DE2063049B2

DE2063049B2 - Farbfernsehkamera

Info

Publication number: DE2063049B2
Application number: DE19702063049
Authority: DE
Inventors: Takashi; Kano Kenichi; Kawasaki Mitsuru; Ushiyama Yasuichi; Tokio Katsuta
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1969-12-27
Filing date: 1970-12-22
Publication date: 1977-11-10
Also published as: FR2073500B1; NL7017723A; JPS5012974B1; DE2063049A1; FR2073500A1; NL170689C; DE2063049C3; NL170689B; GB1341030A; US3718752A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbfernsehkamera mit hinter dem Aufnahmelinsensystem angeordneter Farbtrenneinrichtung mit zwei Farbtrennebenen und einer Einrichtung zum Erzeugen eines parallelen Hilfslichls längs einer von der Bildeinfallrichtung X-X' abweichenden Einfallseinrichtung Y- Y'.

Bekanntlich weist eine Farbfernsehkamera ein Aufnahmelinsensystem, ein optisches Farbtrennsystem sowie Aufnahmeröhren auf, wobei das von Gegenständen ausgehende Licht durch das Aufnahmelinsensystem und das optische Farbtrennsystem hindurchläuft und anschließend das Bild der Gegenstände oder Objekte auf dem Schirm von Aufnahmeröhren, die dem R-(Rot-)KanaI, G-(Grün-)Kanal und B-(Blau-)Kanal entsprechen, ausgebildet wird, um dabei in ein elektrisches Signal umgewandelt zu werden.

Im allgemeinen Gebrauch ist eine Farbfernsehkamera, bei der als Aufnahmeröhre eine Plumbikon-Röhre Verwendung findet. Diese Art Farbfernsehkamera hat verschiedene Vorteile wie einen hohen Signal/Rausch-Abstand, einen geringen Verfärbungsübergang usw. Andererseits jedoch wird das Nachleuchtbild deutlich sichtbar, wenn eine dunkle Szene aufgenommen wird, was ein unangenehmes Bild auf dem Bildschirm zur Folge hat. Das heißt, das die effektive Empfindlichkeit der Kamera nicht durch den Signal/Rausch-Abstand des Vorverstärkers, sondern durch die Nachleuchtbild-Charakteristik bestimmt ist.

In Verbindung mit dem Nachleuchtbild bei der Plumbikon-Röhre können folgende zwei Bildarten unterschieden werden: Das eine Bild ist das fotoleitfähige Nachleuchtbild aufgrund der Tatsache, daß die Leitfähigkeit der in der 1-Schicht des als fotoleitfähiger Film der Flumbikon-Röhre verwendeten PbO-Filmes durch den Lichteinfall aufgebauten Ladung von der vorhandenen Falle gestört wird. Beim anderen Bild handelt es sich um das kapazitive Nachleuchtbild, das vom Auftreffen des Ablaststrahlers herrührt, der beim mit niedriger Geschwindigkeit vor sich gehenden Abtastverfahren Verwendung findet.

Es ist bekannt, daß ein solches Nachleuchtbild durch eine Grundausleuchtung herabgemindert werden kann, indem die Auftreff-Fläche der Aufnahmeröhre gleichförmig belichtet wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:

F i g. I zeigt ein übliches Farbtrennprisma;
Fig. 2 zeigt ein Farbtrennprisma gemäß der Erfindung;

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm eine beispielsweise Transmissions-Charakteristik der dichroitischen Grün-Trennebene;

F i g. 4 zeigt im Diagramm eine beispielsweise Reflexionscharakteristik der dichroitischen Grün-Trennebene;

Fig. 5 zeigt beispielsweise die Spektralverteilung einer Farbfernsehkamera gemäß der Erfindung, wahrend

Fig. 6 schematisch eine Ausführungsform einer Farbfernsehkamera gemäß der Erfindung darstellt.

Bei einem optischen Farbtrennsystem einer Farbfernsehkamera wird ein Farbtrennprisma verwendet, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Bei diesem handelsüblichen Farbtrennprisma fäll! die Farblrennebene z-z\ weiche in Fig. 1 die Blau-Trennebene ist, mit der Ebene der

Totalreflexion zusammen, so daß der Lichteintritt in das Prisma zur Verteilung des Lichtes in den roten, blauen und grünen Kanal auf die Richtung der Hauptachse .v-.v' beschränkt ist. Es ist daher schwierig, das oben beschriebene Verfahren zum Herabmindern des Nachleuchtbilde? bei einer handelsüblichen Farbfernsehkamera mit einem Prismensystem anzuwenden, das ein in Fig. 1 gezeigtes Farbtrennprisma aufweist, dessen Farbtrennebene mit der Ebene der Totalreflexion zusammenfällt. Auch wenn man dieses Verfahren bei einem solchen Prisma anwendet, können keine zufriedenstellenden Ergebnisse erreicht werden.

Ferner ist es aus der DT-OS 15 97 218 bekannt, durch Gleichlichtzusatz das Nachleuchtbild der Plumbikonröhren zu beseitigen, wobei die Lichteingabe hinter der Farbtrenneinrichtung erfolgt, die nur eine einzige Farbtrennebene besitzt.

Eine Farbfernsehkamera der im Oberbegriff des Patentanspruches genannten Art ist aus der DT-OS 15 97 209 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Farbfernsehkamera, deren Farbtrenneinrichtung mit zwei oder drei Farbtrennebenen versehen ist, wird das Hilfslicht an der ersten Farbtrennebene total reflektiert, so daß zwischen der Bildeinfallsebene der Farbtrenneinrichtung und dem Objektiv ein Umlenkprisma vorgesehen sein muß, das das total reflektierte Hilfslicht zur ersten Farbtrennebene zurückführt. Nachteilig hieran ist, daß das Hilfslicht durch die Ebene des Umlenkprismas, das das total reflektierte Hilfslicht zur ersten Farbtrennebene reflektiert, teilweise hindurchgeht.

Deshalb wird das vom Prüfprojektor kommende Hilfslicht gedämpft bzw. abgeschwächt. Ferner wird auch das Bildlicht vom Objektiv teilweise an der betreffenden Ebene des Umlenkprismas reflektiert und daher vor dem Einfall auf die Farbtrenneinrichtung abgeschwächt.

Bei einem älteren Vorschlag gemäß der DT-PS 19 24 564 wird das parallele Hilfslicht, das längs einer von der Bildeinfallsrichtung abweichenden Einfallsrichtung in ein Prisma geführt wird, an der ersten Farbtrennebene zur zweiten Farbtrennebene hin teilweise reflektiert. Das Prisma muß hier also nicht nur die erste und die zweite Farbtrennebene sondern auch eine Fläche besitzen, durch die das Hüfslicht einfallen kann. Darüber hinaus muß dieses Prisma eine weitere

t,5 Fläche besitzen, durch die der an der zweiten Farbtrennebene reflektierte Teil des Bildlichts abgestrahlt wird. Der Bereich, der für die Hilfslicht-Einfalls fläche zur Verfugung steht, ist deshalb sehr beschränkt.

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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Farbfernsehkamera der eingangs genannten «rl mit einer verbesserten Farbtrenneinrichtung zu schaffen, bei der eine Hilfsbelichlung wie eine Grundausleuchtung bzw. eine Ausleuehtung von einem Testbild od. dgl. ohne nachteilige Einflußnahme auf die vom Objektiv herrührende Ausleuehtung angewendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelost. Da erfindungsgemäß das in das betreffende Prisma einfallende Hilfslicht innerhalb desselben Prismas zu einem Prisma mit der ersten Farbtrennebene hin total reflektiert wird, ist kein gesondertes Umlenkprisma vorhanden, das eine optische Dämpfung ergeben würde. Da ferner das an der ersten Farbtrennebene reflektierte Licht zur zweiten Farbtrennebene gerichtet ist und derjenige Teil, der an der zweiten Farbtrennebene reflektiert wird, wieder an der total reflektierenden Ebene reflektiert wird, kann eine Ebene des Hilfslicht-Einfallsprisma, also eine andere Ebene als die total reflektierende Ebene und die erste Farbtrennebene, als Einfallsfläche für das Hilfslicht verwendet werden, so das der Bereich der Hilfslicht-Einfallsfläche groß gemacht werden kann.

Gemäß Fig. 2, in der ein Farbtrennprisma einer erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt ist, umfaßt dieses Farbtrennprisma vier Prismen 1, II, III und IV An dem Übergang a-a' zwischen den Prismen I un^ Il ist eine erste Farbtrennebene wie eine dichroitische Ebene ausgebildet, die beispielsweise die Grün-Komponente separat reflektiert, während an dem Übergang c-c'zwischen den Prismen 111 und IV eine dichroitische Ebene ausgebildet ist, die die Blau-Komponente separat reflektiert. An dem Übergang b-b' zwischen den Prismen Il und III ist ein Luftspalt von beispielsweise 0,1 mm Breite vorgesehen. Der Übergang ,b-b'stellt eine totalreflektierende Fläche dar, die nach der ersten dichroitischen Ebene und unabhängig davon angeordnet ist. Die erste Farbtrennebene und die darauf folgende totalreflektierende Ebene fallen nicht miteinander zusammen.

Aus diesem Grunde weist dieses Farbtrennprisma nicht nur die erste Lichteinfallachse x-x' auf, sondern auch eine zweite Lichteinfallachse V- V.

Das von den Objekten oder Gegenständen ausgehende Licht wird in das Prisma I durch die Eintrittsebene a-a" längs der Hauptachse x-x' eingelassen, und die Grün-Komponente des Lichtes wird an der dichroitischen Ebene a-a' reflektiert. Das Restlicht läuft durch die dichroitische Ebene a-a'hindurch, und anschließend wird die Blau-Komponente an der dichroitischen Ebene c-c' reflektiert, während das übriggebliebene Licht durch die dichroitische Ebene c-c'hindurchläuft.

Die Grün-Komponente, die an der dichroitischen Ebene a-a' reflektiert wurde, wird an der Ebene a-a" total reflektiert, und läuft durch ein Grün-Filter VIl nach außen. Die Blau-Komponente, die an der dichroitischen Ebene c-c' reflektiert wurde, wird an der Ebene b-b' totaler Reflexion totalreflektiert und läuft durch ein Blau-Filter V nach außen. Das Restlicht, das die dichroitische Ebene c-c' durchlaufen hat, wird als Rot-Komponente durch das Rotfilter Vl nach außen abgegeben.

Aus der vorangegangenen Beschreibung geht hervor, daß das von den Gegenständen ausgehende Licht in dem in F i g. 2 dargestellten Prisma in drei Primärfarben (grün, blau und rot) aufgeteilt wird

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b^r> Das Licht, welches durch die liintrittsebene a-b längs der Hilfsachse V- Vm das Prisma Il einfällt, wird ander Reflexionsebene b-b' total reflektiert und anschließend an der hbene a-a' in zwei Strahlengänge unterteilt. Dabei Desteht der eine Strahlengang aus Licht, das durch das Prisma I hindurchläuft, dann an der Reflexionsebene a-a"totalreflektiert wird und anschließend als Grün-Komponente durch das Grün-Filter VII nach außen abgegeben wird. Der andere Strahlengang besteht aus dem Licht, das an der Ebene a-a'reflektiert wird und anschließend die Hauptachse x-x'entlang läuft. Das Licht, das an der Ebene a-a' reflektiert wurde, läul; längs der Hauptachse x-.v'durch die Prismen Il und III und wird an der dichroitischen Blauebene c-c'in eine Blau-Komponente und das Restlicht aufgeteilt. Die Blau-Kumpunente wird an der dichroitischen Blau-Ebene c-c'reflektiert und anschließend durch das Blaufilter V nach einer Totalreflexion an der Reflexionsebene b-b' nach außen abgegeben. Das Restlicht durchdringt die dichroitische Blauebene c-c' und wird durch das Rotfilter Vl als Rotkomponente nach außen abgegeben. Eine Zusammenstellung bezüglich der Wellenlängen der hindurchtretenden Lichtkomponente und der reflektierten Liehtkomoonente ist in den F i g. i und 4 dargestellt. In F i g. 5 sind die Charakteristiken der getrennten Lichtausgänge R, C und ßbei einem Lichteinfall aus der Richtung der Achse V- V dargestellt, wobei beispielsweise als Lichtquelle für das einfallende Licht eine solche von 3200 K Verwendung finden kann.

Somit kann neben dem Lichteinfall längs der Achse A"-X'ein weiterer Liehteinfall längs dei Achse Y- Y', der beispielsweise durch das von einem selbständigen Bild ausgehende Licht gebildet werden kann, realisiert werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kamera gezeigt ist, weist ein Gehäuse 1 ein in Fig. 2 gezeigtes Farbtrennprisma und öffnungen 11 — 15 auf.

Das vun den Objekten oder Gegenständen ausgehende Licht wird durch das Aufnahmelinsensystem 2 gesammelt und in das Prisma im Gehäuse 1 durch die öffnung 11 eingeführt, die der Ebene a-a"des Prismas gegenüberliegt. Auf diese Weise wird das Licht in der im Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebenen Weise in drei Primärfarben aufgeteilt, wobei die Grün-, Blau- und Rot-Komponente durch die öffnungen 13, 14 und jeweils nach außen abgegeben werden. Die öffnungen 13,14 und 15 liegen den Filtern VII, V und Vl des in dem Gehäuse 1 untergebrachten Prismas gegenüber.

Ein Lampengehäuse 3 für die Grundausleuchtung umfaßt eine Lampe 31, ein optisches Linsensystem mit einem Filter 321 und einer Okularöffnung 322 für die Kollimation des von der Lampe 31 ausgesandten Lichtes, sowie eine Reflexionsfläche 33 für die Richtungsänderung des Lichtes der Art, daß das die Grundausleuchtung erzeugende Licht durch die öffnung 12 längs der Hilfsachse Y- V(F i g. 2) in das Prisma einfällt.

D-is Licht der Grundausleuchtung wird in die Grün-, Blau- und Rot-Komponente in der im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Weise aufgeteilt, wobei diese Komponenten jeweils durch die öffnungen 13 — 15 nach außen abgegeben werden.

Die drei Komponenten des von den Objekten oder Gegenständen ausgehenden Lichtes und des die Grundausleuchtung bildenden Lichtes werden nicht dargestellten Aufnahmeröhren wie Piumbikon-Röhren zugeleitet, die den jeweiligen öffnungen 13—15

gegenüberliegen und in denen das auffallende Licht in der üblichen Weise in elektrische Signale umgewandelt wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das von den Gegenständen ausgehende Licht auf dem Weg zu den Aufnahmeröhren nicht geschwächt, da das die Grundaiisleuchtung bildende Licht in das Prisma längs einer von der Hauptachse unterschiedlichen Achse eingeführt wird und die Einrichtung für die Grundausleuchtung nicht zwischen den Gegenständen und den Aufnahmeröhren vorgesehen ist. Ferner kann das die Grundausleuchtung bildende Licht in Form von

parallelen Strahlen zugeführt werden, so daß sich keine Abschattierung ergibt.

Wenn ein Projektor oder eine ähnliche Einrichtung anstelle des Lampengehäuse^ verwendet wird, kann ein Testbild auf jede Aufnahmeröhre längs der Achse Y- V" projiziert werden, so daß eine Einstellung der Kamera leicht möglich ist.

Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform wird die erste Farbtrennebene verwendet, um die Grün-Komponente separat zu reflektieren. Demgegenüber kann auch die erste Farbtrennebene dazu verwendet werden, um die Rot- oder Blaukomponente separat zu reflektieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Farbfernsehkamera mit hinter dem Aufnal-"-"!insensystem angeordneter Farbtrenneinrichtu mit zwei Farbtrennebenen und einer Einrichtung /um Erzeugen eines parallelen Hilfslichtes längs einer von der Bildcinfallsrichtung X-X' abweichenden Einfallsrichtung Y-Y' dadurch gekennzeichnet, daß das in ein Prisma Il einfallende llilfslicht in diesem (Ebene b-b') zur ersten Farbtrennebene (ü-u') hin totalreflektiert und dann an der ersten Farbtrennebene (a-a'J aufgeteilt wird in einen durchgehenden Strahlengang und einen zur zweiten Farbtrennebene (c-c'j hin reflektierten Strahlengang, wobei der an der zweiten Farbtrennebene reflektierte Anteil an der total reflektierenden Ebene (b-b')novhmak reflektiert wird.