DE2645010A1

DE2645010A1 - Farbfernsehkamera

Info

Publication number: DE2645010A1
Application number: DE19762645010
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sekiguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1976-10-06
Publication date: 1977-04-21
Also published as: GB1533798A; US4084179A; DE2645010C2; JPS5244521A

Description

BLUMBACH · WESER . BERGEN . KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Canon K. K. Case 597

Tokyo, Japan

Farbfernsehkamera

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbfernsehkamera, bei der insbesondere das Auftreten von Farbabschattung erhindert werden kann.

Generell befindet sich bei einer Farbfernsehkamera ein optisches Farbzerlegungssystem im Strahlengang des Aufnahmeobjektivs, so daß das vom Objekt herrührende Lichtstrahlenbündel in Teilstrahlenbündel des roten, grünen und blauen Wellenlängenbereichs zerlegt werden kann, die dann auf Bildaufnahmevorrichtungen der entsprechenden Farbkanäle auftreffen und ein Rot-, Grün- und Blaubild des Objektes an den betreffenden Lichtempfangsflächen, die lichtempfindlich sind, erzeugen. Das üblicherweise benutzte optische Farbzerlegungssystem weist ein Prisma oder eine Glasplatte mit einer hierauf aufgedampften sogenannten dichroitischen

München: Kramer ■ Dr. Weser · Hirsch —Wiesbaden: Blumbach · Dr.Bergen · Zwirner

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Schicht auf, die praktisch alles Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches zu reflektieren und das Licht aller übrigen Wellenlängenbereiche durchzulassen vermag. Damit das vom Objekt herrührende Lichtstrahlenbündel in die Lichtstrahlenbündel der drei Farben zerlegt werden kann, ist es beispielsweise nur erforderlich, daß eine dichroitische Schicht, die Blaulicht reflektiert und Licht der anderen Wellenlängen durchläßt, sowie eine dichroitische Schicht, die Rotlicht reflektiert und Licht der anderen Wellenlängen durchläßt, hintereinander und zur optischen Achse des Aufnahmeobjektivs geneigt anzuordnen.

Die Wellenlängenselektionskennlinie einer dichroitischen Schicht hängt vom Lichteinfallswinkel ab. Im einzelnen ändert sich, wenn sich der Lichteinfallwinkel ändert, die spektrale Zusammensetzung des reflektierten Lichtes und demzufolge auch des durchgelässenen Lichtes. Wenn daher an der Kamera nicht spezielle Vorsorgemaßnahmen getroffen sind, wird das als Farbabschattung auftretende Phänomen an der Bildwiedergabefläche des Fernsehempfängers auftreten. Der einfacheren Beschreibung halber sei dieses nun an Hand einer üblichen Farbfernsehkamera, die in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, beschrieben. Wie dort dargestellt, steht das Auf-

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do

nahmeobjektiv 1 einem Objekt O gegenüber, das als Bild zur Betrachtung auf der Bildwiedergabefläche eines Fernsehempfängers wiedergegeben werden soll. Die Austrittspupille des Aufnahmeobjektivs liegt bei 2. Ein erster und ein zweiter dichroitischer Spiegel 3 bzw. 4 mit Farbzerlegungsflachen 3" bzw. 4* (nachstehend als erste und zweite Farbzerlegungsflache bezeichnet) sind je mit einer dichroitischen Schicht beschichtet, die Blaulicht bzw. Rotlicht reflektieren und Licht der je anderen Wellenlängen durchlassen. Wie dargestellt liegen der erste und zweite dichroitische Spiegel 3 und 4 im Schnittweiten-Raum des Aufnahmeobjektivs 1 und zur optischen Achse A des Aufnahmeobjektivs geneigt derart, daß die Reflexionsachsen RA3 und RA4 der beiden dichroitischen Spiegel in einer gemeinsamen Ebene (Zeichenebene) und auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse A liegen. Mit 5B ist eine Blaubildkanalauf nahmer öhre bezeichnet, auf deren Lichtempfangsfläche das Aufnahmeobjektiv 1 das Blaubild des Objektes über den ersten dichroitischen Spiegel 3 und einen weiteren Spiegel 7 abbildet} letzterer empfiehlt sich für eine Baugrößenverringerung der Kamera. Hit 5G und 5R sind die Grün- bzw. Rotlichtkanalaufnahmeröhren bezeichnet. Die Lichtempfangsfläche 5¹G der Grünlicht kanalaufnahmeröhre ist so angeordnet, daß hierauf das von beiden dichroitischen Spiegeln durchgelassene

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Grünbild des Objektes durch das Aufnahmeobjektiv abgebildet wird. Die Lichtempfangsflache 5¹R der Rotbildkanalaufnahmeröhre ist so angeordnet, daß das Aufnahmeobjektiv 1 hierauf das Rotbild nach Reflexion am zweiten dichroitisehen Spiegel 4 abbildet. Sonach werden das Blau-, Grün- und Rotbild 6B, 6G und 6R des Objektes an den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G bzw. 5¹R erzeugt. Die Bildaufnahmeröhren 5B, 5G und 5R tasten die Bilder 6B, 6G bzw. 6R ab, um den jeweiligen Bildern, d. h. der Helligkeitsverteilung an den Lichtempfangsflächen entsprechende elektrische Signale zu erzeugen. Im Strahlengang zwischen erstem dichroitischem Spiegel 3 und der LichtempfangsIfäche 5'B und im Strahlengang zwischen zweitem dichroitischem Spiegel 4 und den Lichtempfangsflächen 5¹G und 5¹R befinden sich Trimmfilter 8B, 8G und 8R, deren Durchlaßkennlinien noch zu beschreiben sind und die die Spektralverteilung an den einzelnen Lichtempfangsflachen regulieren.

Mit Bc, Gc und Rc sind die Mittelpunkte an den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5'G und 5¹R der Bildaufnahmeröhren bezeichnet, auf die der Mittelpunkt Oc des Objektes abgebildet wird. Ferner bezeichnen Bl, Gl und Rl die Punkte, auf die der Objektpunkt 01 (in Fig. 1 der untere Objektpunkt) abgebildet wird, und mit Bu. Gu und Ru sind die Punkte bezeichnet, auf die der Objektpunkt Ou (in Fig. 1

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der obere Punkt des Objektes) abgebildet wird. In Fig. ist der Hauptstrahl im Lichtstrahlenbündel, das vom Aufnahmeobjektiv 1 zum Mittelpunkt Gc hinläuft und sind die gegenüberliegenden Randstrahlen zu den Punkten Gl und Gu der Grünlichtkanalempfangsflache 5'G durch die Linien dargestellt, die vom Mittelpunkt P der Austrittspupille des Aufnahmeobjektivs 1 zu den Punkten Gc, Gu und Gl verlaufen; es sind dieses also die Linien PGc, PGl und PGu. θ sei der Winkel zwischen dem Hauptstrahl PGc und den Hauptstrahlen PGl und PGu,Λ sei der Einfallswinkel des Hauptstrahls PGc auf die Farbzerlegungsflache 3' des ersten dichroitischen Spiegels 3 und ß sei der Einfallswinkel des Hauptstrahls PGc auf die Farbzerlegungsfläche 4' des zweiten dichroitischen Spiegels 4. Dann sind die Einfallswinkel des Hauptstrahls PGl an der ersten und zweiten Farbzerlegungsfläche 3' bzw. 4' gegeben durch <*■ - θ bzw. ß + θ, während die Einfallswinkel des Hauptstrahls PGu an der ersten und zweiten Farbzerlegungsfläche 3' bzw. 4¹ durch d··+ θ bzw. ß - θ gegeben sind. Wie man sofort sieht, erfüllen diese Einfallswinkel die Bedingungen et+ θ ><*->λ-θ und ß+O >ß >ß - Θ.

Der erste dichroitische Spiegel 3, der je nach Größe des Einfallwinkels praktisch alles Baulicht reflektiert und praktisch alles Licht der anderen Wellenlängen durch-

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läßt, hat die Fig. 2A dargestellte Kennlinie, und der zweite dichroitische Spiegel 4, der praktisch alles Rotlicht reflektiert und praktisch alles Licht der anderen Wellenlängenbereiche durchläßt, hat die in Fig. 2B dargestellte Kennlinie. In Fig. 2A und 2B sind die verschiedenen Durchlässigkeitsfaktoren als Funktion der Wellenlänge aufgetragen, wobei im einzelnen die gestrichelte Kurve den Durchlässigkeitsfaktor für den Strahl wiedergibt, der vom Punkt P zu den Punkten Bu, Gu und Ru läuft, ferner die ausgezogene Kurve den Durchlässigkeitsfaktor für den Strahl bezeichnet, der vom Punkt P zu den Punkten Bc, Gc und Rc läuft, und schließlich die strichpunktierte Kurve den Durchlässigkeitsfaktor für den Strahl bezeichnet, der vom Punkt P zu den Punkten Bl, Gl und Rl läuft. Andererseits haben die Trimmfilter 8B, 8G und 8R Durchlaßkennlinien im blauen, grünen bzw. roten Spaktralbereich, wie dieses in Fig. 3A, 3B bzw. 3C dargestellt ist. Betrachtet man die Spektralverteilungen auf den Lichtempfangsflächen der Blau-, Grün- und Rotbildkanalaufnahmeröhren, so ergibt sich aus den Fig. 2A und 2B und den Fig. 3A, 3B und 3C, daß die diese Verteilungen repräsentierenden Kurven diejenigen sind, wie sie in Fig. 3A, 3B und 3C dargestellt sind.

-Sf-

JlH

In Fig. 4A, 4B und 4C sind auf der Ordinate die Lichtmengen aufgetragen, die die Lichtempfangsfläche jeder Bildaufnahmeröhre erreicht, während auf den Abszissen die Wellenlängen aufgetragen sind. Die gestrichelt gezeichnete Kurve gibt die Spektralverteilung an den Punkten Bu, Gu und Ru wieder, während die ausgezogenen Kurven die Spektralverteilung an den Punkten Bc, Gc und Rc und die strichpunktierte Kurve die Spektralverteilung an den Punkten Bl, Gl und Rl wiedergeben.

Betrachtet man die Verteilung der relativen Lichtmenge an den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5^fR der entsprechenden Bildkanalaufnahmeröhren bei Aufnahme eines Bildes, das gleichförmige Weißlichtintensität an der ganzen Oberfläche emittiert, dann sieht man in Fig. 4A, 4B und 4C daß die eine solche Verteilung repräsentierenden Kurven die Tendenzen haben, wie diese durch die ausgezogenen Linien in Fig. 5A, 5B bzw. 5C dargestellt sind. Dort ist auf der Ordinate jeweils die relative Lichtmenge aufgetragen, während die Abszisse die Linie darstellt, die von dem Punkt, an dem der Objektpunkt Ol auf der Lichtempfangsfläche der Aufnahmeröhre fokussiert wird, zu dem Punkt verläuft, an dem der Punkt Ou des Objektes fokussiert wird. Der Ausdruck "relative Lichtmenge" bedeutet hier das Verhältnis der Lichtmenge an einem räumlichen Punkt

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im auf der Lichtempfangsfläche der Aufnahmeröhre auftreffenden Strahlenbündel zu der Bezugslichtmenge, die die Lichtmenge an jedem gegebenen räumlichen Punkt in dem Strahlenbündel ist, wenn die Aufnahmeröhre auf ein Objekt gerichtet wird, das von seiner ganzen Oberfläche aus Weißlicht gleichförmiger Intensität emittiert.

Aus Fig. 5A, 5B und 5C ist ersichtlich, daß bei einem weißen Objekt als das Aufnahmeobjekt, wenn die entsprechend den Lichtmengen des weißen Objektes, die die Mittelpunkte Bc, Gc und Rc der Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R erreichen, erzeugten elektrischen Signale durch bekannte Aufnahmeröhrensignalverarbeitungsmittel so eingeregelt werden, daß ein weißes Bild in der Mitte des Fernsehempfängers entsteht, kein weißes Bild, sondern gefärbte Bilder auf gegenüberliegenden Seiten des Fernsehempfängers erzeugt werden. Dieses ergibt sich aus einem Vergleich der Intensitäten der Signale, die an den Stellen Bl, Gl und Rl an den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R erhalten werden, die dem Punkt Ol des Objektes entsprechen. Wie aus Fig. 5A 5B und 5C ersichtlich ist, sind das am Punkt Bl erhaltene Blausignal und das am Puntk Rl erhaltene Rotsignal in der Intensität größer als das am Punkt Gl erhaltene Grünsignal, so daß das der Ol-Seite des Objektes

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entsprechende Bild auf dem Fernsehempfänger als ein in hellem Purpur getöntes Bild erscheint. In ähnlicher Weise sind das Blausignal, das an der Stelle Bu erhalten wird, und das Rotsignal, das an der Stelle Ru erhalten wird, in der Intensität größer als das Grünsignal, das an der Stelle Gu erhalten wird, so daß das Bild der Ou-Seite des Objektes auf dem Fernsehempfänger in einem hellen Grün getönt erscheint. Eine solche Farbänderung am Fernsehempfänger wird als Farbabschattung bezeichnet. Eine derartige Farbabschattung tritt auch dann auf, wenn das der Fokussierung eines Bezugsbildmusters auf die Lichtempfangsflächen der jeweiligen Bildaufnahmeröhren ohne Vermittlung eines Aufnahmeobjektivs dienende Strahlenbündel farbzerlegt wird, um eine Steuerung des der Grundbeleuchtung dienenden Lichtstrahlenbündels von einer Lichtquelle zu bewirken, ferner um die Ausrichtung der Aufnahmeröhrensignalverarbeitungsvorrichtung und die Regulierungdes Weiß-Abgleiches zu bewerkstelligen. Die Farbabschattung, die von der Grundbeleuchtung herrührt, , wird nachstehend als ein Beispiel beschrieben werden.

Bekanntlich gibt es einige Aufnahmeröhren, die, wenn nicht speziell entworfen, ein Nachbild auf dem Fernsehempfänger erzeugen würden, wenn ein Objekt bei sehr

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schwacher Beleuchtung aufgenommen wird. Zur Unterdrückung dieses Nachbild-Phänomens wird üblicherweise die Lichtempfangsfläche der Aufnahmeröhre mit einer vorbestimmten Lichtintensität dauernd beleuchtet. Dieses wird als Grundbeleuchtung bezeichnet.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 fällt zur Durchführung der Grundbeleuchtung jeder Bxldkanalaufnahmeröhre ein Lichtstrahl auf die Farbzerlegungsfläche 3¹ des ersten dichroitischen Spiegels 3 in einer Richtung ein, die symmetrisch zur Einfallsrichtung des Aufnahmestrahlenbündels bezüglich der Farbzerlegungsflache 3¹ verläuft. Dieses Strahlenbündel rührt von einer Lampe 9 her, die Weißlicht mit Lichtanteilen zahlreicher Wellenlängen enthält. Das von der Lampe 9 ausgesandte Licht wird an einer Streuscheibe 10 gestreut. Eine Kodensorlinse 11 ist so an-, geordnet, daß deren optische.Achse die optische Achse des Aufnahmeobjektivs schneidet und im hinter dem dichroitischen Spiegel 3 befindlichen Strahlengang mit dieser zusammenfällt. Die Kondensor linse, _11 bildet demgemäß die Streuscheibe 10 oder den hierzu benachbarten Raum auf die Lichtempfangsfläche einer jeden Aufnahmeröhre ab. Das die Kondensorlinse 11 passierende Lichtstrahlenbündel erreicht die Blaubildkanalaufnahmeröhre 5B durch den ersten dichroitischen Spiegel und erreicht die Grün- und

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Rotkanalaufnahmeröhren 5G und 5R durch den ersten bzw. zweiten dichroitischen Spiegel 3 bzw. 4. Aus den Kennlinien des ersten und zweiten dichroitischen Spiegels 3 und 4 (siehe Fig. 2A und 2B) und aus den Kennlinien der Trimmfilter 8B, 8G und 8R (Fig. 3A, 3B und 3C) ergeben sich die Spektralverteilungen desGrundlichtes auf den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R der Blau-, Grün- und Rotbildkanalaufnahmeröhren, wie dieses in Fig. 6A, 6B bzw. 6C dargestellt ist. In diesen Figuren entsprechen die gestrichelt gezeichneten Kurven der Spektralverteilung an den Punkten Bu, Gu und Ru auf den Lichtempfangsflächen, ferner die ausgezogenen Kurven der Spektralverteilung an den Punkten Bc, Gc und Rc und schließlich die strichpunktierten Kurven der Spektralverteilung an den Punkten Bl, Gl und Rl. (An dieser Stelle sei bemerkt, daß beispielsweise der erste dichroitische Spiegel 3 nicht 100% der Lichtanteile des roten und grünen Wellenlängenbereichs durchläßt, sondern einen sehr kleinen Teil hiervon reflektiert. Sonach enthält das Lichtstrahlenbündel von der Grundbeleuchtungsquelle, das am ersten dichroitischen Spiegel 3 reflektiert und zum zweiten dichroitischen Spiegel 4 gerichtet wird, Licht des blauen Spektralbereichs im größten Prozentsatz, enthält aber auch Lichtanteile des roten und

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grünen Bereichs.) Man sieht, aus Fig. 6A, 6B und 6C, daß die relative Menge des Grundlichtes auf den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R der Blau-, Grund- und Rotkanalaufnahmeröhren die Tendenzen haben, wie diese durch die ausgezogenen Linien in Fig. 7A, 7B und 7 C dargestellt sind. Wie bereits in Verbindung mit Fig. 5A, 5B und 5C beschrieben, unterscheidet sich die Verteilung der Menge des Grundlichtes an der Blaulichtkanalempfangsflache 5¹B in der Tendenz von den Tendenzen auf den Grün- oder Rotlichtkanalempfangsflachen 5¹G bzw. 5¹R. Wenn daher jede Farbkanalaufnahmeröhre einer Grundbeleuchtung durch die Anordnung nach Fig. 1 unterworfen wird, dann tritt gleichfalls Farbabschattung auf. Wie gleichfalls vorstehend beschrieben worden ist, kann zur Projizierung und Fokussierung eines Bezugsbildmusters auf die Lichtempfangsfläche einer jeden Bildaufnahmeröhre die Streuscheibe 10 in Fig. 1 als das Bezugsmuster und die Linse 11 als die Projektionslinse benutzt werden. Auch in diesem Fall wird diö Farbabschattung in gleicher Weise auftreten. --.,... .

Bisher wurde die vorstehend beschriebene Farbabschattung durch elektrische Korrektion des oder der Signale beseitigt, die von einer oder zwei der Blau-, Grün- und

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Rotbildkanalaufnahmeröhren erzeugt werden. Beispielsweise wird bei der Anordnung nach Fig. 1 die vom Aufnahmestrahlenbündel herrührende Farbabschattung dadurch beseitigt, daß das von der Grünbildkanalaufnahmeröhre 5G erzeugte elektrische Signal derart korrigiert wird, daß die Größe des an der Gu-Seite der Lichtempfangsfläche 5¹G erhaltenen Signals kleiner als die Größe des an der Gl-Seite erhaltenen Signals ist. Auf diese Weise wird die Verteilung der relativen Lichtmenge des auf die Lichtempfangsfläche 5¹G einfallenden Lichtstrahlenbündels nach allem so geändert, daß im wesentlichen die gleiche Tendenz vorhanden ist, wie dieses durch die gestrichelt gezeichnete Linie in Fig. 5B dargestellt ist. Auf diese Weise kann die Farbabschattung beseitigt werden.

Die vorstehende Methode, nach der das Signal der Aufnahmeröhre elektrisch korrigiert wird, ist dahingehend nachteilig, als sie zu einem komplizierten Aufbau der Signalverarbeitungsschaltung führt. Des weiteren werden das oder die zu korrigierenden Signale im voraus in einem vorbestimmten Verhältnis pegelkorrigiert, und zwar entsprechend einem jeden Puntk der Lichtempfangsfläche; wenn sich daher die auf die Lichtempfangsfläche einfallende absolute Lichtmenge ändert, ergibt sich eine starke Änderung in der Differenz zwischen dem Absolutwert des Radienten des korrigierten Signalpegels bezüglich der Querrichtung der Lichtempfangsfläche und dem Absolutwert des Gradienten

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des unkorrigierten Signalpegels bezüglich der Querrichtung der Lichtempfangsfläche. Wenn daher die auf die Bildaufnahmeröhren einfallenden Lichtmengen schwanken, werden die Farben auf der Wiedergabefläche des Fernsehempfängers gleichfalls geändert, so daß es unmöglich ist, die Farbabschattung durch bloßes elektrisches Korrigieren der Signale einer oder mehrerer der Bildaufnahmeröhren ausreichend zu beseitigen. Weiterhin ist es für die Bildaufnahmevorrichtung, die innerhalb des Grundbeleuchtungssystems oder innerhalb des Bezugsmusterprojektxonssystems (Fig. 1) enthalten ist, aus den Fig. 5A und 5B und 7A und 7B ersichtlich, daß die Tendenz der Verteilung der relativen Lichtmenge an den Lichtempfangsflächen 5¹B und 5'G der Blau- und Grünbildkanalaufnahmeröhren unterschiedlich sirid für das Aufnahmestrahlenbündel und die Grundbeleuchtung; -in einem solchen Fall ist es äußerst schwierig, die Farbabschattung durch elektrisches Korrigieren der Signale der Bildaufnahmeröhren zu beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Farbfernsehkamera bereitzustellen, bei der das Auftreten einer Farbabschattung auf einfache Weise verhindert ist, und zwar insbesondere ohne elektrische Korrektion der Bildaufnahmeröhrenausgangssignale. Die Farbabschattung soll auch bei

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einer Farbfernsehkamera ähnlich einfach beseitigt werden, die ein optisches Grundbeleuchtungssystem und/oder ein optisches Musterprojektionssystem enthält. Insbesondere soll das Auftreten einer Farbabschattung durch eine entsprechende Korrektur des auf die Bildaufnahmeröhre einfallenden Lichtstrahlenbündels erfolgen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Hiernach ist die Farbfernsehkamera im wesentlichen aufgebaut aus einer Mehrzahl Bildaufnahmevorrichtungen mit je einer Lichtempfangsfläche zum Empfang eines Lichtstrahlenbündels eines vorbestimmten Wellenbereichs und zum Erzeugen eines elektrischen Signals, entsprechend der an der Lichtempfangsfläche von dem Lichtstrahlen.- bündel des vorbestimmten Wellenlängenhereichs. erzeugten Lichtmengenverteilung; einem optischen Linsensystem, das einem Objekt und jeder Bildaufnahmevorrichtungoptisch gegenübersteht, einem optischen Farbzerlegungssystem mit wenigstens einer dichroitischen Fläche, die im Strahlengang zwischen den Bildaufnahmevorrichtungen und zur optischen Achse des Linsensystems geneigt angeordnet ist, wobei die dichroitische Fläche dahingehend wirksam ist, das vom Objekt aus und durch das Linsen-

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system gehende Lichtstrahlenbündel in eine Mehrzahl Lichtstrahlenbündel vorbestimmter Wellenlängenbereiche zu zerlegen, mit denen die Lichtempfangsflächen der Bildauf— nähmevorrichtungen beaufschlagt werden; und einem Farbfilter, dessen Durchlässigkeitsfaktor für das Licht wenigstens eines Wellenlängenbereichs, der aus der Mehrzahl Wellenlängenbereiche ausgewählt ist, sich kontinuierlich vom einen Ende zum anderen Ende ändert, wobei das Farbfilter im Strahlengang zwischen Linsensystem und der dichroitischen Fläche des optischen Farbzerlegungs— systems derart angeordnet ist, daß die Richtung, incer sich sein Übertragungsfaktor für das Licht des ausgewählten Wellenlängenbereichs ändert, der Richtung entspricht, in der sich die relative Lichtmenge des Lichtstrahlenbündels des ausgewählten vorbestimmten Wellenlängenbereichs ändert.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen im einzelnen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des optischen Systems einer bekannten Farbfernsehkamera,

Fig. 2A und 2B Diagramme zur Darstellung der Durchlaßkennlinie der ersten und zweiten Farbzerlegungsflache,

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Fig. 3A, 3B und 3C Diagramme zur Darstellung der Durchlaßkennlinien der Trimmfilter,

Fig. 4A, 4B und 4C Diagramme zur Darstellung der spektralen Verteilung des Lichtstrahlenbündels, das vom Objekt zu den Lichtempfangsflächen der Blau-, Grün- bzw. Rotbildkanalaufnahmeröhren laufen,

Fig. 5A, 5B und 5C Diagramme zur Darstellung der Verteilungen der relativen Lichtmenge des Lichtstrahlenbündels, das vom Objekt zu den Lichtempfangsflächen der Blau-, Grünbzw. Rotbildkanalaufnahmeröhren verlaufen,

Fig. 6A, 6B und 6C Diagramme zur Darstellung der Spektra!Verteilungen der Lichtstrahlenbündel, die von der Grundlichtquelle zu den Lichtempfangsflächen der Blau-, Grün- bzw. Rotbildkanalaufnahmeröhren verlaufen,

Fig. 7A, 7B und 7C Diagramme zur Darstellung der Lichtmengenverteilung bezüglich der Strahlenbündel, die von der Grundlichtquelle zu den Lichtempfangsflächen der Blau-, Grün- bzw. Rotbildkanalaufnahmeröhren verlaufen,

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Pig. 8 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9A, 9B, 9C und 9D Diagramme zur Darstellung der

Durchlaßkennlinien von Farbfiltern, wie diese bei der Ausführungsform nach der Erfindung benutzt werden,

Fig. 10 ein Farbfilter zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11A, 11B und 11C und Fig. 12A, 12B und 12C

Diagramme zur Darstellung der Durchlaßkennlinien des Farbfilters nach Fig. 10,

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 14 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 8 ist eine erfindungsgemäß verbesserte Ausführungsform der bekannten Anordnung nach Fig. 1 dargestellt. In · Fig. 8 sind die den in Fig. 1 dargestellten Bauelementen

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funktionell gleichen Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist ein Farbfilter F, dessen Durchlässigkeitsfaktor für Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereiches sich kontinuierlich vom einen Ende zum anderen Ende ändert, im Aufnahmestrahlengang zwischen Objektiv 1 und dichroitischem Spiegel 3 angeordnet. Das Farbfilter F kann beispielsweise ein Filter sein, das Licht hauptsächlich des grünen Wellenlängenbereiches teilweise zu absorbieren vermag, wie dieses in Fig. 9A dargestellt ist, in der auf der Ordinate der Durchlässigkeitsfaktor und auf der Abszisse die Wellenlänge aufgetragen sind. Das Farbfilter F, das Licht hauptsächlich des grünen Wellenlängenbereiches teilweise zu absorbieren vermag, hat für das Licht, das vom Punkt P zu den Punkten Bu, Gu und Ru läuft, die .durch die gestrichelte Kurve in Fig. 9A dargestellte Kennlinie, ferner für Licht, das vom Punkt P zu den Punkten Bc, Gc und Rc läuft die durch die ausgezogene .Kurve in Fig. 9A dargestellte Kennlinie und.für Licht, das vom Punkt P zu den Punkten Bl, Gl und Rl läuft, die durch die strichpunktierte Kurve in Fig. 9A dargestellte Kennlinie.

Zum Aufbau eines Filters des vorstehend beschriebenen Verhaltens wird bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ein

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keilförmiges Farbglasfilter 12 aus einem Material benutzt, das hauptsächlich Grünlicht teilweise absorbiert. Dieses keilförmige Farbglasfilter 12 ist an der erwähnten Stelle so angeordnet, daß die Richtung, in der sich die Keildicke ändert, in der die Aufnahmeobjektivachse A und deren Fortsetzungen RA3 und RA4 nach.Reflexion an den dichroitischen Spiegeln 3 bzw. 4 enthaltenden Ebene gelegen ist, und daß die Richtung zunehmender Keildicke optisch mit der Richtung vom Punkt Gl zum Punkt Gu hin auf der Lichtempfangsfläche 5¹G der Grundbildkanalaufnahmeröhre zusammenfällt. Mit anderen Worten ist das hauptsächlich Grünlicht teilweise absorbierende Filter 12 so angeordnet, daß die Richtung, in der der Absorptionsfaktor für Grünlicht zunimmt, der Richtung optisch korrespondiert, in der die relative Menge des vom ersten und zweiten dichroitischen Spiegel 3 und 4 abgetrennten Grünlichtes zunimmt. Würde das keilförmige Farbglasfilter 12 nur als einziges Bauteil benutzt, so würde das Lichtstrahlenbündel auch noch einer Dispersion unterliegen. Um dieses zu vermeiden, ist das keilförmige Filter 12 mit einem gegenläufig keilförmigen Glasfilter 13 verbunden, dessen Brechungsindex im wesentlichen gleich dem des Filters 12 ist und das keine Wellenlängenselektionseigenschaften besitzt, also farblos und transparent ist. Das Filter F liegt daher als planparallele Platte vor, so daß es keine Farbdispersiori erzeugt.

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Durch das solcherart angeordnete Farbfilter F werden die Blau- und Rotlichtmengen im zu den Lichtempfangsflächen 5¹B und 5¹R der Blau- und Rotbildkanalaufnahmeröhren führenden Aufnahmenstrahlengang kaum geändert, während die Menge des auf die Lichtempfangsfläche 5¹G der Grünbildkanalaufnahmeröhre beeinflußt wird. Im einzelnen absorbiert das Farbfilter F das Grünlicht, das zum Punkt Gu hinläuft, zu einem größeren Prozentsatz als das Grünlicht, das zum Punkt Gl hinläuft. Folglich nimmt die relative Lichtmenge auf der Lichtempfangsfläche 5¹G die Tendenz an, wie diese durch die gestrichelte Kurve in Fig. 5B dargestellt ist, und diese Tendenz wird dieselbe wie die auf den Lichtempfangsflächen 5¹B oder 5¹R. Deshalb wird die vom Aufnahmestrahlenbündel herrührende Farbschattierung eliminiert. (In diesem Fall nimmt zwar die auf die Lichtempfangsfläche 5¹G auftreffende absolute Lichtmenge im Vergleich zu der Lichtmenge bei fehlendem Filter 12 ab, dieses kann aber einfach durch Zuführen des elektrischen Ausgangssignals der Bildaufnahmeröhre 5G an allgemein bekannte Korrektionsmittel zur Pegelanhebung jum einen vorbestimmten Betrag korrigiert werden.) In Fig. 8 kann das im Strahlengang zwischen Aufnahmeobjektiv und erstem dichroitischem Spiegel 3 gelegene Farbfilter F alternativ .auch ein Filter sein, das Licht hauptsächlich des blauen und Licht hauptsächlich des roten Bereiches teilweise

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absorbiert, wie dieses in Fig. 9B dargestellt ist. In diesem Fall sind die spektralen Durchlässigkeitskennlinien, wie diese durch die gestrichelte, die ausgezogene und die strichpunktierte Kurve in Fig. 9B dargestellt sind, den Lichtanteilen zugeordnet, die vom Punkt P zu den Punkten Bu, Gu und Ru, den Punkten Bc, Gc und Rc bzw. den Punkten Bl, Gl und Rl läuft. Ein solches Filter kann durch ein keilförmiges Glasmaterial gebildet sein, das Licht hauptsächlich des blauen und roten Bereiches teilweise absorbiert. Das keilförmige Farbglasfilter wird jedoch zusammen mit dem Keil 13 (Fig. 8) so angeordnet, daß das durch die strichpunktierte Linie bezeichnete Licht stärker durch den dickeren Keilteil passiert, als das durch die gestrichelte Linie dargestellte Licht. Demgemäß bildet in diesem Fall der Keil 12 in Fig. ein keilförmiges Glas ohne spektrale Durchlaßkennlinie.

Bei dieser Anordnung wird das vom Objekt herkommende und auf die Lichtempfangsflache 5¹G der Grünbildkanalaufnahmeröhre auftreffende Grünlichtstrahlenbündel kaum beeinflußt, während die Blau- und Rotlichtstrahlen, die vom Objekt zu den Lichtempfangsflächen 5¹B und 5¹R der. Blau- und Rotbildkanalaufnahmeröhren laufen, die in Fig. 5A bzw. 5C durch gestrichelte Linien dargestellte Tendenzen der relativen Lichtmengenverteilung annehmen. Daher kann die Farbschattierung, die dem vom Objekt herrührenden Licht-

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So

strahlenbündel erzeugt wird, beseitigt werden.

Die vorstehende Beschreibung erfolgte an Hand einer Ausführungsform, mit der die Farbschattierung, soweit vom Objektlichtstrahlenbündel herrührend, beseitigt werden kann. Ist jedoch die Bildaufnahmevorrichtung mit einer Grundbeleuchtungseinrichtung oder einer Musterprojektionseinrichtung versehen, dann tritt auch eine Farbabschattung auf, die dem Grundlicht oder dem Musterprojektionslichtstrahlenbündel zuzuschreiben ist. Um dieses zu verhindern, wird bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 8 ein Farbfilter F¹, dessen Durchlassigkeitsfaktor für einen vorbestimmten Lichtwellenlängenbereich kontinuierlich vom einen zum anderen Ende variiert, im Strahlengang des Grundlichtes (oder des Musterprojektionslichtstrahlenbündels) zwischen der Kondensorlinse (oder Projektionslinse 11) und der Farbzerlegungsfläche 3¹ des ersten dichroitischen Spiegels 3 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist für das Farbfilter F¹ ein keilförmiges Farbglasfilter 14 vorgesehen, das so angeordnet ist, daß die Richtung sich ändernder Keildicke in der die optische Achse A¹ der Kodensorlinse (oder Projektionslinse) 11 und die am ersten dichroitischen Spiegel 3 reflektierte Fortsetzung RA'3 der Achse A¹ enthaltenden Ebene gelegen ist. Das keilförmige Glasfilter 14 kann bei-

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spielsweise ein Glasfilter sein, das Licht hauptsächlich des blauen Wellenlängenbereiches teilweise absorbiert, wie dieses in Fig. 9C dargestellt ist. In diesem Fall wird das keilförmige Filter 14 so angeordnet, daß das vom Zentrum P' der Pupille der Kondensorlinse 11 zum Punkt Bu laufende Licht durch den dickeren Teil des Keiles geht, während das Licht, das vom Punkt B¹ zum Punkt Bl läuft, durch den dünneren Teil des Keiles geht. Mit anderen Worten, das hauptsächlich Blaulicht absorbierende Filter 14 ist so angeordnet, daß die Richtung zunehmender Blaulichtabsorption optisch der Richtung entspricht, in der die relative Lichtmenge für Blaulicht zunimmt, das am ersten dichroitischen Spiegel 3 abgezweigt wird. Um eine der Keilform des Farbglasfilters 14 zuzuschreibende Dispersion zu vermeiden, wird das Filter 14 mit einem farblosen, transparenten Glaskeil 15 praktisch des gleichen Brechungsindexes, jedoch ohne Wellenlängenselektionseigenschaften, ergänzt, um eine planparallele Platte zu erhalten.

Das mit dem vorstehend beschriebenen Farbglasfilter 14 versehene Filter F¹ absorbiert das Blaulicht, das vom Punkt P¹ aus zum Punkt Bu läuft, zu einem größeren Anteil als das Blaulicht, das vom Punkt P' zum Punkt Bl läuft.

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Sonach erfährt die relative Lichtmengenverteilung bezüglich des blauen Grundlichtes auf der Lichtempfangsfläche 5¹B eine Tendenz, wie diese durch die gestrichelte Linie in Fig. 7A dargestellt ist, während die Verteilung der reäjltiven Lichtmenge bezüglich des Grundlichtes auf den anderen Lichtempfangsflächen 5¹G und 5¹R Tendenzen erhält, wie diese durch die ausgezogenen Linien in Fig. 7B und 7C dargestellt sind. Sonach ist die Farbabschattung, die dem Grundlicht (oder einem Musterprojektionslichtstrahlenbündel) zuzuschreiben ist, unterdrückt.

Das Farbfilter F¹ kann alternativ ein Filter mit einer Kennlinie entsprechend Fig.. 9D sein, wonach der Grün- und Rotlichtdurchlässigkeitsfaktor für das Licht niedriger ist, das vom Punkt P¹ zu den Punkten Gl und Rl läuft, als für Licht, das vom Punkt P.¹ zu den Punkten Gu. und Ru läuft. Auch in diesem ,Fall kann das Filter durch ein keilförmiges Farbglasmaterial gebildet sein. Dieses Keilfilter wird so angeordnet, daß die Richtung zunehmender Keildicke mit dem keilförmigen Glas 15 in Fig. 8 zusammenfällt, so daß demgemäß das keilförmige Glas, das keine. Wellenlängenselektionseigenschaften besitzt und mit dem keilförmigen Farbfilter vereinigt wird, die Form des .Keiles 14 in Fig. 8 annimmt. Die Verteilung der relativen Lichtmengen bezüglich der Grün- und Rotgrundlichtanteile (oder Musterprojektionslichtstrahlanteile), die vom

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Punkt P¹ zu den Lichtempfangsflächen 5¹G und 5¹R laufen, erfahren also die durch die gestrichelten Linien in Fig. 7B und 7 C dargestellten Tendenzen. Demgemäß kann das Auftreten einer Farbabschattung, die dem Grundlicht zuzuschreiben ist, unterdrückt werden. •

Im vorstehenden erfolgte die Beschreibung der Unterdrückung der Farbabschattung, die dem Objektlichtstrahlenbündel zuzuschreiben ist, und der Farbabschattung, die dem Grundlicht (oderldem Musterprojektionslichtstrahlenbündel) zuzuschreiben ist, einzeln; um jedoch beide Arten dieser Farbabschattungen gleichzeitig zu eliminieren, können die Farbfilter F und F¹, wie es auch in Fig. 8 dargestellt ist, einerseits zwischen Aufnahmeobjektiv 1 und erstem dichroitischem Spiegel 3 und andererseits zwischen Kondensorlinse (oder Projektionslinse) 11 und erstem dichroitischem Spiegel 3 angeordnet werden. In diesem Fall muß auf die Wahl der spektralen Kennlinien der Farbfilter F und F¹ geachtet werden, um sicherzustellen, daß die Tendenz der Verteilung der relativen Lichtmenge bezüglich des Lichtstrahlenbündels, das vom Objekt zur Lichtempfangsfläche jeder betreffenden Bildaufnahmeröhre läuft, mit der des Grundlichtes zusammenfällt. Wenn im einzelnen das ■ keilförmige Farbglasfilter mit der Kennlinie nach Fig.9A als der Keil 12 gewählt wird, muß das keilförmige Farb-

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glasfilter der in Fig. 9C dargestellten Kennlinie für den Keil 14 gewählt werden, wodurch die Neigungen der Verteilungen der relativen Lichtmengen, die in Fig. 7A, 7B und 7C angegeben sind, sämtlich nach rechts oben gerichtet verlaufen (in diesem Fall sind die Keile 13 und 15 aus dem Glas ohne Wellenlängenselektionseigenschaften.) Wenn alternativ das keilförmige Farbglasfilter mit der Kennlinie nach Fig. 9 für den Keil 13 gewählt wird, dann muß das keilförmige Farbglasfilter der Kennlinie nach Fig. 9D als der Keil 15 gewählt werden, wodurch die Neigungen der relativen Lichtmengenverteilungen, die in Fig. 5A, 5B, 5C und 7A, 7B und 7C dargestellt sind, sämtlich nach rechts oben .gerichtet werden können, (in diesem letzteren Fall, sind die Keile 12 und 14 aus dem Glas ohne Wellenlängenselektionseigenschaft.)

In Fig- 8 liegen die Pupillen des Aufnahmeobjektivs 1 und der Kondensorlinse 11 zu den entsprechenden Linsen näher benachbart als zu den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R der Bildaufnahmeröhren. Wenn die Austrittspupille des Aufnahmeobjektivs 1 hinter den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R gelegen ist, dann sollte die Richtung, in der sich der Durchlässigkeitsfaktor des Farbfilters E ändert, entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Richtung verlaufen. Beispielsweise sollte das keilförmige Farbfilter mit der Kennlinie nach Fig. 9A so angeordnet werden wie der Keil 13. Dieses deshalb, weil, wenn die Austrittspupille

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des Aufnahmeobjektivs 1 hinter den Lichtempfangsflächen der Bildaufnahmeröhre liegt, die Größenbeziehungen zwischen den Einfallswinkeln, unter denen die auf die Punkte Bl, Gl, Rl, Bu, Gu und Ru der entsprechenden Lichtempfangsflachen auftreffenden Hauptstrahlen auf die Farbzerlegungsflachen 3' und 4' des ersten und zweiten dichroitischen Spiegels einfallen, gegenüber den in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Beziehungen umgekehrt sind, so daß die Neigungen der ausgezogenen Linien in Fig. 5A, 5B und 5C sämtlich umgekehrt verlaufen. Wenn die Pupille der Kondensorlinse (oder Projektionslinse) 11 hinter den Lichtempfangsflächen 5'B, 5¹G und 5¹R der einzelnen Bildaufnahmeröhren liegt, sollte die Richtung, in der sich der Durchlässigkeitsfaktor des Farbfilters F¹ ändert, der vorerwähnten Richtung, entgegengesetzt verlaufen, wie dieses bereits erwähnt wurde. .

In den Fällen, in denen eine Grundbeleuchtung oder eine Musterprojektion unnötig ist, oder wo die der Grundbeleuchtung oder Musterprojektion, zuzuschreibende Farbabschattung vernachlässigbar ist, oder wenn das Grundlicht direkt auf die Lichtempfangs flächen 5¹B, 5^fG und 5¹R gegeben wird, ohne vorher durch das optische Farbzerlegungssystem geschickt zu werden, ist die Stelle, an der das Filter F zur Verhinderung der Farbabschattung angeordnet ist, nicht auf die in Fig. 3 dargestellte Stelle beschränkt.

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Wenn beispielsweise das Filter F ein solches mit einer Kennlinie nach Fig. 9A ist, kann es im Strahlengang zwischen erstem und zweitem dichroitischem Spiegel 3 bzw. 4 oder im Strahlengang zwischen zweitem dichroitischem Spiegel 4 und der Grünbildkanalaufnahmeröhre 5G angeordnet werden. Wenn es andererseits für die Anordnung nach Fig. nur notwendig ist, die Unterschiede im Verlauf der relativen Lichtmenge bezüglich des Vorspannungslichtes oder des Bezugsmusterprojektionslichtstrahlenbündels zwischen den Lichtempfangsflächen der entsprechenden Bildkanalaufnahmeröhren zu korrigieren, dann ist das Farbfilter F¹ das einzige Filter, das vorgesehen werden sollte.

Wie aus Fig. 5A, 5B, 5C und Fig. 7A, 7B, 7 C ersichtlich ist, wird die auf die Lichtempfangsfläche jeder Bildaufnahmeröhre einfallende Lichtmenge vom einen Ende zum anderen Ende auch dann erhöht oder erniedrigt, wenn ein Objekt aufgenommen wird, das gleichförmige Weißlichtintensität an seiner ganzen Oberfläche emittiert. Daher wird, selbst wenn Farbabschattung eliminiert ist, die Helligkeit des Bildes auf der Wiedergabefläche des Fernsehempfängers zwischen gegenüberliegenden Enden differieren. Dieser Effekt wird Luminanz-Abschattung genannt. In der Praxis wird die Luminanz-Abschattung häufig vernachlässigt und nicht korrigiert, wenngleich

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sie ebenfalls bei der Ausführungsform nach Fig. 8 eliminiert werden kann. Zur Eliminierung der Luminanz-Abschattung, die dem Objektlichtstrahlenbündel zuzuschreiben ist, wird ein keilförmiges ND-Filter (Filter neutraler Dichte), das keine Wellenlängenselektionseigenschaften besitzt und nur die Menge des durchgelassenen Lichtes ändert, mit dem keilförmiaen Farbglasfilter vereinigt, um dadurch ein. planparalleles Farbfilter F, F¹ zu erzeugen. Wenn der Keil 12 als das keilförmige Farbglasfilter mit der Kennlinie nach Fig. 9A betrachtet wird, dann trifft es für den ganzen Wellenlängenbereich zu, daß das Licht, das vom Punkt P zu den Punkten Bl, Gl und Rl läuft, vom keilförmigen ND-Filter 13 stärker absorbiert wird als das Licht, das vom Punkt P zu den Punkten Bu, Gu und Ru läuft, so daß die Verteilung der relativen Lichtmenge an der Lichtempfangsfläche jeder Bildkanalaufnahmeröhre im wesentlichen horizontal ist und nicht wie in den Fig. 5A, -5B und 5C dargestellt geneigt verläuft. Auf diese Weise kann Luminanz-Abschattung, die dem Objektlichtstrahlenbündel zuzuschreiben ist, beseitigt werden. In ähnlicher Weise kann die Luminanzabschattung, die dem Grundlicht oder dem Bezugsmusterprojektionslichtstrahlenbündel zuzuschreiben ist, dadurch eliminiert werden, daß der Glaskeil 15, der mit dem Farbfilterkeil 14 vereinigt ist, als ND-Filterkeil (Graukeil) ausgebildet wird.

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Eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungsgemäß vorgesehenen Farbfilters ist in Fig. 10 dargestellt. Das dort dargestellte Farbfilter ist aus zwei Farbglasfilterkeilen 16 und 17 aufgebaut, die sich zusammen zu einer planparallelen Platte ergänzen, wobei die beiden Farbglasfilter 16 und 17 im wesentlichen gleichen Brechungsindex haben und Lichtanteile in hauptsächlich unterschiedlichen Wellenlängenbereiche teilweise absorbieren. Die keilförmigen Farbglasfilter 16 und 17 können die spektralen Durchlässigkeitskennlinien nach Fig. 11A und 11B haben. Das durch zwei solcherart vereingte Filterkeile gebildete Filter ist so, daß wiederum nur der Durchlässigkeitsfaktor für im wesentlichen Grünlicht kontinuierlich vom einen Ende zum anderen Ende des Filters kontinuierlich-variiert. Alternativ können die keilförmigen Farbglasfilter, 16. und 1.7 so. gewählt werden, daß sie die spektralen Durchlässigkeitskennlinien nach Fig. 12A und 12B haben. Die Kennlinie des durch diese beiden miteinander vereinigten Filterkeile erzeugten Filters ist die in Fig. 12C dargestellte, wobei sich der Durchlässigkeitsfaktor hauptsächlich für Grünlichtallein wie beim vorstehend be-, schriebenen Filter ändert.(In Fig. 11A, 11B, 11C und Fig. 12A, 12B, 12C sind die strichpunktierten Kurven, die ausgezogenen Kurven und die gestrichelten Kurven den spektralen Durchlässigkeitskennlinien für die

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Strahlen L1, L2 und L3 in Fig. 10 zugeordnet.) Wenn das Filter nach Fig. 10 mit den Eigenschaften nach Fig. 11C und 12C bei der Ausführungsform nach Fig. 8 benutzt wird, sollte dieses Filter an der von den Keilen 12 und 13 eingenommenen Stellung derart angeordnet werden, daß die Strahlen L1, L2 und L3 in Fig. 10 den Strahlen entsprechen, die in Fig. 8 durch die strichpunktierte Linie, die ausgezogene Linie und die gestrichelte Linie dargestellt sind. Auf diese Weise kann der Verlauf der relativen Lichtmenge für den Lichtstrahl, der vom Objekt zur Lichtempfangsfläche 5¹G der Gründbildkanalaufnahmeröhre läuft, in die durch die gestrichelte Linie in Fig. 5B dargestellte Tendenz korrigiert werden.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei funktionell entsprechende Teile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein Prisma an Stelle der dichroitischen Spiegel als das optische Farbzerlegungssystem verwendet. Im einzelnen sind ein erstes, ein zweites und ein drittes Prisma 18, 19 bzw. 20 vorgesehen, wobei das erste und zweite Prisma durch einen kleinen Luftspalt voneinander getrennt und das zweite und dritte Prisma miteinander verbunden sind. Die Oberfläche des ersten Prismas 18, die dem zweiten Prisma 19 gegenübersteht, trägt einen auf-

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gedampften dichroitischen Film, der praktisch alles Blaulicht reflektiert und die Lichtanteile in den anderen Wellenlängenbereichen durchläßt. An der Grenzfläche zwischen zweitem Prisma 19 und drittem Prisma 20 ist ein dichroitischer Film aufgedampft, der praktisch alles Rotlicht reflektiert und die Lichtanteile der anderen Wellenlängenbereiche durchläßt. Auf diese Weise sind eine erste und eine zweite Farbzerlegungsflache 3" bzw. 4" gebildet. Die reflektierten optischen Achsen von erster und zweiter farbzerlegender Oberfläche liegen in einer gemeinsamen Ebene und beidseits der optischen Achse des Aufnahmeobjektivs 1. Das erste Prisma 18 dient zur Totalreflexion des Blaulichtstrahlenbündels, das an der ersten Farbzerlegungsflache 3" reflektiert wird, um es durch die Austrittspupille 18' zur Lichtempfangsfläche 5¹B der Blaulichtkanalaufnahmeröhre zu schicken. Das zweite Prisma 19 dient zur Totalreflexion des Rotlichtstrahlenbündels, das an der zweiten Farbzerlegungsfläche 4¹ reflektiert wird, um es über die Austrittspupille 19" zur Lichtempfangsfläche der Rotbild- . kanalaufnahmeröhre zu schicken. Das dritte Prisma 20 dient zur Anpassung der optischen Weglänge des Grünlichtstrahlenbündels an die der anderen Farbkanäle und läßt das Grünlichtstrahlenbündel durch die Austrittspupille 20' zur Lichtempfangsfläche der Grünbildkanalaufnahmeröhre durch.

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Wiederum ist in einer Kamera mit einem optischen Farbzerlegungssystem das aus solchen Prismen aufgebaut ist, die Verteilung der relativen Lichtmenge an den Lichtempfangsflächen der einzelnen Farbbildkanalaufnahineröhren so, daß sich die durch die ausgezogenen Linien in Fig. 5A, 5B und 5C angegebenen Tendenzen vorhanden sind, also Farbabschattung auftritt. Die Farbabschattung kann jedoch dadurch beseitigt werden, daß im Strahlengang zwischen Aufnahmeobjektiv und der Eintrittsfläche 18" des ersten Prismas 18 ein Farbfilter F angeordnet wird, dessen Durchlässigkeitsfaktor für vorbestimmte Lichtwellenlängenbereiche (grün oder blau und rot) kontinuierlich vom einen Ende zum anderen Ende des Filters variiert.".. Dieses Farbfilter F kann aus einem oder zwei keilförmigen Farbglasfiltern in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführung gebildet sein. So ist das in Fig. 13 mit 12 bezeichnete Element ein keilförmiges Farbglasfilter mit einer Kennlinie entsprechend Fig. 9A, während das mit 13 bezeichnete Element ein Glaskeil ohne Wellenlängenselektionseigenschaften ist. Ist der Keil 3 als ND-Filter ausgebildet, dann kann die Luminanz-Abschattung gleichfalls korrigiert werden.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Auch hier sind die Bauteile, die den entsprechenden Bau-

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teilen in Fig. 1 oder 8 funktionell gleichen mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Bei dieser Asufuhrungsform bildet das Aufnahmeobjektiv 1 das Objekt O auf eine Feldlinse 21 ab, und dieses Bild des Objektes wird dann seinerseits auf die Lichtempfangsfläche einer jeden Bildkanalaufnahmeröhre durch ein Relaislinsensystem abgebildet. Das Relaislinsensystem weist eine erste Relaislinse 23 auf sowie zweite Relaislinsen 24B, 24G und 24R für den Blau-, Grün- bzw. Rotkanal. Die Pupille jedes Systems liegt im Mittelteil zwischen der ersten und zweiten Relaislinse, wie dieses bei einem solchen Bilderzeugungssystem üblich ist. Der erste und der zweite dichroitische Spiegel 3 bzw. 4 liegen zwischen der ersten Relaislinse 23 und der zweiten Relaislinse 24G in zur optischen Achse geneigter Stellung. Sonach können aufrechte Blau-, Grün- und Rotbilder des Objektes auf den Lichtempfangsflächen der zugeordneten Bildaufnahmeröhren erzeugt werden.

Nachstehend sei die Anordnung nach Fig. 14 an Hand des Weges erläutert, den die auf die Lichtempfangsfläche 5'G der Grünbildkanalaufnahmerohre 5G auftreffenden Hauptstrahlen nehmen. Bc, Gc und Rc seien die Zentren der Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und, 5¹R der Bildauf-

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nahmeröhren 5B, 5G und 5R. Ferner seien Bu, Gu und Ru die Punkte, auf die der in der Zeichnung obere Punkt Ou des Objektes auf die entsprechenden Lichtempfangsflächen abgebildet wird, weiterhin seien Bl, Gl und Rl die Punkte, auf die der untere Objektpunkt Ol an den jeweiligen Lichtempfangsflächen abgebildet wird. Der Hauptstrahl (gestrichelte Linie) vom umgekehrten Bild o'l des Punktes 01, das bei der Feldlinse 21 erzeugt wird, geht durch den in der Zeichnung oberen Teil der ersten Relaislinse und durch den unteren Teil der zweiten Relaislinse 24G, um den Punkt Gu auf der Licht— empfangsfläche 5¹G zu erreichen, während der Hauptstrahl (strichpunktierte Linie) vom Bild O'u des Objektpunktes Ou durch den in der Zeichnung unteren Teil der ersten Relaislinse 23 verläuft, um dann über den oberen Teil der zweiten Relaislinse 24G zum Puntk Gl auf der Lichtempfangsfläche 5¹G zu gelangen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Winkel, unter dem der gestrichelt gezeichnete Hauptstrahl auf den ersten dichroitischen Spiegel 3 einfällt, größer als der Winkel, unter dem der strichpunktiert gezeichnete Hauptstrahl am selben Spiegel einfällt. Andererseits ist der Winkel,unter dem der gestrichelt gezeichnete Hauptstrahl auf den zweiten dichroitischen Spiegel 4 einfällt,

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kleiner als der Winkel, unter dem der strichpunktiert gezeichnete Hauptstrahl auf diesen Spiegel einfällt. An Hand der weiter oben beschriebenen Sachverhalte sieht man daher, daß die Verteilung der relativen Lichtmenge auf der Lichtempfangsfläche 5'G die durch die gestrichelte Linie in Fig. 5B dargestellte Tendenz hat. Gleichermaßen sieht man, daß die Verteilung der relativen Lichtmenge an den Lichtempfangsflächen 5¹B und 5¹R. die durch die gestrichelten Linien in Fig. 5A und 5C dargestellten Tendenzen haben

In Fig. 14 weist das Farbfilter F ein keilförmiges Farbglasfilter 12 mit einem Kennlinienverlauf nach Fig. 9_A auf, ferner ein keilförmiges Glas 13 ohne Wellenlängenselektionseigenschaft, das mit dem Keil 12 verbunden ist. Das Filter F liegt zwischen der Feldlinse 21 und der ersten Relaislinse 23. In Fig. 14 ist die Orientierung des keilförmigen Farbglasfilters 12 in der Zeichenebene gegenüber der des keilförmigen Farbglasfilters 12 in Fig. 13 verschieden, das die Kennlinie nach Fig. 9A besitzt. Dieser Unterschied ergibt sich aus den Wegen der vorstehend beschriebenen Hauptstrahlen. In jedem Fall läuft jedoch der gestrichelt gezeichnete Hauptstrahl durch

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den dickeren Teil des keilförmigen Farbfilters, das das Grünlicht hier zu einem größeren Prozentsatz als am Ort des strichpunktierten Hauptstrahls absorbiert. Allgemein gesprochen ist ein Filter, dessen Durchlässigkeitsfaktor für einen vorbestimmten Wellenilängenbereich vom einen Ende zum anderen Ende des Filters variiert, so angeordnet, daß die Richtung, in der der Durchlässigkeitsfaktor für den vorbestimmten Lichtwellenlängenbereich abnimmt, optisch der Richtung entspricht, in der die relative Lichtmenge für den vorbestimmten Lichtwellenlängenbereich zunimmt.

Auch in Fig. 14 kann ein Filterjmit den Eigenschaften nach Fig. 9B, 9C oder 12C für das Filter F benutzt werden. In jedem Fall wird das Farbfilter so angeordnet, daß die gestrichelt und strichpunktiert gezeichneten Kennlinien in jedem Diagramm auf die gestrichelt bzw. strichpunktiert gezeichneten Hauptstrahlen in Fig. 14 zutreffen.

Die Anordnung nach Fig. 14 ist mit einem optischen Bezugsmusterprojektionssystem ausgestattet. Dieses optische System weist eine Lichtquelle 9¹ auf, ferner eine Kondensorlinse 29 und eine mit einem Bezugsmuster ■ versehene Scheibe 26. Mit 27 ist eine Linse bezeichnet,

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die wie die erste Relaislinse 23 mit den zweiten Relaislinse 24B, 24G und 24R zum Aufbau des Bilderzeugungssystems zusammenwirkt. Jedes dieser Bilderzeugungssysteme bildet ein Bild des Bezugsmusters auf die Lichtempfangsflachen 5^fB, 5¹G, 5¹R der entsprechenden Bildkanalaufnahmeröhren ab.

Auf den Lichtempfangsflächen 5¹B, 5¹G und 5¹R ist die Verteilung der relativen Lichtmenge für das durch jenes optische System erzeugte Bezugsmusterprojektionslichtstrahlenbündel die durch die gestrichelten Linien in Fig. 7A, 7B und 7C angegebene. Dieses bedeutet Auftreten von Farbabschattung, und um dieses zu vermeiden, kann ein Farbfilter F" ähnlich dem Farbfilter F¹ in Fig. 8 in den Strahlengang des Bezugsmusterprojektsionslieht-'strahlenbündels eingefügt-werden. In Fig. ΐ4 ist ---des- Farbfilter F" zwischen dexr Linse 27 und dent ersten dichroitischen Spiegel 3 eingesetzt. Wenn dieses Farbfilter F* durch ein keilförmiges Farbglasfilter 28 einer -Kennlinie nach Fig. 9C und- einem keilförmigen Glas 29 ohne Wellenlängenselektionseigenschaften aufgebaut ist, dann wird die Verteilung der relativen Lichtmenge für das Blau-Bezugsmusterprojektionslichtstrahlenbündel auf der Lichtempfangsfläche 5'B der Blaubildkanalaufnahmeröhre in die durch die ausgezogene Linie in Fig. 7A dargestellte Tendenz korrigiert werden, wodurch eine Farb-

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Schattierung, die dem Bezugsmusterprojektionslichtstrahlenbündel zuzuschreiben ist, beseitigt wird. Auch in diesem Fall ist das keilförmige Farbglasfilter 28, das die Kennlinie nach Fig. 9C besitzt, in der Zeichnung gegenüber dem keilförmigen Farbglasfilter 14 in Fig. 8, das gleichfalls die Kennlinie nach Fig. 9C besitzt, entgegengesetzt orientiert. Dieser Unterschied ergibt sich, wie erwähnt, aus dem unterschiedlichen Weg des Hauptstrahls zwischen diesen beiden Filtern. Auch das Farbfilter F" kann ein solches sein, das die Kennlinie nach Fig. 9D besitzt, wobei dann wiederum das Farbfilter F¹ so orientiert sein muß, daß die Richtung abnehmenden Durchlässigkeitsfaktors für Grün- und Rotlicht der Richtung zunehmender relativer Lichtmengen auf den Lichtempfangsflächen 5¹G und 5¹R der Grün- und Rotbildkanalaufnahmeröhren entspricht. Wenn weiterhin die Scheibe 26 eine Streuscheibe ist, dann wird das vorstehend beschriebene optische System .ein Grundbeleuchtungssystem. (Wenn die beiden Farbfilter F und F" wie in Fig. 14 verwendet werden, müssen bei der Wahl der Wellenlängenselektionskennlinien dieser beiden Filter dieselben Kriterien,wie bereits früher erwähnt, erfüllt sein.)

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Leerseite

Claims

- «rr - BLUMBACH · WESER . BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH 2645010 PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Postadresse München: Patentconsull 8München60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Patentansprüche

1. Farbfernsehkamera,

gekennzeichnet durch eine Mehrzahl Bildaufnahmevorrichtungen (5R_f 5G, 5B), die je eine Lichtempfangsfläche • (5-¹R, 5¹G, 5¹B) zum Empfang eines Lichtstrahlenbündels eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs und zur Erzeugung eines elektrischen Signals aufweisen, das der Lichtmengenverteilung auf der vom betreffenden Lichtstrahlenbündel des vorbestimmten Wellenlängenbereichs beaufschlagten Lichtempfangsfläche entspricht, ein Linsensystem (1), das dem Objekt (O) und jedem der Bildaufnahmevorrichtungen optisch gegenübersteht, ein optisches Farbzerlegungssystem (3, 4) mit wenigstens einer diehroitischen Fläche (3¹, 4')/ die im Strahlengang zwischen der Mehrzahl Bildaufnahmevorrichtungen und zur optischen Achse des Lirisensystems geneigt angeordnet und dahingehend wirksam ist, das vom Objekt durch das Linsensystem laufende Lichtstrahlenbündel in eine Mehrzahl Lichtstrahlenbündel vorbestimmter Wellenlängenbereiche zu zerlegen, mit denen die Lichtempfangsflächen der Mehrzahl Bildaufnahmevorrichtungen beaufschlagt werden, sowie
durch ein Farbfilter (F),dessen Durchlässigkeitsfaktor

München:Kramer-Dr.Weser-Hirsch—Wiesbaden:Blumbach ·Dr.Bergen ·Zwirner

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ORIGINAL INSPECTED

für das Licht wenigstens eines aus der Mehrzahl Wellenlängenbereiche ausgewählten Wellenlängenbereiches sich vom einen Ende zum anderen Ende kontinuierlich ändert, wobei das Farbfilter im Strahlengang zwischen dem Linsensystem und der dichroitischen Fläche des optischen Farbzerlegungssystems so angeordnet ist, daß die Richtung, in der sich sein Durchlassigkeitsfaktor für das Licht des ausgewählten Wellenlängenbereiches ändert, der Richtung entspricht, in der sich die relative Lichtmenge des betreffenden Lichtstrahlenbündels des ausgewählten vorbestimmten Wellenlängenbereiches ändert. -

2. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl Bildaufnahmevorrichtungen wenigstens drei Bildaufnahmevorrichtungen umfassen, nämlich eine zum Empfang des Blaulichtstrahlenbündels, eine zum Empfang des Grünlichtstrahlenbündels und eine zum Empfang des Rotlichtstrahlenbündels, daß das optische Farbzerlegungssystem mit einer ersten dichroitischen Fläche (3¹-). zum Abspalten des Blaulichtstrahlenganges und mit einer zweiten dichroitischen Fläche (4 *) zum Abspalten des Rotlichtstrahlengangs versehen ist und daß das Farbfilter im Strahlengang zwischen dem Linsensystem (1) und einer der beiden

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dichroitischen Flächen gelegen ist.

3. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite dichroitische Fläche (3', 4¹) in der angegebenen Reihenfolge hinter dem Linsensystem (1) angeordnet sind, daß das Farbfilter (F) hauptsächlich das Blaulicht und Rotlicht teilweise absorbiert und im Strahlengang zwischen dem Linsensystem und der ersten dichroitischen Fläche angeordnet ist.

4. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite dichroitische Fläche (3¹, 4¹) in der angegebenen Reihenfolge hinter dem Linsensystem (1) angeordnet sind und daß das Farbfilter hauptsächlich das Grünlicht teilweise absorbiert und im Strahlengang zwischen dem Linsensystem und der zweiten dichroitischen Fläche angeordnet ist.

5. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter aus einem Farbglaskeil und einem diesen zu einer planparallelen Platte ergänzenden farblosen Glaskeil desselben Brechungsindexes wie der des Farbglaskeils aufgebaut ist.

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6. Farbfernsehkamera nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der farblose Glaskeil ein keilförmiges Filter neutraler Dichte ist,

7. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter 2 Farbglaskeile gleichen Brechungsindexes jedoch unterschiedlicher Farbe aufweist, die zum Erhalt einer planparallelen Platte miteinander vereinigt sind.

8. Farbfernsehkamera,

gekennzeichnet durch eine erste Bildaufnahmevorrichtung zum Empfang eines Lichtstrahlenbündels eines ersten vorbestimmten Wellenlängenbereichs, eine zweite Bildaufnahmevorrichtung zum Empfang eines Lichtstrahlenbündels eines zweiten vorbestimmten Wellenlängenbereichs, der vom ersten vorbestimmten Wellenlängenbereich verschieden ist, ein erstes Linsensystem, das einem ersten Objekt und der ersten und zweiten Bildaufnahmevorrichtung optisch gegenübersteht,
ein zweites Linsensystem (11, 25), das einem zweiten Objekt (10, 26) und der ersten und zweiten Bildaufnahmevorrichtung optisch gegen-

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übersteht, wobei das zweite Linsensystem so angeordnet ist, daß seine optische Achse die des ersten Linsensystems schneidet,

ein optisches Farbzerlegungssystem mit einer dichroitischen Fläche zum Reflektieren hauptsächlich eines der Lichtanteile des ersten und zweiten vorbestimmten Wellenlängenbereiches und zum Hindurchlassen hauptsächlich des anderen der Lichtanteile, wobei die dichroitische Fläche am Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen des ersten und zweiten Linsensystems zu deren Vereinigung angeordnet ist,

ein erstes Trimmfilter (8B, 8G, 8R) im Strahlengang zwischen erster Bildaufnahmevorrichtung und der dichroitischen Fläche, das eine Durchlaßkennlinie für das Licht des ersten vorbestimmten Wellenlängenbereichs besitzt,

ein zweites Trimmfilter im Strahlengang zwischen zweiter : ~ Bildaufnahmevorrichtung und der dichroitischen Fläche, - das eine Durchlaßkennlinie für den zweiten vorbestimmten Wellenlängenbereich besitzt, sowie, durch ein Farbfilter, dessen Ditrchlässigkeitsfaktor sich für das Licht des ersten Uellenlängenbereichs vom einen zum anderen Ende ändert und das im Strahlengang zwischen erstem Linsensystem und der dichroitischen Fläche derart angeordnet ist, daß die Richtung, in der

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sich sein Durchlässigkeitsfaktor für das Licht des ersten Wellenlängenbereichs ändert, der Richtung entspricht, in der die relative Lichtmenge des betreffenden Lichtstrahlenbündels des ersten vorbestimmten Wellenlängenbereichs ändert, das von dem optischen Farbzerlegungssystem abgespalten ist.

9. Farbfernsehkamera nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter einen Farbglaskeil und einen diesen zu einer planparallelen Platte ergänzenden farblosen Glaskeil desselben Brechungsindexes wie der des Farbglaskeils aufweist.

10. Farbfernsehkamera nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der farblose Glaskeil ein keilförmiges Filter neutraler Dichte ist.

11. Farbfernsehkamera nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,daß das Farbfilter aus zwei - . .:. Farbglaskeilen gleichen Brechungsindexes jedoch unterschiedlicher Farbe aufgebaut ist , die zur Bildung einer planparalellen Platte miteinander vereinigt sind.

12. Farbfernsehkamera nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Farbfilter (F¹, F") im Strahlengang zwischen dem zweiten Linsensystem und der dichroitischen Fläche angeordnet ist,

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daß das zweite Farbfilter einen Durchlässigkeitsfaktor für Licht des zweiten Wellenlängenbereiches besitzt, der sich vom einen zum anderen Ende ändert, und daß das zweite Farbfilter so angeordnet ist, daß die Richtung, in der sich sein Durchlässigkeitsfaktor für das Licht des zweiten Wellenlängenbereichs ändert, der Richtung entspricht, in der sich die relative Lichtmenge des betreffenden Lichtstrahlenbündels des zweiten vorbestimmten Wellenlängenbereichs ändert, das von dem Farbzerlegungssystem abgetrennt ist.

13. Farbfernsehkamera nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß.das zweite Farbfilter einen Farbglaskeil und einen diesen zu einer planparallelen Platte ergänzenden farblosen Glaskeil desselben Brechungsindexes wie der des Farbglaskeils aufweist.

14. Farbfernsehkamera nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß»der farblose Glaskeil ein keilförmiges Filter neutraler Dichte ist.

15. Farbfernsehkamera nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Farbfilter zwei Farbglaskeile gleichen Brechungsindexes jedoch unterschiedlicher Farbe aufweist, die zur Bildung einer planparallelen Platte miteinander vereinigt sind.

709816/0803