DE2118565B2

DE2118565B2 - Linsensystem fuer eine farbcodierkanera

Info

Publication number: DE2118565B2
Application number: DE19712118565
Authority: DE
Inventors: Albert Palo Alto Calif. Macovski (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-04-17
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1973-07-26
Also published as: DE2118565A1; FR2086146B1; GB1363701A; CA937090A; DE2118565C3; JPS529094B1; FR2086146A1; US3641255A; GB1363702A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Linsensystem für eine tronenstrahls liegen. Wenn die Bildzerlegung oder Ab-Farbcodierkamera mit einem lichtempfindlichen Me- tastung der lichtempfindlichen Elektrode einer soicnen dium auf das durch ein Objektiv ein Objekt projiziert Kameraröhre mit der von der Federal wramumuwird mit einem Farbcodierfilter, ,ias zwei aus ersten tions Commission der USA genormten ι requen^ l. bzw. zweiten farbigen lichtdurchlässigen Streifen ge- 5 folgt, wird am Ausgang der Kameraröhre einejp-ivir^. bildete Gitter aufweist, die jeweils eine relativ grobe Trägerschwingung erzeugt, die durcli aas οκvf * Teilung haben und im Strahlenweg zwischen dem Blau repräsentierende Signal amplitudenmoduiieri Objektiv und dem lichtempfindlichen Medium ange- wird, sowie eine durch das »rote« Signal «npnnw«- ordnet sind, und mit einer Abbildungseinrichtung, modulierte 5,0-MHz-Trägerschwingung. Die Leucntwelclfe,· das vom Objekt kommende Licht auf dem io dichte- oder Helligkeitsinformation wird durch ods Medium, getrennt in Komponenten zweier Spektralbe- Ausgangssignal dei Kamerarohre rep^entieri reiche abbildet, die durch die lichtdurchlässigen Strei- ches aus der vom Codierfilter zur hchtempfindhchen fen des ersten bzw. des zweiten Gitters des Filters Elektrode der Kameraröhre durchgelassenen mittleren codiert sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Lichtmenge gewonnen wird. Aus dem am ^A£sg«ing wechselwirkungsfreies Schattierungssystem zum Ab- 15 Kameraröhre erzeugten zusammengesetztenbignai bilden der Streifen eines Farbcodierfilters auf einem den getrennte Leuchtdichtesignale (Y) una roie ui lichtempfindlichen Medium. blaue Farbdifferenzsignale (R- Y) bzw. {B— r) em-

Es ist bekannt, daß man mit ein~m im Strahlengang wickelt. . _F ,_

einer Kamera angeordneten Farbcodierfilter das von Das Licht eines Objektes wird z. B. von einenι tare

einem Objekt kömmende Licht in seine Grundfarben 20 codierfilter, wie es in der obenerwähnten UbA_-raieni /erlegen und dadurch codieren kann. Dieses codierte schrift 3 378 633 beschrieben ist, gefiltert und fallt dann Shf Kann dann auf einem Schwarzweißfilm aufge- auf die lichtempfindliche HAj^Jf^ zeichnet und später für die farbige Wiedergabe des der Kamera, bei der es sich beispielsweise «"«·£ Objektes decodiert werden, oder es kann auf der licht- Vidikon-Röhre handeln kann "^^^st wün Sensempfindlichen Elektrode der Aufnahmeröhre einer *5 Frontplatte der Rohre gelangt ist. ^s «t junsenens Schwarzweiß-Fernsehkamera abgebildet werden, wo- wert, daß das Farbcod.erstre J™^ *^υ'^α*^Γ J™_t durch Farbinformations-Videosignale erzeugt werden. empfindlichen Elektrode "harf f geb^£Ä die decod.ert und zur Wiedergabe des Farbbildes des jedes der codierten Farbsignale maximal moduliert Objektes in einem Fernsehempfänger verwendet wer- wird. Im Falle des Gitters mit zyanfarbigen und trans don können 3<> parenten Streifen des erwähnten bekannten Codier-

Das Farbcodierfilter kann ein erstes Gitter (in Form filters ist es beispielsweise wünschenswertt^daß das von eines Streifenrasters) aus parallelen, abwechselnd trans- den transparenten Strafen ^^Jg^^^S parenten und farbigen Streifen einer ersten Farbe so- auf die hinter den Zyamtreifen legenden Bereiche^oer Se em ihm überlagertes zweites Gitter mit parallelen, lichtempfindlichen Elektrode fallt darmt die a«^ Au abwechselnd transparenten und farbigen Streifen einer 35 gang der Bildauf na hmerohre de r Kamera durch α e leiten Farbe aufweisen. Für die farb.gen Streifen kön- Elektronenstrahlabtastung der EMctrode erzeugte nen beispielsweise Grundfarben, wie Rot und Blau, Trägerschwingung nur dad urch ^"l.ert wrd. oaL oder auch subtraktive Farben, wie Zyan und Gelb ge- vom Motiv rotes Licht ^kommJ ^" ⁸J,£™f^. wählt werden. Letztere haben insofern einen besseren Filtergitter werden auf der lichtempfindlichen tiek Wirkungsgrad, ah die Gesamtlichtdurchlässigkeit 4° trode dann scharf abgebildet, wenn die. besser ist und die gesamte Filterfläche sowohl für die streifen durchdringenden Lichtstrahlen Farbcodierung als auch zum Erzeugen von Leucht- den, d^ h. dichte- oder Helligkeitssignalen benutzt werden

S Fnrbcodierfilter, dessen Streifen substraktive 45 Blende 22 oder 32, werde^«J^ Öffnung geFarben haben, eignet sich ein Filter, wie es in der langenden Liehstrahlen P«k»sch ^¹»^" ^u™_h° USA.-Patentschrift 3 378 633 beschrieben ist. Ein sol- Cod.erfilterstreifen ^Kh^ *^uf.^d"J^Ä"3 ches Filter besitzt ein erstes Gitter aus abwechselnd Elektrodeϊ der Kamerarohre^ ^¹^ JS^₁"' zyanfarbigen und transparenten Streifen sowie ein jedoch die Blendenöffnung desJ^JgS«««JJ zweites Gitter aus abwechselnd gelben und transparen- ₅o vergrößert werden ^^.f.« !'^Α^^_Effekte ten Streifen. Die beiden Gitter sind einander derart trode ausreichend feuchtet wird ode^-andere^htte überlagert, daß die Streifen des einen Gitters mit den- erre.cht werden. Bei F^JK"^? werden jenigendes weiten Gitters einen Winkel von ungefähr Kameraobjektivs · ^^ ^^^werden 45° bilden. Bei dem aus der genannten Patentschrift aber *e dureh das Olqektiv gelangnden Licn bekannten Filter haben die Streifen beider Gitter 55 nicht kolhmlert. d. h.. sie ve laufen J«nt parkte praktisch die gleiche Breite und eine Liniendichte von daß die F.lterstre.fen n-cht scharf auf der gektroa ungefähr 200 (jeweils aus einem farbigen und einem gebildet werden und die Modulation dei tarbcoa.e.ie transparenten Streifen bestehenden) Streifenpaaren Signale ^sclJ^le^^te _t^^w _n'^rJ_{ersucht die} codierfilterstrcifei pro Zentimeter, die beispielsweise auf einer etwa Früher hatte man ve«ucht dM L₀ ^a^^e™ _d 1,3 om breiten lichtempfindlichen Elektrode der Bild- 60 dadurch auf der ^J^P^^,,^"™_t„_hi_n aufnahmeröhre einer Fernsehkamera abgebildet wer- Kamerarohre abzubilden daß man in dg1 M«n den. Die zyanfarbigen und transparenten Streifen des gang zwischen ^dem.f f^""^ί dner so chen An ersten Gitters sind beispielsweise vertikal angeordnet, sogenannte ^^ais1^l"f^_e^ρ' bcodTerfilter ab d. h. senkrecht zur Richtung, in der die Elektrode von Ordnung ^w^" O^*™^SS J

g£ ä^r^=SsS^^^inse zun

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Fokussieren der Farbcodierfilterstreifen auf der licht- schwieriger und kostspieliger herzustellen als die übempfindlichen Elektrode der Kameraröhre muß also liehen Zylinderlinsenanordnungen,
das Codierfilter notwendigerweise in einer Bildebene Wenn mehrere Sätze von Farbcodierfilterstreifen liegen. Dies hat den Nachteil, daß Staubkörner auf dem verwendet werden, die in einem anderen Winkel als Filter oder irgendein Fehler des Filters auf der Elek- 5 90° zueinander angeordnet sind, findet eine Wechseltrode scharf abgebildet und in dem von den Ausgangs- wirkung zwischen den Zylinderlinsengliedern eines der Signalen der Kamera erzeugten Bild erscheinen wurden, Filterstreifensätze mit denjenigen anderer Sätze statt, was gewöhnlich nicht erwünscht ist. Eine Relaislinse wodurch sie ihr Scharfabbildungsvermögen gegenerhöht außerdem die Kosten, die Größe und das Ge- seitig beeinträchtigen. Dies hat zur Folge, daß das auf wicht des optischen Systems der Kamera. io der lichtempfindlichen Elektrode der Kameraröhre

Aus der USA.-Patentschrift 2 733 291 ist auch schon gebildete Bild des Farbcodierfilters eine schlechte Aufein System mit einem Gitter bekannt, das Streifen lösung und geringe Modulation aufweist,
aus Primärfarben und einen gesonderten transparenten Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, Bereich zum Durchlassen von die Leuchtdichte reprä- ein Abbildungssystem für eine Farbcodierkamera ansentierendem Licht aufweist. Dieses Schattierungsgitter 15 zugeben, das einen hohen Lichtwirkungsgrad besitzt befindet sich im Strahlengang vor (d. h. zwischen dem und die Bildung eines Codierfiltermusters mit hoher Objekt und) einem Farbcodierfiher, das Streifen aus Auflösung auf einem lichtempfindlichen Medium mitsubtraktiven Primärfarben hat. Die Verwendung eines tels einer wechselwirkungsfreien Linsenanordnung solchen Schattierungsgitters erlaubt die Codierungeiner ohne die Verwendung von Relaislinsen ermöglicht, gegebenen Primärfarbe über nur einen Teil der Ge- 20 Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Ansamtfilterfläche, was einen geringeren Wirkungsgrad spruch 1 gekennzeichnete Abbildungseinrichtung,
der Lichtdurchlässigkeit zur Folge hat, und durch den Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gesonderten transparenten Bereich des Schattierungs- ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
gitters kann das das Leuchtdichtesignal repräsenlie- F i g. 1 in schematischer Form eine Draufsicht auf rende Licht über das gesamte Codierfilter erscheinen, 25 die optischen Teile eines Farbcodierkamerasystems mit so daß die Modulation der gesonderten Primärfarb- einer Abbildungseinrichtung gemäß der Erfindung, signale herabgesetzt wird. Außerdem muß die Streifen- F i g. 2 ein typisches Farbcodierstreifenfilter, das dichte des Farbcodierfilters genügend groß sein, um das für das System gemäß F i g. 1 verwendet werden kann, vom Objekt kommende Licht in eine minimale Anzahl F i g. 3 eine vertikale Zylinderlinsenanordnung zum von Elementen aufzulösen. 30 Abbilden der vertikalen Farbcodierstreifen des Filters

Eine Anordnung, die ohne eine Relaislinse auskommt gemäß F i g. 2,

und einen relativ hohen Lichtwirkungsgrad besitzt, F i g. 4 eine winkelig liegende Zylinderhnsenanord-

wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung nung zum Abbilden der winkeligen Farbcodierstreifen

P 2006 473.7 vorgeschlagen. Hierbei werden grobe und des Filters gemäß F i g. 2.

feine Farbcodierfilter und ein feinphasiges oder Schwär- 35 F i g. 5 eine Darstellung zur Erläuterung, wie das zungsgitter in einer Schattierungsanordnung verwendet, eine Farbcodiergitter des Filters gemäß F i g. 2, die um ein Farbcodiermuster auf der lichtempfindlichen entsprechende Zylinderlinsenanordnung gemäß F i g. 3 Elektrode einer Kameraröhre zu bilden. Bei einer oder F i g. 4 und die lichtempfindliche Elektrode der solchen Anordnung wirken die Streifen des groben Kameraröhre gemäß F i g. !relativ zueinander so ange-Farbcodierfilters praktisch als Linsenöffnung, die den 40 ordnet sind, daß das Filtergitter auf der Elektrode abWinkel der hindurchgelangenden Lichtstrahlen so be- gebildet wird, und

grenzen, daß das feine Gitter schattenartig auf der licht- F i g. 6 eine graphische D^rc'ellung des Zusammen-

emnfindlichen Röhrenelektrode abgebildet werden hangs zwischen den beiden Zylindeniüscnanordnungen

kann. Wenn das feine Gitter vom Schwärzungstyp ist, gemäß t 1 g. 3 und 4 und der optischen Koppelciurich-

ergibt sich ein gewisser Verlust des Lichtwirkungs- 45 tung. durch welche sie entsprechend F i g. 1 getrennt

grades, weil durch seine opaken Streifen kein Licht sind.

hindurchgelassen wird. Auch wenn das feine Gitter ein Bei dem in F i g. 1 dargestellten System gelangen

Farbcodiergitter ist, wird durch seine gefärbten Streifen typische Lichtstrahlen 11, die von einem Objekt 12

etwas Licht absorbiert, wodurch der Wirkungsgrad der kommen, in der nachfolgend genannte Reihenfolge

Lichtdurchlässigkeit der Schattierungsanordnung ver- 50 durch ein Kameraobjektiv 13, ein Farbcodierstreifen-

schlechtert wird. filter 14. eine Lentikulai-Abbildungseinrichtung 15 und

Eine andere Anordnung, die ebenfalls keine Relais- die Frontplatte 16 einer Kameraaufnahmeröhre 17,

linse benötigt und einen noch größeren Lichtwirkungs- wodurch auf einer lichtempfindlichen Elektrode Ii

grad hat als die oben beschriebene Anordnung. der Kameraröhre ein Bild des Objektes entsteht. Bei dei

wurde in der deutschen Patentanmeldung P 2 006 474.8 55 Röhre 17 kann es sich um eine Kameraröhre mit einei

vorgeschlagen. Bei diesem System wird das grobe Photohalbleiterschkht wie z. B. eine Vidikon-Röhn

Farbcodierfilter auf der lichtempfindlichen Elektrode handeln, doch können zum Realisieren der Erfindung

der Kameraröhre mittels einer Anordnung von kleinen selbstverständlich auch Bildaufnahmeröhren eine

sphärischen Linseng iedern abgebildet, die mit den anderen Typs verwendet werden. Die Elektrode 13

Codierfitterstreifen ausgerichtet sind. Die Anordnung 60 wird von einem (nicht dargestellten) Elektrodenstrah

sphärischer Linsen an Stelle der üblichen Zylinder- abgetastet, der in konventioneller Weise durch eil

linsenanordnungen ermöglicht die Verwendung mit entsprechend erregtes Ablenkjoch 19 abgelenkt wird

zwei oder mehr winkelig angeordneten Codierfilter- Dadurch werden an einer Ausgangskkmn;e 21 färb

gittern, deren gegenseitiger Winkel nicht 90° beträgt, codierte Videosignale erzeugt, die dem Objekt 12 ent

denn die Anordnung der sphärischen Linsen vermeidet 65 sprechen, wie im wesentlichen in der eingangs erwähn

weitgehend die Wechselwirkung, die sich bei der Ver- ten USA.-Patentschrift 3 378 633 beschrieben ist. Di

wendung von Zyiinderlinseaanordnungea ergibt Ge- Abbildungseinrichtung 15 enthalt zwei Zylindertinsen

eignete Anordnungen mit sphärischen Linsen sind aber anordnungen 22 und 23 sowie eine dazwischenliegend

optische Koppeleinrichtung 24, deren jeweilige Eigen- einrichtung längs der Ebenen 3-3 bzw. 4-4 in F i g. 1

•chaften nachfolgend erläutert werden. handelt. Die Linsenglieder 29 der Anordnung 22 sind

Das in F i g. 2 dargestellte typische Farbcodierfilter mit den Rotlichtcodierstreifen 25, 26 usw. des Filters 14 besitzt ein erstes Gitter aus einander abwechselnden 14 ausgerichtet. In entsprechender Weise fluchten die lyanfarbigen Streifen 25 und transparenten Streifen 26 5 Linsenglieder 31 der Anordnung 23 mit den Blaulicht- und ein zweites Gitter aus einander abwechselnden codierstreifen 27, 28 usw. des Filters. Die »Steigung«, gelben Streifen 27 und transparenten Streifen 28. Dar- d. h. der Teilungsabstand der Linsenglieder 29, ist ■tellungsgemäß liegen die beiden Gitter übereinander, kleiner als der Teilungsabstand der Filterstreifen 25,26 wobei die Streifen 25,26 des ersten Gitters vertikal an- usw. Ebenso ist der Teilungsabstand der Linsenglieder geordnet sind und die Streifen 27, 28 des zweiten Git- io 31 kleiner als derjenige der Filterstreifen 27, 28 usw. ters mit den Streifen des ersten Gitters einen Winkel Damit das Codierfilter 14 und die Linsenanordnungen von etwa 45° bilden. Die Streifen der beiden Gitter 22 und 23 miteinander in relativ zur lichtempfindlichen haben praktisch die gleiche Breite. Die zyanfarbigen Elektrode 18 der Kameraröhre 17 in einem kollimieren-Streifen 25 sperren rotes Licht und lassen grünes und den Verhältnis stehen, ist es notwendig, daß die Teiblaues Licht durch, so daß die Streifen 25,26 des ersten 15 lungsabstände der Linsenanordnungen und der entGitters das vom Objekt kommende Rotlicht codieren. sprechenden Streifen der Filtergitter die in F i g. 5 darin entsprechender Weise sperren die gelben Streifen 27 gestellte Relation haben.

blaues Licht, während sie grünes und rotes Licht durch- F i g. 5 zeigt die gewünschte Relation zwischen den lassen, so daß die Streifen 27,28 des zweiten Gitters das vertikalen Streifen 25, 26 usw. des das rote Licht codie-Blaulicht des Objektes codieren. Da die farbigen Strei- 20 renden Gitters des Filters 14, den vertikalen Zylinderfen jeweils Licht von zwei Primärfarben durchlassen linsengliedern 29,29 a, 29 b usw. der Anordnung 22 und und für Licht der dritten Primärfarbe undurchlässig der photoempfindlichen Elektrode 18 der Kamerasind, beeinträchtigt die Codierung des Lichtes einer röhre 17. Es versteht sich, daß auch die gewünschte ReFarbe durch ein Filtergitter nicht die Codierung des lation zwischen den schrägen Streifen 27, 28 usw. des Lichtes der anderen Farbe durch das andere Filtergitter. 25 den blauen Lichtanteil codierenden Gitters des Filters

Die den codierten Farben entsprechenden Video- 14, den Zylinderlinsengliedern 31 usw. der Anordnung

signale stehen an der Ausgangsklemme 21 in F i g. 1 23 und der Elektrode 18 der Anordnung gemäß F i g. 5

als Seitenbänder einer Trägerschwingung zur Verfü- entspricht. Das Farbcodierfilter 14 ist im Abstand L

gung, deren Frequenz von der Anzahl der Paare von vor der Elektrode 18 angeordnet. Der Abstand zwi-

farbigen und transparenten Streifen abhängt, die vom 30 sehen der Zylinderlinsenanordnung 22 und der Elek-

Elektronenabtaststrahl in einer Zeilenabtastperiode trode beträgt T. Der Teilungsabstand der zyanfarbigen

über einen gegebenen Bereich der lichtempfindlichen und transparenten Streifen 25, 26 beträgt A, während

Elektrode 18 der Kameraröhre 17 überquert werden. derjenige der Linsenglieder 29 gleich B ist. Damit das

Durch die Abtastung der mit den vertikal angeordne- Filter 14 und die Linsenanordnung 22 in richtiger

ten Streifen 25,26 des ersten Gitters des Codierfilters 14 35 Ausrichtung mit der Elektrode 18 stehen, muß die

fluchtenden Photoelektrodenbereiche wird eine reltaiv folgende Bedingung erfüllt sein:
hohe Trägerfrequenz erzeugt, während die Abtastung

derjenigen Bereiche der lichtempfindlichen Elektrode A/B = LjT.
18, die mit den schräg angeordneten Streifen 26, 28 des

zweiten Gitters ausgerichtet sind, zu einer niedrigeren 40 Mit dieser Beziehung ergibt sich für den Teilungs-Trägerfrequenz führt. Bei der dargestellten Codierfil- abstand des auf der Elektrode abgebildeten Farbcoteranordnung gemäß F i g. 2 wird also die rote Kompo- dierstreifenmusters
nente des vom Objekt 12 kommenden Lichtes durch die

Amplitudenmodulation der Seitenbänder der Träger- \IC = 1IB — 11A.

schwingung relativ höher Frequenz und die blaue 45

Komponente durch die Amplitudenmodulation der Die Frequenz des Signals, das beim Abtasten des

Seitenbänder der Trägerschwingung niedrigerer Frc- Farbcodierstreifenmusters auf der Elektrode 18 ent-

quenz repräsentiert. Die Leuchtdichte- oder Hellig- steht, ist also proportional der Differenz zwischen den

keitskomponente des vom Objekt kommenden Lichtes »Linienfrequenzen« (d. h. den Reziprokwerten der

bildet die mittlere Lichttransmission der beiden Gitter 50 Teilung) der Zylinderlinsenanordnung 22 und des

des Codierfilters 14, und das die Leuchtdichte reprä- Farbcodierfilters 14. Bei einer solchen Anordnung ist

sentierende Tignal an der Ausgangsklemme 21 ent- es möglich, ein Farbcodierfilter mit relat'v breiten

spricht dem Mittelwert der Farbträgerschwingungen. Streifen zu verwenden, das leichter und billiger herzu-

Die Leuchtdichte- und codierten Farbsignale, die an stellen ist als Farbcodierfilter mit einer höheren Strei-

der Ausgangsklemme 21 der Kameraröhre 17 erzeugt 55 fendichte. Bei einem Filter mit einer relativ kleinen An-

werden, können einer Verarbeitungssehaltungsanord- zahl von Streifen ist auch die Wahrscheinlichkeit von

nung zugeführt werden, wie sie beispielsweise in der er- Fehlern im Filter verhältnismäßig klein,

wähnten USA.-Patentschrift 3 378 633 beschrieben ist. In F i g. 5 sind vom Objekt stammende, ausgezogen

In dieser Schaltungsanordnung werden die Signale gezeichnete Lichtstrahlen 32, 33 und 34 dargestellt,

durch geeignete Fälter getrennt und so kombiniert, daß 60 die durch drei der zyanfarbigen Streifen 25 des Filters

sich ein Leuchtdichtesignal Fund rote und blaue Färb- 14 und ein einzelnes Zylinderlinsenglied 29a der Lin-

differenzsignale (R- Y) und (B- Y) ergeben. senanordnung 22 fallen. Das Linsenglied 29a bildet

Wie schon erwähnt wurde, durchqueren die vom also praktisch das ganze Farbcodierfilter 14 auf der

Objekt kommenden Lichtstrahlen 11 nach Verlassen photoempfindlichen Elektrode 18 ab. Die abgebildeten

des Filters 14 die Zylinderlinsenanordnungen 22 und 23 65 zyanfarbigen Streifen sind durch die schraffierten Be-

der Abbildungseinrichtung 15. Die Einzelheiten dieser reiche 35 dargestellt, die abgebildeten transparenten

Anordnung sind in den F i g. 2 und 4 dargestellt, bei Streifen durch die weißen Bereiche 36 auf der Elek-

denen es sich um Schnittansichten der Abbildungs- trode 18. Duiwh die zyanfarbigen Streifen 25 des FtI-

ters 14 fallen ferner gestrichelt gezeichnete andere Lichtstrahlen 37, 38 und 39, die ein anderes Zylinderlinsenglied 296 der Anordnung 22 durchsetzen. Dieses Linsenglied bildet ebenfalls das Farbcodierfilter 14 auf der Elektrode 18 ab.

Hieraus geht also hervor, daß jedes einzelne Zylinderlinsenglied 29 der Linsenanordnung 22 ein Bild des Farbcodierfiltermusters auf der Elektrode 18 der Kameraröhre gemäß F i g. 1 erzeugt, auf der sich die von den verschiedenen Linsengliedern erzeugten Bilderüberlagern. Das auf die Elektrode 18 geworfene Farbcodiermuster wird daher kaum beeinträchtigt, wenn sich Staub auf einem der Linsenglieder befindet oder wenn ein Linsenglied einen Fehler aufweist oder gar ganz fehlt, da alle Linsenglieder 29 der Anordnung 22 entsprechend viele überlagerte Bilder erzeugen. Durch die Verwendung der Linsenanordnung 22 in Verbindung mit dem Rotlicht codierenden Gitter des Filters 14 und der ähnlichen Linsenanordnung 23 in Verbindung mit dem Blaulicht codierenden Gitter des Filters ergibt sich ein Abbildungssystem, das einen höheren Lichttransmissionswirkungsgrad aufweist als bei Verwendung eines Farbcodierfilters mit feiner Teilung, wie es in der eingangs erwähnten Patentanmeldung P 2 006 473.7 vorgeschlagen wurde. Dies liegt daran, daß die gesamte Fläche, die von den Linsenanordnungen 22 und 23 zusammen eingenommen wird, Licht durchläßt und im Gegensatz zu einem Farbcodierfilter oder einem Schwärzungs- oder Dichteraster kein Licht absorbiert wird.

Bei dem in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die gesonderten Linsenanordnungen 22 und 23 vorteilhaft dazu verwendet, auf der photoempfindlichen Elektrode 18 der Kameraröhre jeweils eine von zwei codierten Farbkomponenten unterschiedlicher Farbe des vom Objekt 12 und dem Codierfilter 14 kommenden Lichtes abzubilden. Hierfür enthält die Abbildungseinrichtung 15 jedoch zusätzlich zu den Zylinderlinsenanordnungen 22 und 23 eine Lichtkoppeleinrichtung 24, die so zwischen den Linsenanordnungen angeordnet ist, daß deren jeweilige zu Linsenelementen geformte Seiten an entgegengesetzte Seiten der Koppeleinrichtung anstoßen. Die beiden Linsenanordnungen 22 und 23 und die optische Koppeleinrichtung 24 bestehen jeweils aus Materialien, deren jeweiliges Dispersionsverhalten in F i g. 6 dargestellt ist.

Die Dispersionskurven 41 bzw. 42 in F i g. 6 stellen das Dispersionsverhalten der Linsenanordnungen 22 bzw. 23 dar, während die Koppeleinrichtung 24 die Dispersionskurve 43 aufweist. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die Kurven 41 und 43 einander bei einem Punkt 44 schneiden, was bedeutet, daß für Licht eine Wellenlänge von ungefähr 4500 Angström (Blau) die Linsenanordnung 22 und die Koppeleinrichtung 24 praktisch den gleichen Brechungsindex (nämlich etwa 1,62) haben. Ebenso schneiden sich die Kurven42 und 43 bei einem Punkt 45, d. h., für Licht einerWellenlänge von ungefähr 6500 Angstrom (Rot) haben die

ίο Linsenanordnung 23 und die Koppeleinrichtung 24 etwa den gleichen Brechungsindex (von etwa 1,57). Die Bedeutung der Übereinstimmung des Brechungsindex der Koppeleinrichtung 24 mit demjenigen der Linsenanordnung 22 bzw. der Linsenanordnung 23 bei der Wellenlänge des blauen bzw. roten Objektlichtanteils liegt darin, daß keine dieser Linsenanordnungen, die Licht einer entsprechenden bestimmten Farbe auf der Elektrode 18 abbilden soll, einen nennenswerten Einfluß auf die Abbildung des Objektlichtes der anderen Farbe hat. Beispielsweise verschwindet bei der »blauen« Wellenlänge von 4500 Angstrom die linsenförmig gekrümmte Seite der Linsenanordnung 22, weil der Brechungsindex dieser Linsenanordnung entsprechend dem Punkt 44 in F i g. 6 mit dem Brechungsindex der Koppeleinrichtung 24 bei dieser Wellenlänge übereinstimmt. Die Linsenanordnung 22 hat daher keinen Abbildungseinfluß auf den Blaulichtanteil des Objektes, dafür aber auf den Rotlichtanteil, denn bei der »roten« Wellenlänge von 6500 Angstrom unterscheidet sich ihr Brechungsindex wesentlich von demjenigen der Koppeleinrichtung 24. In entsprechender Weise haben die Linsenanordnung 23 und die Koppeleinrichtung 24 gemäß Punkt 45 in F i g. 6 bei 6500 Ängström praktisch den gleichen Brechungsindex, jedoch

ganz verschiedene Brechungsindizes bei 4500 Ängström. Die Linsenanordnung 23 bildet daher auf der Elektrode 18 der Kameraröhre gemäß F i g. 1 blaues, nicht aber rotes Licht ab. Infolgedessen können die Zylinderlinsenglieder 29 bzw. 31 der Anordnungen 22 bzw. 23 in praktisch jedem gewünschten Winkel relativ zueinander angeordnet werden, ohne daß zwischen ihnen irgendeine Wechselwirkung auftritt.

Die Linsenanordnungen 22 und 23 und die optische Koppeleinrichtung 24 können aus verschiedenen Gläsern, Kunststoffen und flüssigen Materialien bestehen, welche das gewünschte Lichtdispersionsverhalten haben, wie es in F i g. 6 dargestellt ist. Ein typisches Beispiel für Materialien, die sich für die Abbildungseinrichtung gemäß der Erfindung eignen, gibt die folgende

Tabelle:

Abbildungsteil	Material	Brechungsindex 4S00 A (blau) \| 6500 A (rot)	1,6078 1,5793 1,5715
Linsenanordnung 22 Koppeleinrichtung 24 Linsenanordnung 23	Barium-Krongjas 611 Anilin C„H_sNH₂F1üssigkeit Barium-Kronglas 574	1,6245 1,6204 1,5871

Wie man sieht, sind die Brechungsindizes der Linsenanordnung 22 und der Koppeleinrichtung 24 bei blauem Licht und diejenigen der Linsenanordnung bzw. der Koppeleinrichtung 24 bei rotem Licht praktisch gleich.

Bei der Herstellung der Linsenanordnungen 22 und 23, die durch bekannte photographische Verfahren erfolgen kann, werden die Krümmungsradien der Linsenglieder in Abhängigkeit sowohl von den Brennweitenabstnände von der Elektrode IS als auch von den entsprechenden Brechungsindizes der jeweiligen Anordnung und der Koppeleinrichtung 24 bei der Wellenlänge des vom entsprechendes Gitter des Filter? 14 codierten Lichtanteils gewählt. Dies ergibt sick aus der Beziehung

/ = RKn₁ - n_m),

wobei R der Krümmungsradius, n, der Brechungsindex

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des Materials, aus dem die Linsenanordnung besteht, gegengesetzten Seiten der optischen Koppeleinrichtung und n_m der Brechungsindex der Koppeleinrichtung 24 24 berühren und die Abbildungseinrichtung somit ist. Der erforderliche Krümmungsradius R_r jedes durch ein einstückiges Teil gebildet ist. Dies hat den Zylinderlinsengliedes der Anordnung 22 ergibt sich Vorteil, daß zusätzlich zur Schaffung einer wechselalso aus der Gleichung 5 wirkungsfreien Linsenprofil-Abbildungseinrichtung

eine geringere Diffusion des Objektlichtes auftritt als R_r = /(B₁ — H₂) _rot, bei konventionellen Linsenkonstruktionen, da am

Zentrum des sichtbaren Spektrums jedes Linsenglied wenn W₁ bzw. H₂ die Brechungsindizes der Anordnung einen praktisch vergrößerten Krümmungsradius hat

22 und der Koppeleinrichtung 24 bei der Wellenlänge io und somit die »Linsenwirkung« herabgesetzt wird, des roten Lichtes und / die Brennweite eines Linsen- Hierdurch wird wiederum jede Diffusion der Leuchtgliedes bedeuten. Letztere ist ungefähr gleich der dichteinformation reduziert.

Dicke der Frontplatte 16 (Schirmträgerplatte) der Die beschriebene Abbildungseinrichtung gemäß der

Kameraröhre 17, falls die Abbildungseinrichtung IS Erfindung kann auch für andere Vorrichtungen als auf der Außenseite dieser Schirmträgerplatte der 15 beim hier behandelten Ausführungsbeispiel verwendet Röhre montiert wird. Entsprechend ergibt sich der werden, beispielsweise in Verbindung mit einer Film-Krümmungsradius Rb jedes Zylinderlinsengliedes der kamera zum Aufnehmen von codierten Farblichtinfor-Anordnung 23 durch die Gleichung mationen auf einen panchromatischen Film, der hier

verwendete Ausdruck »lichtempfindliches Medium«

_ , 30 umfaßt daher nicht nur eine Elektrode, sondern auch

Kb — J(n_s — «2) blau, _ej_nen pji_{m oder eine} andere Fläche mit einem Ausgangszustand, der sich in Abhängigkeit von auf die wenn M₂ ^DZW· «₃ die Brechungsindizes der Anordnung Fläche projiziertem Licht zur Aufzeichnung der durch

23 und der Koppeleinrichtung 24 bei Blaulicht bedeu- dieses Licht repräsentierten Information ändert. Es ten und / wieder ungefähr gleich der Dicke der Front- 25 versteht sich ferner, daß die Abbildungseinrichtung platte 16 der Kameraröhre ist. Aus den Daten der auch mit anderen Arten von mit Streifen arbeitenden oben angegebenen Tabelle ergibt sich, daß R_r positiv Lichtcodierfiltern verwendet werden kann, die zwei ist, R_b dagegen negativ, was bedeutet, daß zur Koppel- oder mehr Gitter aus Codierstreifen besitzen, falls die einrichtung hin die Zylinderlinsenglieder 29 der Anord- Zylinderlinsenglieder der Linsenanordnungen mil nung 22 konvex und die Linsenglieder 31 der Anord- 30 ihren entsprechenden Filterstreifen in der angegebenen nung 23 konkav gekrümmt sind. Licht kollimierenden Relation ausgerichtet sind und die

Wie in F i g. 1 dargestellt ist, sind die Zylinderlinsen- ebenfalls angegebenen erforderlichen Lichtdispersionsanordnungen 22 und 23 so montiert, daß sie die ent- eigenschaften besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Linsensystem für eine Farbcodierkamera mit einem lichtempfindlichen Medium, auf das durch ein Objektiv das Objekt projiziert wird, mit einem Farbcodierfilter, das zwei aus ersten bzw. zweiten farbigen lichtdurchlässigen Streifen gebildete Gitter aufweist, die jeweils eine relativ grobe Teilung haben und im Strahlenweg zwischen dem Objektiv und dem lichtempfindlichen Medium angeordnet sind, und mit einer Abbildungseinrichtung, welche das vom Objekt kommende Licht getrennt in Komponenten zweier Spektralbereiche abbildet, die durch die lichtdurchlässigen Streifen des ersten bzw. des zweiten Gitters des Filters codiert sind, d adurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung zwei Anordnungen (22, 23) aus Zylinderlinsengliedern (29, 31) aufweist, von denen jede Anordnung ein eigenes charakteristisches Dispersionsverhalten hat, einen kleineren ^o Teilungsabstand (B) besitzt als die beiden Gitter (A 25, 26: 27, 28) und im Strahlenweg zwischen dem lichtempfindlichen Medium (18) und dem Farbcodierfilter (14) in richtiger Ausrichtung mit dem entsprechenden ersten bzw. zweiten Gitter des Filters angeordnet ist, daß die Linsenglieder der ersten Zylinderlinsenanordnung (22) parallel zu den lichtdurchlässigen Streifen (25,26) des ersten Gitters und diejenigen der zweiten Zylinderlinsenanordnung (23) parallel zu den lichtdurchlässigen Streifen (27, 28) des zweiten Gitters liegen, und daß sich zwischen den beiden Zylinderlinsenanordnungen eine optische Koppeleinrichtung (24) befindet, die ein solches Dispersions verhalten in bezug auf das jeweilige Dispersionsverhalten der beiden Zylinderlinsenanordnungen aufweist, daß eine Wechselwirkung zwischen diesen Anordnungen weitgehend vermieden wird.

2. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinderlinsenan-Ordnungen (22,23) und die optische Koppeleinrichtung (24) jeweils ein solches Dispersionsverhalten haben, daß die erste Linsenanordnung (22) und die Koppeleinrichtung praktisch den gleichen Brechungsindex bei der Wellenlänge des Lichtes haben, das durch das zweite Gitter (27, 28) des Filters codiert wird, dagegen unterschiedliche Brechungsindizes bei der Wellenlänge des vom ersten Gitter (25, 26) codierten Lichtes, während die zweite Linsenanordnung (23) und die Koppeleinrichtung bei der Wellenlänge des vom ersten Gitter codierten Lichtes praktisch gleiche und bei der Wellenlänge des vom zweiten Gitter codierten Lichtes unterschiedliche Breciiungsindizes besitzen.

3. Linsensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenanordnungen (22, 23) und die Koppeleinrichtung (24) so angeordnet sind, daß das vom Objekt kommende Licht nach passieren des Farbcodierfilters (14) zunächst durch die erste Linsenanordnung (22), dann durch die Koppeleinrichturig und schließlich durch die zweite Linsenanordnung (23) zum lichtempfindlichen Medium (18) gelangt.

4. Linsensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zylinderlinsenglied (29) der beiden Linsenanordnungen (22, 23) nur eine gekrümmte Seite besitzt und daß die beiden Linsenanordnungen mit den gekrümmten Seiten ihrer entsprechenden Linsenglieder einander und der Koppeleinrichtung (24) zugewandt sind.

5. Linsensystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur optischen Koppeleinrichtung (24) hin die gekrümmten Seiten der Linsenglieder der ersten Linsenanordnung (22) konvex und diejenigen der Linsenglieder der zweiten Linsenanordnung (23) konkav gekrümmt sind.

6. Linsensystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R_r) der gekrümmten Seiten der Linsenglieder der ersten Linsenanordnung (22) entsprechend ihrem Abstand von dem lichtempfindlichen Medium (18), das im Brennpunkt beider Linsenanordnungen (22, 23) liegt, sowie entsprechend den Brechungsindizes der ersten Linsenanordnung (22) bzw. der optischen Koppeleinrichtung (24) bei der Wellenlänge des vom ersten Gitter des Filters (14) codierten Lichtes gewählt ist und daß der Krümmungsradius (Rb) der gekrümmten Seiten der Linsenglieder der zweiten Linsenanordnung (23) entsprechend ihrem Abstand vom lichtempfindlichen Medium (18) sowie den jeweiligen Brechungsindizes der zweiten Linsenanordnung (23) bzw. der Koppekinrichtung (24) bei der Wellenlänge des vom zweiten Gitter des Filters codierten Lichtes gewählt ist.

7. Linsensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Brechungsindizes der beiden Linsenanordnungen (22, 23) und der optischen Koppeleinrichtung (24) bei der Wellenlänge des vom zweiten Gitter (27, 28) des Filzers (14) codierten Lichtes größer sind als bei der Wellenlänge des Lichtes, das vom ersten Gitter (25, 26) des Filters codiert wird.

8. Linsensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der zweiten Linsenanordnung (23) kleiner ist als die jeweiligen Brechungsindizes der ersten Linsenanordnung (22) bzw. der optischen Koppeleinrichtung (24) bei der Wellenlänge des vom ersten Gitter des Filters codierten Lichtes, und daß der Brechungsindex der ersten Linsenanordnung größer ist als die jeweiligen Brechungsindizes der zweiten Li isenanordnung bzw. der Koppeleinrichtung bei der Wellenlänge des Lichtes, das vom zweiten Gitter des Filters codiert wird.

9. Linsensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenanordnungen (22, 23) entgegengesetzte Seiten der optischen Koppeleinrichtung (24) berühren und mit dieser eine einstückige Konstruktion der Abbildungseinrichtung bilden.

10. Linsensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Medium die lichtempfindliche Elektrode (18) der Aufnahmeröhre (17) einer Fernsehkameraist, auf deren Schirmträ^er-Frontplatte (16) die einstückige Abbildungseinrichtung (15) montiert ist.

11. Linsensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückige Abbildungseinrichtung (15) auf der Außenseite der Schirmträgerfrontplatte (16) der Aufnahmeröhre (17) montiert ist.