DE3010978A1 - Anordnung zum behandeln von spitzlichtern in fernseh-bildaufnahmeroehren - Google Patents

Description

ECl 73 758 Ks/Ki

U.S. Serial No: 022,616

Piled: March 21, 1979

ECA Corporation New York, N.Y., V. St. v. A.

Anordnung zum Behandeln von Spitzlichtern in ^ernseh-BildaufnahmerÖhren

Die Erfindung "bezieht sich auf Maßnahmen zur Eegelung des Betriebs einer Fernsehkamera und betrifft insbesondere eine Anordnung zum Behandeln zugenannter Spitzlicher in der Bildaufnahme.

Zum Betrieb von Fernseh-Bildaufnahmeröhren werden elektrische Erscheinungen ausgenutzt, die sich ergeben, wenn Licht eines Bildes auf die photoempfindliche Oberfläche einer Speicherplatte ( "Target") trifft. Die Targetplatte stellt einen Kondensator dar, der durch einen abtastenden Elektronenstrahl auf das Potential der Kathode der Eöhre aufgeladen wird. Das Licht des Bildes entlädt diesen Kondensator, und der die Targetplatte in einem vorbestimmten Muster abtastende Elektronenstrahl lädt den Kondensator wieder neu auf das Kathodenpotential auf. Durch Messung des Stroms, der wahrend der Wieder aufladung mit dem Elektronenstrahl zur Targetelektrode fließt, und mit Kenntnis des Abtastmusters ist es möglich, das in die Eöhre produzierte Bild wiederzugeben. Das Maß, um welches die Targetelektrode jeweils nachgeladen wird, ist durch den Strom des

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Elektronenstrahls bestimmt; je stärker der Strahlstrom ist, desto mehr wird nachgeladen. Der Elektronenstrahlstrom wird durch die Spannung am Steuergitter der Röhre, die sogenannte G1-Spannung, "bestimmt. Eine Erhöhung der G1-Spannung führt zu höherem Strahlstrom und somit zur Möglichkeit einer vermehrten Nachladung.

Die G1-Spannung wird normalerweise so eingestellt, daß der Elektronenstrahl im Verlauf einiger weniger Abtastungen so viel Ladung nachfüllen kann, wie durch ein Bild einer Szene normaler Helligkeitswerte entladen worden ist. Da Kondensator-Zeitkonstanten wirksam sind, lädt der Elektronenstrahl die "Kondensatoren" der Targetelektrode bei einer einzelnen Abtastung auf etwa 70 Prozent des Kathodenpotentials nach. Die nachfolgende Abtastung bringt eine Fachladung um etwa Prozent der restlichen Potentialdifferenz. Somit werden nach nur einigen wenigen Abtastungen die Kondensatoren praktisch auf Kathodenpotential nachgeladen sein. Wenn jedoch Szenen aufgenommen werden, die Stellen mit sehr hoher Helligkeit (sogenannte Glanz- oder Spitzlichter) enthalten, etwa wenn die Kamera direkt in eine helle Lichtquelle oder in die Sonne blickt, dann kann die Targetplatte an den betreffenden Bildstellen so weit entladen werden, daß das Potential des Elektronenstrahls nicht ausreicht, um eine vollständige Wiederaufladung selbst mit wiederholten Abtastungen zu bewirken. Falls sich die Kamera oder die Szene bewegt, verschmieren die hellen, nicht wiederaufladbaren Flecke auf dem Bild zu herumwandernden Spuren, was den sogenannten "Kometenschweif-Effekt " ergibt.

Um diesen Kometenschweif-Effekt zu beseitigen, muß die G1-Spannung und damit der Strahlstrom auf einen Wert erhöht werden, der ausreicht, die Targetplatte während der Dauer einiger weniger Abtastperioden wieder auf Kathodenpotential nachzuladen. Zur Unterdrückung von Kometenschweif-Effekten könnte man den Strahl ständig mit einem Strom betreiben, der

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so hoch ist, daß die nachladung an eventuell auftretenden Spitzlichtern in jedem Fall gewährleistet. Ein solches Vorgehen ist jedoch aus mehreren verschiedenen Gründen nicht zweckmäßig. Zum einen wird durch diese Maßnahme viel mehr Energie verbraucht. Zum andern wird bei erhöhtem Strahlstrom auch die Ausdehnung des Abtastflecks größer, wodurch sich die Auflösung der Röhre vermindert. Ein weiterer Grund zum Vermeiden längerwährender Perioden erhöhten Strahlstroms ist das Bemühen um Vergrößerung der Lebensdauer der Eöhre. Starke Strahlströme können diese Lebensdauer wesentlich verkürzen und sogar die Röhre schädigen. Weitere Hintergrundinformationen über den Betrieb von Bildaufnahmeröhren und eine Diskussion der mit Spitzlichtern zusammenhängenden Probleme finden sich in der US-Patentschrift 3 610 823.

Es sind mehrere Methoden bekannt, um den Strahlstrom nur beim Vorhandensein eines Spitzlichts im Bild zu erhöhen und ihn während der restlichen Abtastung auf dem niedrigeren, normalen Wert zu lassen. Die bekannten Methoden werden jedoch mit vielen der sich bei Spitzlichtentladungen ergebenden Probleme nicht fertig. So wird z.B. in der oben erwähnten US-Patentschrift 3 610 823 angeregt, eine der Bildaufnahmeröhren der Kamera ständig mit erhöhtem Strahlstrom zu betreiben. Wenn das Bildausgangssignal dieser Röhre einen Schwellenwert überschreitet, wird ein Steuersignal erzeugt, das den Strahlstrom der anderen Röhren erhöht. Es ist jedoch offensichtlich, daß bei diesem System das Problem der verminderten Auflösung und der verkürzten Lebensdauer hinsichtlich der mit erhöhtem Strahlstrom betriebenen Röhre vorhanden ist. Bei anderen bekannten Methoden wird der Strahlstrom beim Fühlen eines Spitzlichts im Bild auf einen hohen Pegel ungeachtet des speziellen Helligkeitswerts des Spitzlichts angehoben. Dies kann zu Schwingungserscheinungen in den verwendeten Schaltungsanordnungen und zur Verminderung des Auflösungsvermögens der Röhre führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Anordnung zu schaffen, mit der die nachteiligen Folgen von Bild-Spitzlichtern in einer Fernseh-Bildaufnahmeröhre vermieden wer-

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den. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der im Patentanspruch 1 "beschriebenen Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die vom Ausgang der Bildaufnahmeröhre ein elektrisches Signal ableitet, das eine Spitzlicht-Information enthält. Eine Signalformerschaltung spricht auf dieses elektrische Signal an und erzeugt ein Signal, welches einem Strahlstrom-Stabilisierer in solcher Weise angelegt wird, daß der Strahlstrom zum "Entladen" des Spitzlichts ansteigt, ohne durch den Strahlstrom-Stabilisierer gestört zu werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Unterdrücken der Effekte von Spitzlichtern;

Figur 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Spannung des Steuergitters und dem Videoausgangssignal einer Bildaufnahmeröhre;

Figur 3 zeigt das Schaltbild eines bekannten Elektronenstrahl-Stabilisierers;

Figur 4- zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Stabilisierers .

Die in Figur 1 insgesamt mit 20 bezeichnete Anordnung zum Behandeln von Spitzlichtern umfaßt eine Fernseh-Bildaufnahmeröhre 21 und eine signal er zeugende Schaltungsanordnung 22. Verfahren und Schaltungsanordnungen, die dazu dienen, Spitzlichter im aufgenommenen Bild zu behandeln und unter Bontrolle zu halten, werden von verschiedenen Herstellern mit unterschiedlichen

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Kurzbezeichnungen benannt, unter anderem mit ACT (Anti-Comet-Tail , was soviel wie "Anti-Kometenschweif" bedeutet), ABO (Automatic Beam Operation, was etwa mit "Strahlstromautomatik¹¹ zu übersetzen wäre) und CTS (Comet Tail Suppression, d.h. "Kometenschweif-Unterdrückung")«Die Funktion aller dieser Systeme besteht darin, die Bildfläche der Aufnahmer öhr en im Verlauf der Dauer einiger weniger Abtastungen des Elektronenstrahls vollständig auf Kathodenpotential aufzuladen .und dadurch unerwünschte Effekte zu beseitigen, die sich ergeben können, wenn die Eöhrenbil df lache nach der Abtastung durch den Elektronenstrahl nicht vollständig wiederaufgeladen worden ist·

Die Bildaufnahmeröhre 21 enthält eine Targetelektrode 23 und eine Kathode 24, die an gegenüberliegenden Enden der Eöhre 21 angeordnet sind. Ein Steuergitter 25 (G1-Elektrode) und ein Beschleunigungsgitter 26 (G2-Elektrode) sind innerhalb der Eöhre 21 zwischen der Targetelektrode 23 und der Kathode 24 angeordnet. Die Kathode 24 wird auf eine Temperatur geheizt, bei welcher sie Elektronen aussendet. Löcher in den Gittern 25 und 26 dienen zur Formung eines Elektronenstrahls 28, der zur Abtastung der Targetelektrode 23 verwendet wird. Die Energie des Elektronenstrahls 28 wird durch die Spannung am Steuergitter bestimmt.

Die Eöhre 21 enthält außerdem herkömmliche Einrichtungen (nicht dargestellt) zur Strahlablenkung und -fokussierung. Ferner ist ein Strahlstabilisierer 27 vorgesehen, der elektrisch mit dem Steuergitter 25 und dem Beschleunigungsgitter 26 verbunden ist. Der Strahlstabilisierer 27 hält den ELektronenstrahlstrom ungeachtet äußerer Änderungen der Steuergitterspannung und des Besclileunigungsgitter-Stroms konstant·. Er ist mit Eingängen 30 und 31 versehen.

Ein Vorverstärker 32 verstärkt das Videoausgangssignal der Eöhre 21. Der Eingang des Vorverstärkers 32 ist elektrisch mit der Target elektrode 23 der Eöhre 21 verbunden. Das Video-

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ausgangssignal wird in der nachstehend beschriebenen Weise erzeugt. Der Ehotoleiter der Targetelektrode bildet Myriaden von Kondensatoren oder kapazitiven Zonen, die durch Wirkung des abtastenden Elektronenstrahls auf das Potential der Kathode aufgeladen werden. Das von einem aufgenommenen Bild auf die Targetelektrode fallende Licht entlädt die kapazitiven Zonen der Targetelektrode. Das Maß der jeweiligen Entladung ist proportional zur Intensität des auf die Elektrode fallenden Lichts. Die entladenen kapazitiven Zonen der Targetelektrode 23 bilden in ihrer Verteilung ein Muster, das der Lichtverteilung der aufgenommenen Szene entspricht. Bereiche höherer Lichtintensität entladen die Elektrode in größerem Maß. Auf der Targetelektrode 23 entsteht also ein "Bild", dessen Muster dem von der Kameralinse gesehenen optischen Bild gleicht, wobei die jeweiligen Lichtwerte durch das Maß der Entladung der Elektrode 23 dargestellt sind.

Der abtastende Elektronenstrahl 28, der ein Strom negativ geladener Teilchen ist, trifft in einem vorbestimmten Muster auf die Targetelektrode 23, wobei er die Ehotoleiterflache der Elektrode wieder auflädt. Das Abtasten durch den Elektronenstrahl bewirkt, daß ein Strom von der Targetelektrode 23 zum Vorverstärker 32 fließt. Dieser fließende Strom stellt ein Signal mit sich ständig ändernder Amplitude dar, wobei diese Amplitude proportional dem Betrag des entladenen Elektrodenpotentials ist, der seinerseits direkt proportional der Helligkeit der aufgenommenen Szene ist.

Der Betrag oder die Menge der Ladung, die von dem abtastenden Elektronenstrahl wieder nachgefüllt werden kann, ist proportional dem Elektronenstrahlstrom, der seinerseits proportional der an das Steuergitter 25 gelegten Spannung (G1-Spannung) ist. Der Elektronenstrahlstrom wird typischerweise so eingestellt, daß er einen Bereich, der um ein Maß entsprechend dem Licht normalen Helligkeitswerts entladen worden ist, voll wiederaufladen kann, zuzüglich eines Reservefaktors.

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Der Reservefaktor beträgt häufig 100 Prozent der normalen Helligkeit, d.h. der Elektronenstrahl ist fähig, einen Bildbereich, dessen Helligkeitswert doppelt so hoch wie die normale Helligkeit ist, wieder aufzuladen. Während des Kamerabetriebs liegen die Lichtwerte der aufgenommenen Szenen meistenteils niedriger als das Zweifache der normalen Bildhelligkeit. Es kann jedoch vorkommen, daß helle Lichter oder direktes Sonnenlicht oder durch stark reflektierende Objekte verursache helle Bereiche die Targetelektrode so weit entladen, wie es einem Helligkeitswert vom Zehnfachen der normalen Bildhelligkeit entspricht. Es ist zweckmäßig, den Strahlstrom nur dann zu erhöhen, wenn es notwendig ist, einen stark entladenen Bereich wieder aufzuladen. Während bei manchen bekannten Systemen ein erhöhter Strahlstrom während des Rücklaufs der Abtastung verwendet wird, zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, den Strahlstrom nur während der Hinlaufintervalle der Abtastperioden zu erhöhen. Das Videoausgangssignal von der Targetelektrode 23 wird analysiert, um Informationen über eventuelle Spitzlichter zu erhalten, die dann dazu herangezogen werden, Signale zu erzeugen, welche den Strahlstrom genügend weit zur Wiederaufladung eines von Spitzlicht getroffenen Bereichs zu erhöhen.

In der Figur 1 ist eine signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 dargestellt, die folgende Teile aufweist: einen Verstärker 33» dessen Eingang mit dem Ausgang des Vorverstärkers 32 verbunden ist; eine Klemmschaltung 34» deren Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 33 verbunden ist; einen Schwellendetektor 35» dessen Eingang mit dem Ausgang der Klemmschaltung 34· verbunden ist, und einen verstellbaren Begrenzer 36, dessen Eingang mit dem Ausgang des Schwellendetektors 35 verbunden ist.

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Das verstärkte Videoausgangs signal des Vorverstärkers 32 wird im Verstärker 33 weiter verstärkt. Die Klemmschaltung 34 klemmt das Videoausgangssignal auf einem vorbestimmten Schwellenwert. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, wo der Strahlstrom so eingestellt worden ist, daß er eine genügende Reserve zur Viederaufladung eines Spitzlichtbereichs vom Zweifachen der normalen Helligkeit hat, sei der besagte Schwellenwert auf ein Niveau eingestellt, das einem Videoausgangspegel von ungefähr dem Anderthalbfachen der normalen Bildhelligkeit entspricht. Der Schwellenwert muß niedriger liegen als das dem maximalen normalen Strahlstrom entsprechende Niveau. Das Ausgangssignal des Schwellendetektors 35 enthält alle diejenigen Signalkomponenten, die Spitzlichtern oberhalb des eingestellten Schwellenwerts entsprechen. Um dies zu erreichen, wird das gesamte Videosignal nach unten vorgespannt, so daß der geklemmte Pegel niedriger ist als der Schwellenwert des Schwellendetektors 35· Der Schwellendetektor 35 spricht nur auf oberhalb des Schwellenwerts liegende Signalteile an, die einem Videoausgangssignal vom Anderthalbfachen der normalen Bildhelligkeit entsprechen. Somit reagiert der Schwellendetektor 35 nur auf Spitzlichtsignale, die nahe an die Grenze der Viederaufladefähigkeit des abtastenden Elektronenstrahls kommen.

Die Ausgangsgröße des Schwellendetektors ist ein Signal, das nur Spitzlichtinformationen enthält. Die Amplitude dieses Signals ändert sich abhängig von der Helligkeit der jeweiligen Spitzlichter. Dieses Spitzlicht-Anzeigesignal wird dem Eingang des verstellbaren Begrenzers 36 angelegt. Durch Einstellung des Begrenzers 36 kann das Spitzlicht-Anzeigesignal auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzt werden. Dieser Maximalwert entspricht einem Spitzlicht_T das einen speziellen Helligkeitswert hat. Welcher Maximalwert am Begrenzer 36 eingestellt wird, hängt von der Natur und dem Typ der verwendeten Bildaufnahmeröhren ab. Bei bestimmten Röhrentypen besteht extrem starke Gefahr, daß sie in Schwingung geraten oder be-

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schädigt werden, wenn der Elektronenstrahl strom "bestimmte Grenzen überschreitet. Wenn also der Strahlstrom so weit erhöht wird, daß er einen Spitzlichtbereich wieder aufladen kann, an dem die Bildhelligkeit höher als ein bestimmter Wert liegt, dann sind unter Umständen Schwingungen oder Beschädigungen der Röhre zu befürchten. Aus diesem Grund wird der Begrenzer 36 so eingestellt, daß der Maximalwert des Spitzlicht-Anzeigesignals niedriger liegt als derjenige Helligkeitswert, bei dessen wirklicher Berücksichtigung die Röhre ins Schwingen geraten oder beschädigt werden könnte. Für den Saticon-Röhrentyp liegt dieser Wert bei ungefähr dem Zehnfachen der normalen Helligkeit, für den Plumbicon-Röhrentyp etwa beim Achtfachen. Der Begrenzer 36 stellt sicher, daß der Elektronenstrahlstrom nicht über eine vorbestimmte Stärke hinaus ansteigt, und zwar auch dann nicht, wenn ein Spitzlicht erscheint, dessen Helligkeit stärker ist als es dem bei dieser Begrenzereinstellung vorhandenen Nachladevermögen entspricht.

Die signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 enthält ferner einen Verstärker 37» der ein nicht-lineares Rückkopplungsnetzwerk 40 zwischen seinem Ausgang und seinem Eingang aufweist. Der Eingang des Verstärkers 37 ist mit dem Ausgang des Begrenzers 36 verbunden. Der Verstärker 37 empfängt also das Spitzlicht-Anzeigesignal vom Begrenzer 36 und erzeugt ein Signal, das den Elektronenstrahlstrom abhängig vom Spitzlicht-Anzeigesignal erhöht.

Der Verstärker 37 und das nicht-lineare Rückkopplungsnetzwerk 40 bilden eine signalformende Einrichtung, deren Arbeitsweise nachfolgend beschrieben wird. Die Figur 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Spannung am Steuergitter 25 (G1-Spannung) und dem Videoausgangspegel von der Targetelektrode 23. Diese Beziehung ist mit der durchgezogenen Kurve 41 dargestellt. Da die G1-Spannung direkt proportional Elektronenstrahlstrom ist, zeigt die Figur 2 ungefähr auch die Beziehung zwischen dem Strahlstrom und dem Videoausgang .

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Vie man in der graphischen Darstellung erkennt, ist der obere Teil der Kurve 41 scharf nach oben gebogen, was anzeigt, daß weitere Erhöhungen der G1-Spannung keine wesentliche Erhöhung des Videoausgangssignal mehr zeigen. . Dieser Bereich ist es, wo Schwingungen und Beschädigungen in der Röhre auftreten können, und daher ist es wichtig, die Eöhre mit einer G1-Spannung zu betreiben, die tiefer als dieser Bereich liegt. Der Punkt 42 auf der Kurve 41 zeigt ungefähr die zu empfehlende obere Grenze, entsprechend einem mit dem Punkt 43 gegebenen Wert der GI-Spannung und entsprechend einem mit dem Punkt 44 gegebenen Wert des Videoausgangspegels. Der Punkt 44 entspricht dem Maximalwert der Spitzlicht-Helligkeit, für den eine Wiederaufladung durch den Elektronenstrahl bei einer bestimmten Eöhre noch stattfinden kann. Wie oben erwähnt, ist dieser Wert für Plumbicons ungefähr gleich dem Sechs- bis Zehnfachen der normalen Helligkeit und für Saticons dem Zehn- bis Zwanzigfachen der normalen Helligkeit. Für alle Spitzlichter, die in Wirklichkeit heller sind als diese Grenzwerte, wird das jeweils betreffende Spitzlicht-Anzeigesignal durch den Begrenzer 36 entsprechend vermindert. Der Punkt 45 auf der Kurve 41 zeigt diejenige Stelle an, die während normalen Strahlbetriebs erreicht werden kann. Der Punkt 46 gibt die maximale G1-Spannung an, die für die Bildaufnahmeröhre während des Normalbetriebs zur Verfugung steht. Eine G1-Spannung mit einem dem Punkt 46 entsprechenden Wert führt zu dem mit dem Punkt 47 angegebenen Videoausgangspegel. Wie weiter oben erwähnt, entspricht dieser Videoausgangspegel einer Bildhelligkeit vom Zweifachen des normalen Helligkeitswerts. Am Punkt 46 ist also auch die maximale Reserve des Strahlstroms ausgeschöpft. Alle Spitzlichter, die so hell sind, daß der betreffende Videoausgangspegel höher ist als der mit dem Punkt 47 gegebene Pegel, erfordern eine G1-Spannung, die größer ist als der mit dem Punkt 46 gegebene Wert. Da der Punkt 46 der maximal verfügbaren G1-Spannung entspricht, wurden im Schaubild nach Figur 2 alle Punkte für höhere als dem Punkt 47 entsprechende Videoausgangspegel an irgendwelche Orte unterhalb der Kurve 41 fallen. Weil nicht genügend Strahlstrom zur vollständigen Wiederaufladung solcher Bildstel-

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len verfügbar ist, deren Videoausgangssignal höher liegt als es dem Punkt 47 entspricht, ist jeder für eine bestimmte G1-Spannung und einen bestimmten Videoausgangspegel geltender Qrtspunkt, der unterhalb der Kurve 41 liegt, gleichbedeutend mit der Tatsache, daß eine Bildstelle nach Abtastung durch den Elektronenstrahl entladen bleibt, Es ist daher wichtig, die G1-Spannung so weit zu erhöhen, daß für jeden Bildpunkt die Werte von Videoausgangspegel und G1-Spannung einen Koordinatenpunkt in Figur 2 definieren, der auf oder oberhalb der Kurve 41 zu liegen kommt, damit eine vollständige Wiederaufladung von Spitzlichtentladungen gewährleistet ist. Es ist aber auch festzuhalten, daß jeder Punkt, der weit oberhalb der Kurve 41 liegt, mehr G1-Spannung und somit mehr Strahlstrom bedeutet als zur Wiederaufladung der betreffenden Bildstelle notwendig ist. übermäßiger Strahlstrom kann jedoch das Auflösungsvermögen der Röhre vermindern und die Lebensdauer der Röhre verkürzen.

Die in Figur 2 mit der gestrichelten Linie 50 gezeigte Kurve stellt eine praktische ideale Kennlinie für die Erhöhung der G1-Spannung abhängig von der Erhöhung des Videoausgangspegels dar. Man erkennt, daß die Kurve 50 dicht dem Verlauf der Kurve 41 folgt, wenn auch etwas nach oben verschoben, um eine vollständige Wiederaufladung von Spitzlichtentladungen zu garantieren.

Das nicht-lineare Rückkopplungsnetzwerk 40 ist so ausgelegt, daß sich die wirkliche Kennlinie so nahe wie möglich an die Kurve 50 annähert. Daher folgt das Ausgangssignal des Verstärkers 37 praktisch der Kurve 50 und erzeugt ein Signal, welches die G1-Spannung um ein passendes Maß auf der Grundlage der eingangsseitigen Information des Spitzlicht-Anzeigesignals und der intern gebildeten Kennlinie 50 zu erhöhen. Wie man in Figur 1 erkennt, wird das Ausgangssignal des Verstärkers 37» das den Strahlstrom zur Unterdrückung des Spitzlichteffekts erhöht, gleichzeitig an die zur Rot-Bildaufnahme-

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röhre führende Leitung 51» an die zur Blau-Bildaufnahmeröhre führende Leitung 53 und an die Leitung 52 legt, die ihrerseits mit dem Eingang 30 des Strahlstabilisierers 27 verbunden ist. Dadurch daß das Videoausgangssignal nur einer Bildaufnahmeröhre als Information zur Steuerung der Unterdrückung von Spitzlichteffekten in allen drei Bildaufnahmeröhren einer Farbfernsehkamera verwendet wird, lassen sich Größe und Gewicht der Kamera reduzieren. Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die signalerzeugende Schaltungsanordnung 22 in Verbindung mit der Grün-Bildaufnahmeröhre einer Dreirohren-Parbfernsehkamera zu betreiben. Die Grün-Röhre wurde deswegen ausgesucht, weil die stärkste Signalkomponente des Gesamt-Videoausgangssignals gewöhnlich vom Ausgang dieser Röhre kommt. Wenn ein Spitzlicht an der Grün-Bildaufnahmeröhre gefühlt wird, werden jedoch die Strahlströme in allen drei Bildaufnahmeröhren gleichzeitig erhöht. Die zu der Rot- und der Blau-Bildaufnahmeröhre führenden Leitungen 51 und 53 sind jeweils mit einem der betreffenden Röhre zugeordneten Strahlstabilisierer verbunden, so wie die Leitung 52 mit der Eingangsleitung 30 des Strahlstabilisier ers 27 verbunden ist.

Um dem lall Rechnung zu tragen, daß ein in der Rot- oder der Blau-Bildaufnahmeröhre sich stärker äußerndes Spitzlicht in der Grün-Aufnahmeröhre fehlt, ist es natürlich auch möglich, jeder einzelnen Bildaufnahmeröhre ein gesondertes, unabhängiges System zur Behandlung von Spitzlichtern zuzuordnen..Dies würde eine zusätzliche signalerzeugende Schaltungsanordnung auch für jede der beiden anderen Bildaufnahmeröhren erfordern, womit die Größe und das Gewicht der Kamera höher werden würde.

Es ist auch möglich, unter Verwendung nur einer einzigen signalerzeugenden Schaltungsanordnung 22 eine quasi-unabhängige Spitzlichtbehandlung für alle drei Bildaufnahmeröhren vorzusehen. Dies erreicht man dadurch, daß fflan das Ausgangssignal des Vorverstärkers von allen drei Bildaufnahmeröhren auf Eingänge eines nicht-additiven Mischers gibt. Der nicht-additive Mischer

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fragt die Vorverstärkerausgänge ab und wählt den jeweils höchsten Signalpegel für die Verarbeitung in der Schaltungsanordnung 22 aus. Die Strahlströme aller drei Röhren werden nach wie vor gleichzeitig durch das einzige Ausgangssignal des Verstärkers 37 gesteuert, die Verwendung des nicht-additiven Mischers garantiert aber, daß die Strahlströme der Eöhren beim Auftreten von Spitzlichtern jeder beliebigen Farbe erhöht werden. Bei dieser Methode wird aber ebenfalls das Gewicht der Kamera erhöht und zusätzlicher Raum für Bauteile benötigt. Da die Anforderungen an die räumliche Kompaktheit und die Leichtigkeit einer Kamera sehr streng sind, wird in bevorzugter Ausführungsform der !Erfindung nur das Ausgangs signal der Grün-Bildaufnahmeröhre dazu verwendet, die Signale zur Spitzlicht-Nachladung für alle drei Röhren zu erzeugen.

Der Verstärker 37 erzeugt auch ein Neutralisierungs- oder Steuersignal, das gleichzeitig allen Bildaufnahmeröhren angelegt wird, und zwar über die zur Rot-Röhre führende Leitung 54-, die zur Blau-Röhre führende Leitung 56 und die Leitung 55» die mit einem Eingang 31 des Strahlstabilisierers 27 verbunden ist. Die Leitungen 54- und 56 sind in ähnlicher Weise mit Strahlstabilisierern für den Rot- bzw. den Blaustrahl verbunden. Das Heutralisierungssignal wird von dem die Spitzlicht.-Nachladung bewirkenden Steuersignal abgeleitet und hat ähnliche Wellenform, jedoch entgegengesetzte Polarität und geringere Amplitude. Der Zweck und die Arbeitsweise des Neutralisierungssignals wird nachstehend in Verbindung mit dem Strahlstabilisierer beschrieben.

Der Strahlstabilisierer ist so ausgelegt, daß der den Strahlstrom unabhängig von der Spannung am Steuergitter und von dem über das Beschleunigungsgitter fließenden Strom konstant hält. Der Strahlstabilisierer sorgt also dafür, daß das Videoausgangssignal für vergleichbare Lichtpegel gleichmäßig hoch ist, auch wenn sich verschiedene Röhrenparameter infolge Alterung oder Gebrauchs ändern.

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In der Figur 3 ist eine typische Strahlstabilisierungsschaltung 57 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Schaltung 57 ist über Anschlüsse 60 und 61 mit dem Steuergitter G1 bzw. dem Beschleunigungsgitter G2 einer typischen Fernseh-Bildaufnahmeröhre verbunden. Der Strom des Beschleunigungsgitters G2 ist durch den Strahlstrom bestimmt. Zwei Widerstände 62 und 63» ein veränderbarer Widerstand 64- und eine Spannungsquelle 65 dienen zur Bereitstellung eines Bezugsspannungswerts, der so eingestellt wird, daß sich der gewünschte Strahlstrom ergibt.

Wenn der Strahlstrom abnimmt, vermindert sich auch der Beschleunigungsgitterstrom. Die G1-Spannung muß also ansteigen, um diese Abnahme zu kompensieren, und so wird der Strahl strom wieder auf seinen gewünschten oder Sollwert erhöht. Steigt der Strahlstrom über diesen Sollwert hinaus an, dann erhöht sich auch der G2-Strom, und entsprechend wird die G1-Spannung vermindert, um den Strahlstrom wieder auf seinen Sollwert sinken zu lassen.

Man wird erkennen, daß ein Strahlstabilisierer dieses Typs mit der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Spitzlichteffekten nicht kompatibel ist. Wenn die G1-Spannung erhöht wird, um den zur Nachladung einer von Spitzlicht getroffenen Stelle benötigten Strahlstrom zu liefern, steigt auch der G2-Strom an, was den Strahlstabilisierer dazu bringt, die G1-Spannung und somit den Strahlstrom zu reduzieren. Der Strahlstabilisierer nach Figur 3 wirkt also dem Betrieb der zur Behandlung von Spitzlichterscheinungen vorgesehenen Schaltungsanordnung entgegen.

In Figur 4 ist ein abgewandelter Strahlstabilisierer 27 gemäß der Erfindung dargestellt, der elektrisch mit dem G1-Gitter 25 und dem G2-Gitter 26 der Grün-Bildaufnahmeröhre einer Fernsehkamera verbunden ist.

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Der Strahlstabilisierer 27 enthält einen Transistor 66, dessen Kollektor über eine Zenerdiode 67 mit dem G1-Gitter verbunden ist. Der Emitter des Transistors 66 ist über einen Widerstand 70 mit dem G2-Gitter 26 verbunden. Die Basis des Transistors 66 ist an ein Netzwerk zur Erzeugung einer Referenzspannung angeschlossen, die durch einen Widerstand 711 einen Widerstand 72, einen veränderbaren Widerstand 73 und eine Spannungsquelle 74- bestimmt wird. Parallel zum Widerstand 71 ist eine Diode 75 geschaltet, deren Anode mit der Basis des Transistors 66 verbunden ist. Zwischen der Kathode der Diode 73 und der Spannungsquelle 74- liegt ein Kondensator 76.

Die mit dem G1-Gitter 25 gekoppelte Eingangsleitung 30 stellt den Eingang für das Steuersignal zur Spitzlicht-Nachladung dar. Die mit der Basis des Transistors 66 gekoppelte Eingangsleitung 31 ist der Eingang für das oben erwähnte Neutralisierungssignal. Im Zuge der Eingangsleitungen 30 und 31 liegen Kondensatoren 77 und 78 zur Wechselstromkopplung des Strahlstabilisierers 27 an die auf den genannten Leitungen 30 und 31 ankommenden Signale. Das Signal auf der Eingangsleitung ist das Steuersignal für die Spitzlichtbehandlung ("Nachlade-Steuersignal") in der Grün-Bildaufnahmeröhre, das von der Ausgangsleitung 52 des Verstärkers 37 kommt. Das Signal an der Eingangsleitung 31 ist das Neutralisierungssignal von der Ausgangsleitung 55 des Verstärkers 37·

Das auf der Leitung 30 erscheinende Nachlade-Steuersignal wird dem G1-Gitter 25 angelegt, wodurch der Strahlstrom zur Nachladung der von Spitzlicht getroffenen Stelle erhöht wird. Die Ansprechzeit der gesamten Spitzlicht-Behandlungsschaltung 20 ist ziemlich kurz, die Signalanstiegsζext liegt in der Größenordnung von 0,2 MikroSekunden. Hiermit ist es möglich, eine von Spitzlicht verursachte Entladung während derselben Zeilenabtastung, in der der sie erstmals bemerkt wurde, nachzuladen. Der 0,2 Mikrosekunden einnnehmende Teil der Spitz-

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stelle, der vom Elektronenstrahl vor der Strahlstromerhöhung überstrichen wurde, wird infolge der durch die Strahlstromerhöhung vergrößterten Ausdehnung des Abtastflecks mit nachgeladen.

Das auf der Leitung 31 erscheinende Neutralisierungssignal wird auf die Basis des Transistors 66 gekoppelt. Dieses Signal ändert den Bezugsspannungswert im Strahlstabilisierer, damit der Stabilisierer auch dann "zufriedengestellt" bleibt, wenn das auf der Leitung 30 erscheinende Nachlade-Steuersignal auf die G1-Elektrode gekoppelt wird.

Der Bezugsspannungswert wird so geändert, daß Erhöhungen des G2-Stroms infolge der durch das Nachlade-Steuersignal verursachten Strahlstromerhöhungen nicht zu. einem entsprechenden Absinken der G1-Spannung führen, denn der Bezugsspannungswert bleibt relativ zum G2-Strom konstant. Es ist die lange Ansprechzeit des Strahlstabilisierers, welche die Verwendung sowohl eines Nachlade-Steuersignals als auch eines Neutralisierungssignals notwendig macht. Ein einziges Signal, welches den Bezugsspannungswert des Strahlstabilisierers änderte, würde eine kompensierende Änderung der G1-Spannung bewirken. Der Strahlstrom würde zwar ansteigen, jedoch wäre dieser Anstieg zu langsam, um die Spitzlichtstelle nachzuladen.

Die Diode 75 beseitigt das Problem der Signalabsackung beim Erscheinen von Spitzlichtern, die mit großer Stärke oder großem Tastverhältnis auftreten. Ohne vorhandene Diode 75 wurden sich die Koppelkondensatoren 77 und 78 und der Kondensator 76 sowie der Filter kondensator 80 während starker oder mit großem Tastverhältnis erscheinender Spitzlichter (etwa wenn die Kamera länger auf ein großes helles Objekt gerichtet ist) langsam aufladen. Eine Aufladung dieser Kondensatoren hat zur Folge, daß die Amplitude der Signale auf den Leitungen 30 und 31 geringer wird oder "absackt", und dies würde dazu führen, daß die Stellen, wo diese Spitzlichter erschienen sind, nur

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zum Teil wieder aufgeladen würden. Außerdem würde die Spannung auf den Leitungen 30 und 31 um ein Maß her abgedrückt, das gleich ist dem Mittelwert der auf das Spitzlicht folgenden Signalspannung. Dies würde bedeuten, daß das System auf kleine Spitzlichter, die einem großen Spitzlicht folgen, nicht mehr empfindlich genug anspricht und daß unter Umständen auch nicht mehr genug Strahlstrom zur Verfügung gestellt wird, um Bildbereiche normaler Helligkeit nachzuladen.

Die Diode 75 klemmt das von der Leitung 31 kommende Signal auf den Bezugsspannungswert des Strahlstabilisierers. Dies bewirkt eine mittlere Spannung, welche sich mit der Bezugsspannung addiert. Wesentlich hierfür ist dasjenige Maß, das zur Kompensierung des Absackens der Spannung an der G1-Elektrode 25 erforderlich ist. Die Spannung ist nicht gleich der Spannungsabsackung an der G-1-Elektrode. Sie unterscheidet sich davon um ein von der Verstärkung des Strahlstabilisierers abhängiges Maß.

Es ist wichtig zu erwähnen, daß dieser Mechanismus gleichermaßen gut bei Spitzlichtern jedes beliebigen Tastverhältnisses wirkt und daß die Ansprechempfindlichkeit des Systems auf kleine Spitzlichter, die großen Spitzlichtern folgen, bewahrt wird.

Die vorstehend beschriebene modifizierte Strahlstabilisiererschaltung wird an allen drei Bildaufnahmeröhren vorgesehen, auch wenn die Eingangs signale nur von der Grün-Bildaufnahmeröhre abgeleitet werden.

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Claims (4)

1. Pat ent anspräche

   Anordnung zum Beseitigen der Spur eines Bild-Spitzlichts in einer Pernseh-Bildaufnahmeröhre, mit einer Strahlstrom-StaMlisierungseinrichtung, die normalerweise für einen im wesentlichen konstanten Blektronenstrahlstrom in der Eöhre sorgt, und mit einer mit der Eöhre gekoppelten Signalerzeugungseinrichtung zur Bildung eines für das Spitzlicht charakteristischen Signals, dadurch gekennz eichnet , daß eine signalformende Einrichtung (36, 37, 38) vorgesehen ist, die auf das elektrische Signal anspricht, um ein Steuersignal für die Strahlstrom-Staliilisierungseinrichtung (27) zu liefern, und daß die Strahlstrom-Stabilisierungseinrichtung eine Schaltung (30, 31, 66) enthält, die auf das Steuersignal anspricht, um beim Vorhandensein des Bild-Spitzlichtes einen erhöhten Strahlstrom hervorzurufen.

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2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die signalformende Einrichtung(36, 37, 40) einen Begrenzer (36) enthält, der das elektrische Signal empfängt und ein Signal mit einer festen Amplitude abgibt, wenn das elektrische Signal eine vorbestimmte Amplitude überschreitet.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer (36) normale Amplitudenänderungen des elektrischen Signals erlaubt, wenn das elektrische Signal unterhalb der vorbestimmten Amplitude liegt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlstrom-Stabilisierungseinrichtung (27) außerdem folgendes aufweist:

   einen Bezugswertgeber (71-74-) für die Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Elektronenstrahlstroms;

   eine erste Koppeleinrichtung (30), die ein zur Beseitigung des Effekts von Spitzlichtern bereitgestelltes Steuersignal empfängt und auf die Bildaufnahmeröhre (21) ein den Strahlstrom erhöhendes Spitzlichteffekt-Beseitigungssignal koppelt;

   eine mit dem Bezugswertgeber gekoppelte und ein Steuersignal für den Strahlstrom-Stabilisierer empfangende zweite Koppeleinrichtung (31)» die immer dann, wenn die erste Koppeleinrichtung (30) wirksam ist, an den Bezugswertgeber ein Steuersignal legt, so daß der Bezugswertgeber die Erhöhung des Strahlstroms aufgrund des Spitzlichteffekt-Unterdrückungssignals zuläßt.

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