist eine konstante Lichtquelle 9 angeordnet, so daß auf der Auf fangfläche ic der Bildaufnahmeröhre eine Abbildjng 'entsteht, die etwa der in Fig. 3 a entspricht.

Der -Punkt P₁ auf der Fotokathode ίο hat das Signal Ii (Fig. 3a), der Punkt P₁" auf der Auffangfläche ι ο hat das Signal 13. Zwischen diesen Punkten mit dem Signal 11 und₍ 13 befindet sich ein konstantheller Punkt P₀ mit dem Signal 12, aus dem ein Steuersignal 14 (Fig. 3b) abgeleitet werden kann, das nach entsprechender Verzögerung aus dem Gesamtsignal nach Fig. 3e die unstetigen Teilbildauszüge nach Fig. 3f und 3g heraustastet, die für sich die den Objektiven zugeordnete Teilbilder darstellen. Die verzögerten Impulse 15 bzw. 16 nach Fig. 3c und 3d besitzen dabei Bildpunktbreite und sind um eine bzw. zwei Bildpunktbreiten verzögert. Die so erzeugten unstetigen Teilbildauszüge werden z. B. mittels geeigneter Tiefpaßfilter in stetige verwandelt, die dem in Fig. 3f und 3 g gezeigten, gestrichelt gezeichneten Hüllkurven entsprechen. Das Vorhandensein dieser stetigen Signale auf der Empfangsseite ermöglicht die Wiederherstellung von Teilbildauszügen, ohne daß ein Synchronismus der jeweiligen relativen Lage von abtastendem Elektronenstrahl auf der Sendeseite und schreibenden Strahl auf der Empfangsseite zu den entsprechenden Rasterelementen erforderlich ist, da sich das hierzu notwendige Steuersignal aus der Lage des schreibenden Strahles zu' Rasterelementen ableiten läßt. In dem in Fig. 2 dargestellten vereinfachten Blockschaltschema der Sendeseite wird das Steuersignal aus den von der Signalplatte angenommenen Signalgemisch über Leitung 18, ein Amplitudensieb 19 und durch die Varzögerungsglieder 20, 21 den Verstärkern 22, 23 zugeführt, in denen das über die Leitung 24 zugeführte Signalgemisch mittels der von den Verzögerungsgliedern 20 und 21 kommenden Steuersignal zunächst in die unstetigen Teilbildauszüge zerlegt und dann in die stetigen Signale verwandelt wird, worauf sie an den Sender 27 oder einen Verstärker weitergeleitet werden.

Auf der Wiedergabeseite nach Fig. 4 muß dafür Sorge getragen werden, daß entsprechend der Lage des Auftreffpunktes des Kathodenstrahles 28 auf den Schirm 29 jeweils das ihr entsprechende Signal aus den zur Verfügung stehenden stetigen Teilbildauszügen herausgetastet und dem Kathodenstrahl 28 zugeführt wird. Dazu dient die Fotozelle 30, die zuerst den Lichtanteil 31 von der Gesamtmodulation aufnimmt, um dann mittels des daraus durch Verzögerung und Addition gewonnenen Steuersignals nur den Modulationsunteil des einen und danach den des anderen Punktes frei-zu geben, so daß auf der Projektionsebene 32 beispielsweise ein durch Rotgrünfilter oder Polarisationsfilter 33 und Linse 3 4 verursachter Bildpunktkomplex P₆ und P₇ entsteht, der durch Betrachtung mit einer Rotgrünoder Polarisationsbrille als plastisches Element P₅ gesehen wird.

Die beiden auf dem Bildschirm 29 der Bildwiedergaberöhre ineinander verschachtelten Teilbilder werden also durch das Zusammenwirken des dem Bildschirm 29 vorgelagerten Rasters mit dem Filter 33 und der Linse 34 aufeinanderliegend, aber iao aus verschieden gefärbten oder in verschiedener Richtung polarisiertem Licht bestehende Teilbilder auf der Projektionsebene 3 2 abgebildet.

Die Wiedergabe gemäß Blockschaltschema nach Fig. s erfolgt derart, daß das von der Fotozelle 30 abgegebene Signal nach Verstärkung und Begren-

zung durch 35 über Verzögerungsglieder 36 und yj jeweils die Verstärker 38 oder 39 für das Braunsche Rohr 40 steuert, denen die im Empfänger bereits getrennten, stetigen Teilbildauszüge über Leitung 41 bzw. 42 zugeführt sind. Das Bild auf dem Schirm 29 des Braunschen Rohres (Fig. 4) würde sich etwa, wie in Fig. 6a angedeutet, darbieten. Zwischen zwei Punkten 43 und 44 verschiedener Signale liegt ein schwarzer oder sehr heller Punkt 45, der als Auisgangspunkt für das Steuersignal der nächsten beiden Punkte gilt. Vorteilhaft ist es daher, das Signal so weit zu verzögern, daß es den Elektronenstrahl nach Ablauif der beiden Punkte 44, 43 helltastet, so daß immer ein ausreichendes Signal für die Fotozelle zur Verfügung steht, wie in Fig. 8 dargestellt. Dieses Signal 45 wird um eine BiIdpunktbreite bzw. um zwei Bildpunktbreiten verzögert, wie in Fig. 6c und 6d dargestellt, und gibt dadurch den Elektronenstrahl für den Zeitraum frei, in dem ein Punkt des einen oder des anderen Teilbdldes sichtbar werden soll.

Das beschriebene Wiedergabeverfahren bezog sich auf ein Projektionsvarfajhren. Bei Direktsichtverfahren unter Verwendung einer Betrachtungsbrille ist 'eine Wiedergaberöhre zui verwenden, deren Bildschirm entsprechend hergestellt sein muß, wie es an Hand der Fig. 9 und 10 beschrieben! werden soll. Der Bildschirm 46 wird nach Fig. 9 mit nebeneinanderliegenden, senkrecht zur Zeilenrichtung angeordneten, abwechselnd rot- und grünemissionsfähigen oder verschieden polarisiert leuchtenden Streifein 47 bzw. 48 versehen. Eine farbselektive oder eine für links b;zw. rechts polarisiertes Licht empfindliche Fotozelle 49 nimmt das durch den Elektronenstrahl^ο ausgelöste, reflektierte oder durchscheinende Licht des Streifens, 47 auf und eine entsprechende Fotozelle 51 das emittierte Licht des Streifens 48, damit aus den beiden Lichtimpulsen das Steuersignal für den Elektronenstrahl 50 durch Verzögerung und Addition gewonnen werden kann. Es können jedoch auch von den Lichtsignalen abgeleitete Impulse zusammengefaßt werden, -die von mehreren Streifen abgeleitet werden. Hierzu müssen so viel Verzögerungs- und Additionsglieder vorgesehen sein, wie Streifen zur Steuerimpulsbildung beitragen sollen. Dadurch entsteht auch bei Modulation geringerer Helligkeit stets ein sicherer Steuerimpuls.

Der Steuerimpuls kann aber auch durch zwischen den Streifenkomplexen angeordnete Unterbrechungen 52 für den Abtastvorgang erzeugt werden. Auf dem Bildschirm 46 bietet sich· dann das bei der Stereowiedergabe bekannte Bild, das bei Betrachtung mit der Stereobrille einen plastisehen Eindruck erzeugt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. io ist ein von Farbiemsehröhren her bekanntes Drahtgitter 52 verwandt, von dem über 53 die beim Auftreffen, des Elektronenstrahls 50 entstehenden Impulse abgenommen werden. Es könnten aber auch nicht leuchtfähige schmale Streifen zwischen den Sfcreifenkompl-exen 54 und 55 vorgesehen sein, die Unterbrechungen des reflektierten Lichtes für die Fotozelle bedingten würden, so daß aus diesen Unterbrechungen Steuersignale in der bereits beschriebenen Art abzuleiten sind.

Das Verfahren kann dadurch verbessert werden, daß der Fotozelle durch den über die Breite eines oder mehrerer Bildpunkte hellgetasteten Bildrand ein Anfangslichtsignal mitgeteilt wird, das unabhängig vom Bildinhalt ist und von dem der Steuerimpuls derart abgeleitet ist, daß es einmal die Teilbildfolge steuert und zum anderen nach Beendigung der Teilbildsteuerung den Elektronenstrahl hell auftastet, damit der Steuerimpuls für die nächste Teilbildsteuerung· sicher abzuleiten ist. Es ist dabei möglich, das vom Lichtiinpuls abgeleitete Steuersignal ohne Verzögerungsglieder direkt zum Auftasten des Elektronenstrahls zu verwenden. Es muß dabei jedoch Sorge getragen werden, daß die Au'ftastung vollendet ist, ehe das erste Teilbild zu steuern ist, da andernfalls für die Teilbilder kein sicheres Steuersignal entstehen kann.

Bei mit Metall hinterlegten, z. B. aluminiumhinterlegten Bildröhren, besteht die Möglichkeit, Unterbmechungsstellen im Metallschirm vorzusehen und diese Stellen den Farbstreifen- oder Polarisationskomplexen derart zuzuordnen, daß beim Abtasten durch den Elektronenstrahl wechselnde Ladezustände des Schirms auftreten und somit Impulse bedingt werden, die zum Aufbau des Steuersignals in der bereits beschriebenen Weise ver-" wendet werden können. Es kann ferner zur Erzeugung des Steuersignals ein Farbstreifen elektrisch leitend oder mit einer leitenden Schicht versehen sein, so daß beim Abtasten durch den Elektronenstrahl von diesem Farbstreifen Ausgangsimpulse abgenommen werden können, von denen das notwendige Steuersigraal abgeleitet wird.

Bei geeigneter Ausbildung des Bildschirmes einer Braunsche«. Röhre ist es auch möglich, ohne besondere Polarisationsbrillen auszukommen. Dazu muß. gemäß Fig. 11 ein Streifenraster, vorzugsweise ein Linsenstreifenraster 56, senkrecht zur Zeilenrichtung auf den Bildschirm 57 einer Braunsehen Röhre angebracht werden. Zwischen den einzelnen Rasterstreifen 58, die einem Abbildumgskomplex 61 zugeordnet sind, sind Uiiterbrechungsstellen 59 in der Phosphorschicht 60 des Schirms 57 am zweckmäßigsten fotochemisch beim Herstelluingsprozeß dear Bildröhre erzeugt, so daß aus den Unterbireehuingsstellen die notwendigen Steuerimpulse für einen Bildpuaiktkomplex in der bereits erwähnten Art ableitbar sind.

Es ist auch möglich, die gesamte Phosphorschicht leitend zu machen, und die notwendigen Unterbrechunigs'stellen zwischen .die Rasterelemente auf fotochemischem Wege zu produzieren, um in einem weiteren Behandlungsgang die Phosphorschicht an den betreffendein Stellen zu: entfernen.

Zur besseren Lichtausbeute wird der abtastende Elektronenstrahl zweckmäßigerweise elliptisch fokussiert oder giewobbelt, weil durch diese Maßnahme eine größeine Fläche (s. Fig. 12) für die beiden Punkte 62, 63 zur Verfügung steht, im Gegensatz zur kreisförmigen Fokussierung, bei der ein

aus zwei Elementen 64, 65 zusammengesetzter Bildpunkt nur einen Bruchteil des noiaialen Bildpunktes bilden würde, denn die Struktur des jeweils aus zwei Elementen zusammengesetzten Bildes darf gegenüber der des ebenen Schwarzweißbildes nicht vergröbert werden, d.h., die Stereoröhren müssen an sich die Möglichkeit einer höheren Auflösung in der Horizontalen zulassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Stereo-Femsehverfahren, bei dem zwei von verschiedenen Linsen stammende Einzelbilder desselben Gegenstandes auf derselben Fläche aufeinander abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Fläche ein 'Streifenraster oder ein an sich für Farbfernsehen bekanntes! Zylinderl&isenraster ist, welches senkrecht zur Zeilenrichtung orientiert ist und die aufeinanderliegenden Einzelbilder auf der benachbarten Auffangfläche einer Zerlegerröhre punktweise in zwei nebeneinanderliegende Einzelbildelemente zerlegt, und daß jedem Paar von Einzelbildelementen ein bei der Abtastung entstehendes !Steuersignal zugeordnet ist, durch welches aus dem Einkanalsignal der Zerlegerröhre die Einzelbildelemente nacheinander herausgezogen und auf zwei Kanäle vierteilt werden, wonach diese impulsartigen Auszüge in stetige Signale verwandelt werden, lind daß auf der Wiedergabeseite ein Steuersignal aus der relativen Lage des Auftreffpunktes des Kathodenstrahls zum Rasterelement des Bildschirmes gewonnen wird, welches aus den gleichzeitig vorhandenen stetigen Einzelbildsignalen Abschnitte nacheinander heraustastet und dem Kathodenstrahl zuführt, so daß die Einzelbildeiemente nebeneinander und in bestimmter Zuordnung zu den Rasterelementen des Schirmes aufgezeichnet werden.
2. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den zwei, die Einzelbilder erzeugenden Linsen eine Lichtquelle befindet, von der jedes! Rasteirelement ein zwischen den Einzelbildelernenten eines jeden Paares liegendes 'Bild auf der Auffangfläche der Bildaufnahmeröhre erzeugt und daß das ' ihm entsprechende Signal der Aufnahmeröhre als Steuersignal dient.
3. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bildprojektion auf der Wiedergabeseite in der Nähe der pirojizierenden Linse ein zweiteiliges Filter vorgesehen ist, das "ie den beiden Teilbildern entsprechenden, nur durch ihre relative Lage zum Raster unterschiedenen Bildelemente verschieden färbt oder polarisiert und neben dem zweiteiligen Filter eine Fotozelle od. dgl. angebracht ist, deren Sigi-ale zur Ableitung des Steuersignals dienen.
4. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bildpunkt einer jeden Zeile hellgetastet ist und aus diesem von einem Rasterstreifen abge-. bildeten, durch eine Fotozelle aufgenommenen Lichtimpuls ein erstes Steuersignal abgeleitet ist, das direkt odeir nach Phasenverschiebuing um die Breite von zwei Rasterstreifen eine Helltastung des Elektronenstrahls bewirkt, wodurch die weiteren Steuerimpulse ableitbar sind.
5. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß. die von der Fotozelle abgegebene Impulsfolge amplitudenhegrenzt und zur Teilbildsteueruing jeweils in der Phase um die entsprechende Streifenbreite bzw. Streifenbareiten verschobein einstellbar ist.
6. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Direktsichtröfaren der Bildschirm aus nebeneinanderliegenden, sich senkrecht zuir Zeilenrichtung erstreckenden Streifen besteht, die abwechselnd mit zwei verschiedenfarbig leuchtenden Phosphoren belegt sind und deren von farbselektiven Fotozellen aufgenommenes Licht zur Ableitung des Steuersignals dient.
7. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Direktsichtröhnen dem Bildschirm ein Streifenraster vorgelagert ist, dessen Elemente das durchtretende Licht abwechselnd in verschiedener Richtung linear oder in verschiedenem Drehsinn zirkulär polarisieren und von derem Licht mit Hilfe von mit !entsprechenden Filtern versehenen Fotozellen 'das' Steuersignal abgeleitet wird.
8. Stereo-Ferns'ehverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal durch Unterbrechungsstellen für den Ablenkstrahlzwischen den Streifenkomplexen abgeleitet ist.
9. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen zur Aufnahme von reflektiertem Farblicht oder reflektiertem polarisiertem Licht eingerichtet und entsprechend angeordnet sind.
10. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen zur Aufnahme von durchscheinendem Licht eingerichtet und angeordnet sind.
11. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Untexbrechungsstellen auf die Emissionsschichten aufgebrachte Streifenraster oder Drahtgitter sind, wobei die ersteren HelEgkeitsunterbrechungen für die Fotozellen abgeben und von den letzteren Impulse abnehmbar sind.
12. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei metallhinterlegten Bildröhren den Streifenkomplexen züge ordnete Unterbrechungsstellen in der Metallhinterlegung vorgesehen sind und beim Abtastvorgang durch den Elektronenstrahl von dieser Metallhinterlegung zum Aufbau des Steuersignals Impulse abnehmbar sind.
13. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des
Steuersignials ein Streifen elektrisch, leitend oder mit einer leitendein Schicht versehen ist und beim Abtastvorgang durch den Elektronenstrahl von der Schicht abnehmbare Impulse entstehen. 14. Stereo-Fernsehverfahren nach Anspruch 1 und 6 oder 7, 'dadurch gekennzeichnet, daß eine Diriektsichtrö-hre ein Streifenraster, vorzugsweise Linsenstreifenraister, mit jeweils einem >einer Streifengxuppe zuigeordinieten Rasterelement besitzt und der vor oder nach jedem Rasterelement abgeleitete Steuerimpuls nacheinander die einzelnen Signalanteile des Gesamtbildpunktes freigibt.
15. Stereo-Feirnsehverfahren nach. Anspruch 1 und/oder 'einem der folgernden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 'eine elliptische Fokussierung· 'des Abtastelektronenstrahls angewendet ist.
16. Stereo-Fieimsehverfahren nach Anspruch 1 Und/oder den folgenden Ansprüchen, dadurch giekennzeidhinet, daß der Elektronenstrahl gewobbelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 545 325.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

θ 509 629/95 1.56 (609865 4.57)