DE1289409B

DE1289409B - Fernsehkamera mit einem hinter dem Objektiv angeordneten farbenspaltenden Prismensystem

Info

Publication number: DE1289409B
Application number: DEN20398A
Authority: DE
Inventors: Lang Hendrik De; Bouwhuis Gijsbertus
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-08-02
Filing date: 1961-07-31
Publication date: 1969-02-13
Also published as: CH395182A; GB983933A; NL254460A; US3202039A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehkamera nach der Erfindung im allgemeinen auch prismamit einem hinter dem Objektiv angeordneten farben- tische Teile aufweisen, die nicht mit dichroitischen spaltenden Prismensystem mit einigen Oberflächen, Schichten versehen sind und deren Oberflächen nicht auf denen unterschiedlich gefärbte dichroitische als vollständig reflektierende Flächen dienen. Diese Schichten aufgebracht sind, und mit drei hinter dem 5 Art von Prismen hat dabei hauptsächlich eine ab-Prismensystem angeordneten Aufnahmeröhren, de- lenkende Funktion hinsichtlich des hindurchtretennen die aus dem Prismensystem austretenden gespal- den Lichtes; namentlich dienen sie dazu, die im Glas tenen Lichtbündel zugeführt werden. durch verschiedene Bündel zurückgelegten Licht-

Eine solche Kamera ist bekannt; eine dichroitische strecken optisch äquivalent zu machen. Schicht hat bekanntlich die Eigenschaft, bestimmte io Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vor Bereiche des Spektrums durchzulassen und andere wenigstens einem der lichtspaltenden Prismen mit zu reflektieren. Bei der Verwendung mehrerer ver- Luftabstand ein ausrichtendes Prisma angeordnet, schieden gefärbter dichroitischer Schichten zur Färb- Vorzugsweise ist wenigstens eines der ausrichtenden spaltung wird das Licht von zwei dieser Schichten, Prismen mit dem vorhergehenden Abspaltprisma zu die hintereinander angeordnet sind, z. B. in rotes 15 einer Einheit verbunden.

Licht, das von der ersten dichroitischen Schicht Damit wird ein besonders einfacher Aufbau des

reflektiert wird, in blaues Licht, das von der zweiten Prismensystems erreicht.

Schicht reflektiert wird, und in grünes Licht, das Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher

ohne Reflexion an diesen Schichten das Prismen- erläutert. Bei den beschriebenen Ausführungsformen system durchläuft, aufgespalten. ao ist ein Glasmaterial mit einem Brechungsindex von

Die bekannten Prismensysteme für diesen Zweck 1,5 angenommen. Selbstverständlich ist durch geringe haben häufig den Nachteil, daß sie viel Raum bean- Änderungen in der Geometrie die Verwendung von Sprüchen oder daß durch einen zu geneigten Einfall Materialien mit anderen Brechungsindizes möglich, des Lichtes auf die dichroitische Schicht unerwünschte F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Fern-

Polarisationserscheinungen auftreten. Außerdem tritt 25 sehkamera gemäß der Erfindung; dabei hat das verbei den bekannten Prismensystemen manchmal der wendete Prismensystem außer zwei Prismen, bei deNachteil auf, daß durch die dem Prisma zugrunde nen eine der Oberflächen mit einer dichroitischen liegende Geometrie die Anordnung der Aufnahme- Schicht versehen ist und die andere an Luft grenzt, röhren in technischer und baulicher Hinsicht zu noch drei weitere Prismen, die hauptsächlich eine Schwierigkeiten führt. 30 ablenkende Funktion aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Bei der geänderten Ausführungsform der Kamera

Nachteile zu beheben. nach Fig. 2 sind außer den zwei Prismen, bei denen

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in Ein- eine der Oberflächen mit einer dichroitischen Schicht fallsrichtung des eintretenden Lichtes hintereinander versehen ist und die andere an Luft grenzt, nur zwei zwei Prismen, deren hintere Seite jeweils mit einer 35 weitere Prismen mit einer ablenkenden Funktion unterschiedlich gefärbten dichroitischen Schicht ver- vorhanden.

sehen ist, so angeordnet sind, daß diese beschichteten Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist, außer

Hinterseiten und die an Luft grenzenden Vorder- zwei Prismen, von denen eine der Oberflächen mit sehen dieser Prismen mit rechtwinklig zur durch- einer dichroitischen Schicht versehen ist und die gehenden optischen Achse stehenden Ebenen einen 40 andere mit vollständig reflektierenden Eigenschaften Winkel einschließen, der zwischen 0 und 30° liegt, an Luft grenzt, nur ein einziges Prisma vorgesehen, daß hinter einer weiteren Seite jedes dieser beiden das eine ausrichtende oder ablenkende Funktion hat. Prismen eine Aufnahmeröhre für das durch dieses Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 stellt 111

Prisma abgespaltene Licht angeordnet ist und daß die Lichtaustrittsseite des Objektivs einer Fernsehim Wege des von den beiden dichroitischen Schich- 45 kamera dar. Das daraus austretende Licht ist nicht geten nicht abgespaltenen Lichtanteils eine dritte Auf- spalten und muß durch das im zentralen Teil der Figur nahmeröhre angebracht ist. gezeichnete Prismensystem in die Komponente rot,

Damit werden die Vorteile erzielt, daß die vom blau und grün gespalten werden, wobei das rote Licht Licht zu durchlaufende Glaslänge des Prismen- auf die Photokathode 112 α der Aufnahmeröhre 112, systems verhältnismäßig klein sein kann und daß 50 das blaue Licht auf die Photokathode 113 a der Aufeine günstige Anordnung der Aufnahmeröhren er- nahmeröhre 113 und das restliche grüne Licht auf reichbar ist. Insbesondere kann die Anordnung ver- die Photokathode 114 a der Aufnahmeröhre 114 gehältnismäßig gedrängt ausgebildet sein, da die voll- langt.

ständig reflektierenden Luft-Glas-Übergänge flach Die unreflektierte hier gerade durchgehende

sind. Dadurch kann dieselbe Zone eines solchen 55 optische Achse ist mit A-B-C-D bezeichnet. Refiek-Luft-GIas-Überganges sowohl als Eintrittsfläche für tierte optische Achsen sind mit den Bezugsbuchdas Licht in den betreffenden Prismateil als auch als stäben B-E-F und C-G-H bezeichnet, vollständig reflektierende Oberfläche für das durch Das, Prismensystem enthält zwei Prismen 110 und

die zu diesem Luft-Glas-Übergang gehörende dichroi- 120, deren Eintrittsflächen 110' und 120' an dünne tische Schicht reflektierte Licht dienen. Dank der 60 planparallele Räume 118 und 119 grenzen und deren Tatsache, daß die Luft-Glas-Übergänge und die di- Austrittsflächen 110" und 120" mit gegenseitig verchroitischen Schichten zur Normalen auf der un- schieden gefärbten, gestrichelt dargestellten dichroireflektierten optischen Achse nur verhältnismäßig tischen Schichten 121 und 122 versehen' sind. Die kleine Winkel einschließen, wird erreicht, daß keine Winkel p, g, r und s, die die Begrenzungsflächen 110', störenden Polarisationserscheinungen im hindurch- 65 HO", 120' und 120" zu Ebenen darstellen, die die tretenden Licht oder eine Farbenänderung über die unreflektierte optische Achse A-B-C-D senkrecht Linsenpupille und/oder über das Bildfeld auftreten. schneiden, sind alle kleiner als 30°. Wie bei Prismensystemen üblich, wird das System Zwischen dem Objektiv 111 und dem Prisma 110

ist ein Prisma 115 angeordnet, dessen Eintrittsfläche 115' senkrecht zur unreflektierten optischen Achse A-B-C-D steht und dessen Austrittsfläche 115" die andere Begrenzung des obenerwähnten schmalen planparallelen Raumes 118 bildet. Weiter ist zwisehen der Austrittsseite 110" des Prismas 110 und dem Prisma 120 ein zweites ausrichtendes Prisma 116 angeordnet, das über die Begrenzungsfläche 110" mit dem Prisma 110 durch Kitten zu einem Gebilde vereinigt ist. Die erstere dichroitische Schicht 121 kann vor dem Zusammenkitten der Glaskörper 110 und 116 sowohl auf dem einen als auch auf dem anderen Prisma vorhanden sein. Zwischen der Austrittsfläche des Prismas 116 und der Eintrittsfläche des Prismas 120 befindet sich der obenerwähnte schmale planparallele Raum 119.

An der Austrittsfläche 120" des Prismas 120 ist ein drittes ausrichtendes Prisma 117 durch Kitten befestigt.

An den Austrittsflächen 110"' des Prismas 110, an ao der Austrittsfläche 120'" des Prismas 120 und an der Austrittsfläche 117'" des Prismas 117 sind ein rotes, blaues bzw. grünes Filter, die mit 123, 124 und 125 bezeichnet sind, durch Kitten befestigt. Der Zweck dieser Filter ist, die durch die dichroitischen Schich- as ten 121 und 122 gelieferte Farbselektion noch weiter zu vervollständigen. Es ist dafür gesorgt, daß die Lichtstrecken im Prismensystem gemäß der Achsen A-B-C-D, A-B-E-F und A-B-C-G-H alle optisch äquivalent sind.

Durch das dichroitische Filter 121 wird rotes Licht absorbiert, grünes und blaues Licht dagegen durchgelassen. Das dichroitische Filter 122 reflektiert blaues Licht und läßt das restliche Licht durch. Dies bedeutet, daß das aus dem Objektiv 111 austretende Licht, was seinen roten Spektrumteil anbetrifft, das Prismensystem aus der Austrittsfläche 110'" verläßt. Der blaue Spektrumteil verläßt das Prismensystem über die Austrittsfläche 120'". Der grüne Spektrumteil tritt über die Austrittsfläche 117"' aus dem Prismensystem.

Die im Prismensystem auftretenden Strahlengänge können an Hand der gezeigten Lichtstrahlen A und B verfolgt werden. Die ungespaltenen Lichtstrahlen, die mit a₀ und b₀ bezeichnet sind, gelangen nach Brechung im Prisma 115, durch den Raum 118 und Brechung im Prisma 110 auf die dichroitische Schicht 121. Der rote Teil dieser Lichtstrahlen wird von dieser Schicht 121 reflektiert und gelangt wieder auf die Eintrittsfläche 110' des Prismas 110, namentlich 5<> auch auf der gleichen Zone dieser Prismaoberfläche, durch die das einfallende Licht unbehindert passiert ist. Das von der dichroitischen Schicht reflektierte rote Licht a_r und b_T wird jetzt durch die geeignete Wahl des Winkels zwischen den Begrenzungsflächen 110" und 110' vollständig von dem Luft-Glas-Übergang 110 reflektiert und darauf zur Austrittsfläche 110'" gerichtet. Nachdem diese roten Komponenten durch das Filter 123 hindurchgetreten sind, verlassen sie das Prismensystem und erreichen die Photokathode 112 a der Aufnahmeröhre 112.

Diejenigen Teile der Lichtstrahlen α und b, die den blauen und grünen Septrumteil enthalten, sind unbehindert durch die dichroitische Schicht 121 hindurchgetreten (a_t und O₁) und gelangen nach Durchgang durch den dünnen Raum 119 in das Prisma 120, wo sie die dichroitische Schicht 122 erreichen. Diese dichroitische Schicht 122 hat eine derartige Zusammensetzung, daß blaue Farbkomponenten reflektiert werden und das restliche Licht durchgelassen wird. Dies ist in F i g. 1, was den reflektierten Teil anbetrifft, mit den Lichtstrahlen a_b und b_b bezeichnet. Diese Lichtstrahlen werden zur vollständig reflektierenden Oberfläche 120' des Prismas 120 reflektiert und gelangen dabei auch auf den gleichen Teil dieser Oberfläche, durch den das einfallende Licht unbehindert in das Prisma hineingekommen ist. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß Lichtstrahlen a_b und b_b durch diese Oberfläche 120' zur Austrittsfläche 120'" des Prismas 120 gerichtet werden und nach Durchlaufen des Filters 124 die Photokathode 113 a der Aufnahmeröhre 113 erreichen.

Diejenigen Teile der Lichtstrahlen α und b, die unbehindert durch die dichroitische Schicht 122 hindurchtreten und also nur die grünen Farbkomponenten der Lichtstrahlen a₀ und b₀ {a_t bzw. Z)₁) aufweisen, welche Farbkomponenten mit a_g und b_g bezeichnet sind, gelangen in das Prisma 117 und erreichen nach dem Passieren des Filters 125 die Photokathode 114 a der Aufnahmeröhre 114.

Die gedrängte Bauart des Prismas ist besonders eine Folge der Tatsache, daß die gleichen Zonen der Eintrittsflächen 110' und 120' der Prismen 110 und 120 für das einfallende Licht und für das vollständige Reflektieren des von den dichroitischen Schichten stammenden Lichtes verwendet werden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Prismen mit einigen seitlichen Nuten versehen, die derart angeordnet sind, daß falsche Reflexionen im Prismensystem verhütet werden.

Es wird einleuchten, daß eines oder mehrere der gezeichneten Prismen erwünschtenfalls aus mehreren Glasteilen aufgebaut sein können. In diesem Fall sind die betreffenden Teile dann aneinandergekittet.

Weiter besteht die Möglichkeit, den Teil des Prismensystems, der rechts von der mit gestrichelten Linien dargestellten Ebene I-I liegt, um die unreflektierte optische Achse A -B-C-D zu drehen, in welchem Fall also ein Teil des Prismensystems über der Zeichenebene liegt. Dabei sind also die Lagewinkel der unreflektierten optischen Achse mit den Begrenzungsflächen des Prismensystems, die rechts von der Ebene I-I liegen, hinsichtlich der in F i g. 1 gezeigten Anordnung gedreht. Eine solche Drehung kann vorteilhaft sein mit Rücksicht auf die Anordnung der Aufnahmeröhren in einem vorgeschriebenen Raum.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich darin von derjenigen nach Fig. 1, daß darin zwischen dem Objektiv 211 der Fernsehkamera einerseits und der Photokathode 212 a der Aufnahmeröhre 212, der Photokathode 213 α der Aufnahmeröhre 213 und der Photokathode 214 a der Aufnahmeröhre 214 andererseits, nur vier Prismen vorhanden sind. Dabei sind die Prismen 210 und 220 an ihren Austrittsflächen 210" und 220" mit den rot und blau reflektierenden gestrichelt dargestellten dichroitischen Schichten 221 und 222 versehen. Die Eintrittsflächen 210' und 220' bilden für das durch die zugehörigen dichroitischen Schichten reflektierte Licht vollständig reflektierende Flächen und grenzen an Luft. Da die Eintrittsfläche 210' des Prismas 210 senkrecht zur unreflektierten optischen Achse A-B-C-D steht, ist in diesem Fall kein Vorsatzprisma erforderlich. Die Eintrittsfläche 220' des Prismas 220 grenzt an einen schmalen planparallelen Raum 219, der sich zwischen dieser Eintrittsfläche

und der Austrittsfläche des Prismas 216 befindet. Das Prisma 216 ist mit dem Prisma 210 durch Kitten zu einem Gebilde vereinigt. Auf ähnliche Weise ist das Prisma 217 an der Austrittsfläche 220" des Prismas 220 befestigt.

Weiter sind die Winkel q, r und s, die die Austrittsfläche 210" des Prismas 210 und die Eintrittsbzw. Austrittsfläche 220' bzw. 220" des Prismas 220 mit dieser unreflektierten optischen Achse einschließen, kleiner als 30°.

Auf ähnliche Weise wie in F i g. 1 verlaufen die Lichtstrahlen α und b im Prismensystem. Der Durchgang im Prismensystem kann an Hand der Bemerkungen und der gezeichneten Pfeile ohne weiteres verfolgt werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist noch weiter vereinfacht; in dieser Ausführungsform kommen insgesamt nur drei Prismen vor. Das Prismensystem liegt auch in diesem Fall zwischen dem Objektiv 311 der Fernsehkamera und den Bildröh- ao ren 312, 313 und 314 auf der Photokathode, wohin das in die Farben Rot, Blau und Grün gespaltene Licht gelangt.

Die Prismen 310 und 320 grenzen mit ihren Eintrittsflächen 310' und 320' an Luft. Beim Prisma 310 steht die Eintrittsfläche 310' senkrecht zur unreflektierten optischen Achse A-B-C-D. Die Eintrittsfläche 320' des Prismas 320 ist durch einen schmalen planparallelen Zwischenraum 319 von der Austrittsfläche 310" des Prismas 310 getrennt. Diese Austrittsfläche 310" ist zugleich Träger der gestrichelt dargestellten dichroitischen Schicht 321, die rotes Licht reflektiert und blaues und grünes Licht durchläßt. Die Austrittsfläche 320" des Prismas 320 ist mit einer gestrichelt dargestellten dichroitischen Schicht 322 versehen, die blaues Licht reflektiert und das restliche Licht durchläßt. An der Austrittsseite 320" des Prismas 320 ist die Eintrittsfläche des Prismas 317 durch Kitten befestigt. Die Austrittsfläche 320" schließt einen Winkel q, die dazu im wesentlichen parallele Eintrittsfläche 320' des Prismas 320 einen Winkel r mit einer Ebene senkrecht zur reflektierten optischen Achse ein. Schließlich stellt s den Winkel dar, den die Austrittsfläche 320" des Prismas 320 mit einer solchen Ebene bildet. Die Winkel q, r und s sind alle kleiner als 30°.

In F i g. 3 sind die Lichtstrahlengänge α und b auf ähnliche Weise wie in den F i g. 1 und 2 und mit den gleichen Bezeichnungen dargestellt.

Aus Fi g. 3 geht hervor, daß man auf die erwähnte Weise zu einem äußerst gedrängten Prismensystem gelangt.

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsehkamera mit einem hinter dem Objektiv angeordneten farbenspaltenden Prismensystem mit einigen Oberflächen, auf denen unterschiedlich gefärbte dichroitische Schichten aufgebracht sind, und mit drei hinter dem Prismensystem angeordneten Aufnahmeröhren, denen die aus dem Prismensystem austretenden gespaltenen Lichtbündel zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in Einfallsrichtung des eintretenden Lichtes hintereinander zwei Prismen, deren hintere Seite jeweils mit einer unterschiedlich gefärbten dichroitischen Schicht versehen ist, so angeordnet sind, daß diese beschichteten Hinterseiten und die an Luft grenzenden Vorderseiten dieser Prismen mit rechtwinklig zur durchgehenden optischen Achse stehenden Ebenen einen Winkel einschließen, der zwischen 0 und 30° liegt, daß hinter einer weiteren Seite jedes dieser beiden Prismen eine Aufnahmeröhre für das durch dieses Prisma abgespaltene Licht angeordnet ist und daß im Wege des von den beiden dichroitischen Schichten nicht abgespaltenen Lichtanteils eine dritte Aufnahmeröhre angebracht ist.

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor wenigstens einem der lichtspaltenden Prismen mit Luftabstand ein ausrichtendes Prisma angeordnet ist.

3. Fernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der ausrichtenden Prismen mit dem vorhergehenden Abspaltprisma zu einer Einheit verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen