DE2703836A1 - Fernseh-bildaufnahmevorrichtung - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München η VPA 77 P 5008 BRD

Fernseh-Bildaufnahmevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Fernseh-Bildaufnahmevorrichtung mit einer Fernsehkamera, die eine Fernsehaufnahmeröhre vom Vidikontyp enthält, welche eine Signalplatte mit photoempfindlicher Schicht und eine freie Oberfläche dieser Schicht besitzt, mit Vorrichtungen zur Erzeugung eines Elektronenstrahls sowie zum Ablenken und Fokussieren des Elektronenstrahls auf die Signalplatte, mit Mitteln zum Einstellen des Kathodenpotentials der Fernsehaufnahmeröhre und mit einer Einrichtung zum Verarbeiten des von der Signalplat^s abgegriffenen Videosignals.

Es sind Fernseh-Bildaufnahmevorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen das Kathodenpotential und das Potential am Gitter 1 der Fernsehaufnahmeröhre konstant sind. Bei solchen Fernseh-Bildaufnahmevorrichtungen tritt bei der Übertragung von Bildern mit grosser Dynamik, beispielsweise von Röntgenaufnahmen, die Schwierig-, keit auf, daß dann, wenn die Potentiale so eingestellt werden, daß die hellen Stellen noch einwandfrei übertragen werden, der Kontrast der dunklen Bildstellen stark reduziert ist. Dieses Problem tritt beispielsweise bei der Übertragung einer Thorax-Aufnahme auf, die im allgemeinen sehr helle Lungenfelder aufweist, Die Übertragung der hellen Bildstellen kann zwar z.B. bei einem Antimontrisulfid-Vidikon durch Reduzierung des Kathodenpotentials und des Potentials am Gitter 1 oder durch Abblendung mit einer Objektivblende sichergestellt werden; dadurch sinkt aber - wie erwähnt - der Kontrast der dunklen Bildbereiche in unerwünschter Weise.

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Tp 5 Ler / 14.1.1977

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Auch bei der Fernseh-Röntgendurchleuchtung, Tor allem beim chirurgischen Fernsehen, besteht der Wunsch, einen größeren Dynamik-Bereich der Fernsehaufnahmeröhre zu haben. Es wird nämlich bei den bekannten Fernseh-Bildaufnähmevorrichtungen im allgemei— nen die Aussteuerung der Röntgenfernsehanlage bei der Durchleuchtung relativ niedrig eingestellt, um objektabhängige Signalspitzen noch gut übertragen zu können. Auch dadurch ist aber der Kontrast der dunklen Bildbereiche stark herabgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fernseh-Bildaufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der bei hoher Dynamik der Fernsehaufnahmeröhre der Kontrast dunkler Bildbereiche optimal wiedergegeben wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Signalplatte der Fernsehaufnahmeröhre ein Speicher und ein Ortsfrequenztiefpaß angeschlossen sind, und daß der Ausgang dieser Schaltungsanordnung mit Mitteln zum Einstellen des Kathodenpotentials der Fernsehaufnahmeröhre verbunden ist, so daß das Kathodenpotsntial und das Potential am Gitter 1 um so positiver sind, je heller die dem jeweiligen Ausgangssignal der Schaltungsanordnung entsprechende Bildstelle ist. Bei der erfindungsgemässen Fernseh-Bildaufnahmevorrichtung werden helle Bildstellen schon bei der Umwandlung in elektrische Signale in der Fernsehaufnahmeröhre abgeschwächt übertragen. Da das das Kathodenpotential und das Potential am Gitter 1 der Fernsehaufnahmeröhre bestimmende Korrektursignal aus der Mittelwertbildung benachbarter Bildpunkte mit Hilfe des Ortsfrequenztiefpasses gewonnen wird, ist mit der Verbesserung der Wiedergabe der Kontraste dunkler Bildstellen bei hohem Dynamikbereich ein Grobkontrastaus— gleich verbunden, d.h. es werden die großflächigen Bildkontraste abgeschwächt, während die feinen Bilddetails besonders kontrastreich wiedergegeben werden, was in der Röntgentechnik erwünscht ist. Weil das modulierende Korrektursignal für das Kathodenpotential und das Potential am Gitter 1 von einem Zwischenspeicher stammt und eine Mittelwertbildung zwischen den Informationen benachbarter Bildpunkte, d.h. die Bildung eines unscharfen Bildes erfolgt, werden Kantenstöreffekte vermieden.Die Dynamik-Erhöhung nach dem geschilderten Prinzip ist bei Fernseh-Aufnahmeröhren

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mit Signalstrom-Signalspannungs-Abhängigkeit, z.B. beim Antimontrisulfid-Vidikon anwendbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Antimontrisulfid-Vidikon 1 dargestellt, das eine von einer Photohalbleiterschicht 2 überzogene Signalplatte 3 und eine freie Oberfläche 4 der Photohalbleiterschicht 2 aufweist. Von einer Kathode 5 wird ein Elektronenstrahl emittiert, welcher durch geeignete Potentiale an Gittern 6 und 7 geformt wird. Er trifftauf der freien Oberfläche 4 auf. Die Kathode 5 ist über einen Kathodenwiderstand 8 mit Masse verbunden, während das Gitter 6, das im üblichen Sprachgebrauch Gitter 1 genannt wird, über einen hochphmigen Widerstand 6a an einem negativen Potenzial UG 1 liegt und über einen Koppelkondensator 6b mit der Kathode 5 verbunden ist. Zwischen der Kathode 5 und der Signalplatte 3 liegt eine Gleichspannungsquelle 9, mit der die Signalplatte 3 über einen Widerstand 10 verbunden ist. Das zu übertragende optische Bild wird auf der Signalplatte 6 abgebildet. Durch eine nicht dargestellte Ablenkvorrichtung für den Elektronenstrahl wird dieser zeilenweise über die freie Oberfläche 4 bewegt und bewirkt dabei Umladungen, die als Signalstrom am Plattenanschluß zur Verfügung stehen. Eine dem Signalstrom entsprechende Spannung ist am Punkt 11 abgegriffen und steht dort zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Zwischen der Signalplatte 3 und der Kathode 5 liegt eine Schal- - tungsanordnung, die aus einem Koppelkondensator 12, einem Verstärker 13, einem Ortsfrequenztiefpaß 14, einem Speicher 15, einer Schwellwertschaltung 16 und einem weiteren Verstärker 17 besteht. Der Ortsfrequenztiefpaß 14 bildet die Mittelwerte der Signale benachbarter Bildpunkte.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel dient zur Übertragung statischer Bilder, z.B. von Röntgenbildern. Das erste

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Fernsehhalbbild wird nach Verarbeitung im Ortsfrequenztiefpaß 14 als unscharfes Bild im Speicher 15 eingespeichert und danach der Speicher 15 synchron mit der Bewegung des Strahls der Bildaufnahmeröhre 1 abgefragt. Demgemäß liegt am Ausgang des Speichers 15 ein einem unscharfen Bild entsprechendes, synchron dem Signal an der Stelle 11 verlaufendes Videosignal. Die Schwellwertschaltung 16 läßt Anteile dieses Videosignals, die vorbestimmte Werte überschreiten und daher Bildstellen entsprechen, die eine vorbestimmte Helligkeit überschreiten, hindurch. Durch das Ausgangssignal der Schwellwertstufe 16 wird somit über den Verstärker 17 das Kathodenpotential der Fernsehaufnahmeröhre 1, die ein Antimontrisulfid-Vidikon ist, und über den Koppelkondensator 6b auch das Potential am Gitter 6 moduliert. Diese Potentiale werden positiver, wenn der Verstärker 17 ein Ausgangssignal liefert, und zwar um so positiver, je heller die abgetastete Bildstelle ist. Der Elektronenstrahl der Bildaufnahmeröhre 1 lädt daher die freie Oberfläche 4 in diesem Fall auf ein positiveres Kathodenpotential um. Bei gleichem Helligkeitssprung ist somit bei großer Spitzenhelligkeit die auftretende Potentialdifferenz kleiner als bei niedriger Spitzenhelligkeit. Diese kleinere Potentialdifferenz entspricht einer geringeren Signalplattenspannung, die bei einem Antimontrisulfid-Vidikon bei gleicher Beleuchtungsstärke einen entsprechend kleineren Signalstrom bedingt.

Die Erfindung eignet sich auch zur Übertragung von nichtstatischen Bildern, z.B. für die Röntgendurchleuchtung. In diesem Fall muß dafür gesorgt werden, daß der Speicher 15 nach der Abtastung eines Halbbildes gelöscht und das nächste Halbbild in ihm unscharf neu eingeschrieben wird. Die Schaltungsanordnung 14, 15 kann sowohl in Analog- als auch in Digitaltechnik ausgeführt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel liegt ein Ortsfrequenztiefpaß 14 vor dem Speicher 15. Im Rahmen der Erfindung kann aber der Speicher 15 auch unmittelbar am Ausgang des Verstärkers 13 und der Ortsfrequenztiefpaß zwischen dem Speicher 15 und dem Schwellwertglied 16 angeordnet werden. In diesem Fall erfolgt die Mittelwertbildung zwischen den Signalen benachbarter Bildpunkte nach der Einspeicherung eines unbearbeiteten Fernsehhalbbildes.

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Die Potentialänderungen an der Kathode 5 und am Gitter 6 können in linearer oder nichtlinearer Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Schv/ellwertschaltung erfolgen.

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Claims (3)

1. - ff - 11 P 5008 BRD

   Patentansprüche

   Ferns eh-Bildauf nähme vorrichtung mit einer Fernsehkamera, die eine Fernsehaufnahmeröhre vom Vidikontyp enthält, welche eine Signalplatte mit photoempfindlicher Schicht und eine freie Oberfläche dieser Schicht besitzt, mit Vorrichtungen zur Erzeugung eines Elektronenstrahls sowie zum Ablenken und Fokussieren des Elektronenstrahls auf die Signalplatte, mit Mitteln zum Einstellen des Kathodenpotentials der Fernsehaufnahmeröhre und mit einer Einrichtung zum Verarbeiten des von der Signalplatte abgegriffenen Videosignals, dadurch gekennzeichnet, daß an der Signalplatte (3) ein Speicher (15) und ein Ortsfrequenztiefpaß (14) angeschlossen ist, und. daß der Ausgang dieser Schaltungsanordnung (14, 15) mit den Mitteln (17) zum Einstellen des Kathodenpotentials und des Potentials am Gitter 1 (6) der Fernsehaufnahmeröhre (1) verbunden ist, so daß diese Potentiale um so positiver sind, je heller die dem jeweiligen Ausgangssignal der Schaltungsanordnung (14, 15) entsprechende Bildstelle ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dec Ausgang der Schaltungsanordnung (14, 15) und den Mitteln (17) zum Einstellen des Kathodenpotantials eine Schwellwertschaltung (16) liegt, die nur Signalanteile von Bildstellen überträgt, welche eine vorbestimmte Helligkeit überschreiten.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ortsfrequenztiefpaß (14) vor dem Speicher (15) eingeschaltet ist.

   809831/0301 ORIGINAL INSPECTED