<B>Vorrichtung zur Lichtschwächung bei Aufnahmegeräten, insbesondere für Fernsehzwecke</B> 1)ie Beleuchtung eines fernsehmässig zu übertragenden Gegenstandes kann um meh- rere Zehnerpotenzen (1 bis 100 000 Lux) schwanken. Der Helligkeitsumfang, der von f'ernsehaufnahmeröhren, z. B. Ikonoskop, Or- t!iikon oder deren Abarten verarbeitet werden kann, ist wesentlich kleiner. Infolgedessen muss ein Lichtsehwäehungsmittel vorgesehen werden.
Bisher benutzte man entweder die Va- i-iation des Öffnungsverhältnisses vom Ob- ,joktiv (Grösse der Irisblende) oder lichtabsor bierende Filter (Graufilter) oder die Kombi nation aus beiden Möglichkeiten, um den Scliwäehungsfaktor im Verhältnis 1 :100 000 zu variieren. Diese bekannte Anordnung be sitzt verschiedene Nachteile.
1. Soweit die Irisblende nicht von Hand < < us bedient werden kann, sind mechanische Getriebe notwendig, die dann besonders kom pliziert werden, wenn mehrere Objekte in einem Revolverkopf angeordnet sind, zumal welin nian verlangt, dass bei Objektivwechsel < las Öffnungsverhältnis des Objektives kon stant bleibt. Ausserdem ist eine einfache Aus tauschbarkeit der Objektive nicht gegeben.
'. Benutzt, man die Irisblendeneinstellung als Lichtsehwäehungsmittel, so ändert sich wan-u <B>-</B> die Tiefenschärfe. Das ist aber z , äufi, aus andern Gesichtspunkten (künstlicherisehe Bildwirkung) oft. unerwünscht. 3. Die Irisblendeneinstelhing überstreicht nicht den gesamten vorkommenden Hellig keitsumfang, da. der Lichtschwächung durch die Irisblende wegen der bei engen Öffnungen auftretenden Beugungserscheinungen eine Grenze gesetzt ist.
Es ist also eine Kombina tion mit Graufiltern erforderlich, so dass bei :Änderung der Beleuchtungsverhältnisse unter Umständen die Fernsehsendungen unterbro chen werden müssten, weil es notwendig ist, ein anderes Graufilter einzuschalten.
Erfindlingsgemä,ss wird eine küvettenartige Vorrichtung zur Lichtschwächung verwendet, bei der in dem optischen Strahlengang, der das aufzunehmende Objekt auf der lichtemp findlichen Fläche der Aufnahmeröhre abbil det, zwei durchsichtige, in Abstand voneinan der befindliche Platten, zwischen denen sich eine lichtabsorbierende Filterflüssigkeit befin det, derart angeordnet sind, dass der Abstand der beiden Platten innerhalb zweier Grenz werte kontinuierlich veränderlich ist. Es ist zweckmässig, dass das abbildende Objektiv ausserdem noch eine Irisblende enthält, um den gewünschten Tiefenschärfebereich einstel len zu können.
Diese Irisblende kann natür lich auch als zusätzliches Lichtschwächungs- mittel benutzt werden. Man hat dann den Vor teil, dass zwei voneinander unabhängige Ein stellmöglichkeiten, und zwar einmal die An passung an die Beleuchtungsstärke und zwei- tens die Anpassung an den gewünschten Tie- fenschärfebereieli vorhanden sind.
Auch kann bei einer zum Beispiel aus künstlerischen Cxründen erwünschten Änderung des Tiefen- schärfebereiehes die bei der Änderung der Blendeneinstellung zur Tiefensehärferegelung eintretenden Änderung des durchfallenden Lichtstromes durch entsprechende Einstellung der Küvette kompensiert werden.
Vorzugsweise bestehen die durchsichtigen Platten aus auf der Aussenseite vergüteten planparallelen Glasplatten, wobei die Ober- fläehen der Platten am günstigsten senkrecht zur optischen Achse des Lichtweges sind.
Die liehtsehwäehende Flüssigkeit kann je doch auch von Flächen begrenzt. sein, die der art geformt sind und einen derartigen Win kel miteinander einschliessen, dass eine Kom ponente des Störsignals durch die örtlich ver schiedene Liehtsehwäehung im wesentlichen ausgeglichen wird.
Günstigerweise hat die zwischen den Plat ten befindliche Flüssigkeit eine neutralgraue Färbung, der ausserdem Stoffe zugesetzt sind, die das Wachstum von Algenoder Bakterien verzögern, vorzugsweise ganz verhindern, wo bei am besten eine Flüssigkeit verwendet wird, deren Gefrierpunkt unter 0 C liegt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Bre- ehungsexponent der Flüssigkeit von dem Bre chungsexponent der durchsichtigen Platten nur wenig abweicht bzw. diesem gleich ist.
Um die aus dem Plattenzwischenraum aus tretende Flüssigkeit aufzunehmen, kann ein elastisches Ausgleielisglied vorgesehen sein, das vorzugsweise aus einer ausserhalb des Plat tenzwischenraumes befindlichen, aber mit die sem durch eine Leitung verbundenen Gummi blase besteht. Es ist günstig, wenn die beiden durchsichtigen Platten durch eine bewegliche 1lembran miteinander verbunden sind, der art, dass der Zwischenraum in jeder Betriebs stellung nach aussen dicht abgeschlossen ist. Als bewegliche Membran kann zum Beispiel eine. Metallmembran dienen, die nach Art eines Aneroidbaroiueters ausgebildet ist.
Es können Mittel vorgesehen werden, wel- ulie die Bewegung einer Planplatte nur senk- recht zu ihrer Oberfläche ermöglichen, wobei diese Bewegung vorzugsweise durch eine Fern steuerungseinrichtung bewirkt werden kann. Es kann --günstig sein, zur Hubbegrenzung der Fernsteuerbewegung Endkontakte vorzusehen und zur Bewegung der Platte einen Sehnek- l;enantrieb zu verwenden.
Die Parallelver- sehiebung der Platten erfolgt möglichst mit grösster Präzision, da davon die Minimaldicke des Filtermediums, also auch - bei gegebenem Liehtseli-%v äeliungsverhältnis - die Maximal dicke, abhängt. Von der Güte der Parallel- führung hängt die Verschiedenheit der Absorp tion in den einzelnen Stellen des Bildfeldes ab. Diese soll möglichst klein sein, z. B. unter 5 /o. Die Anfangsabsorption der Anordnung soll ebenfalls möglichst klein sein, z.
B. 20 /o. CTelingt es, die Parallelführung während des Vorschubes auf 1 it. konstant zu halten, so kommt man mit einer Maximaldicke der ab sorbierenden Flüssigkeit von einigen Zehntel millimetern bei einem Liehtschiväehungsfaktor von 1 :10 000 aus. Eine zu grosse Dicke der Anordnung, ist ungünstig, weil es die Korrek- tion der Objektive beeinflussen kann.
Eine verhältnismässig saubere Parallelv ersehiebung erreicht- man mit drei Mikrometerspindeln, die eine Steig-uing von höchstens 1 mm haben und von denen wenigstens zwei, vorzugsweise alle drei, einstellbare Ritzel tragen, die von einem gemeinsamen. Zahnrad angetrieben werden.
Die Vorrichtung zur Lichtschwächung kann auch so ausgebildet sein, dass zu beiden Seiten der beweglich gelagerten Platte je eine unbeweglich gelagerte Platte angeordnet ist und dass der Plattenzwischenraum auf der einen Seite der beweglichen Platte mit einer liehtsehwäehenden Flüssigkeit, der Platten zwischenraum auf der andern Seite jedoch mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die den Licht dureligang nicht oder nur in sehr geringem Masse schwächt.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden Flüssigkeiten im wesentlichen gleichen Bre- ehun!zsindex haben, so dass in jeder Betriebs stellung der beweglichen Platte die optische Weglänge für die die Vorrichtung durchset zenden Lielitstrahlen konstant. ist. Die Erfindung wird an Hand der Aus führungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 4 iiälier erläutert, wobei alle zum Verständnis nicht unbedingt nötigen Einzelheiten der bes seren Übersicht halber weggelassen sind.
Es zeigt: Fig. 1. die prinzipielle Anordnung der Kü- @-ctte vor der Bildspeicherröhre, Fig. \? ein Ausführungsbeispiel mit einer 1leinbran nach Art eines Aneroidbaromt"ters, Fir. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 4 eine Ausführung als Kompensations- küvette.
In Fig. 1 sind die Photokathode 1 der Bild- slieieherröhre 2, die Küvette und die Optik 3 dargestellt, die den aufzunehmenden Gegen stand auf der Photokathode 1 abbildet. Die Küvette besteht aus den beiden durchsich tigen Glasplatten 4 und 5, die durch das ela stische Glied 6 miteinander verbunden sind. In dem Raum zwischen den Glasplatten und (lein elastischen Glied, der nach aussen dicht abgeschlossen ist, befindet sich eine lichtabsor bierende Flüssigkeit 7.
Beim Auseinander rücken der beiden Platten wird die absorbie rende Flüssigkeitsschicht dicker, wodurch das Lieht entsprechend mehr geschwächt wird als hei geringerer Schichtdicke. Dabei nimmt die Liehtdurehlässigkeit mit linear wachsender Sehielitdicke nach einer Exponentialfunk- tion ab.
Fig. ? zeigt. eine Ausführungsform der Küvette. Die zwischen den planparallelen Glasplatten 4 und 5 befindliche Flüssigkeit kann beim Zusammenschieben der beiden Platten durch die Leitung 8 in das Ausgleiehs- riel'ä.ss 9, das aus einer Blase mit dünner I rnniiniliant besteht, fliessen. Die elastische lleinbran 6 dichtet die Küvette in jeder Be- l riebsstellung nach aussen völlig ab.
In Pig.3 ist eine praktisch ausgeführte liüvette, deren lichte Weite etwa 50 mm be trägt, im Schnitt dargestellt. Hierbei ist die Glasplatte 4 fest, während die Glasplatte 5 beweglich ist. Mit Hilfe der drei Schrauben <B>10</B> lässt sieh die Platte 5 in Richtung des opti schen Strahlenganges um etwa 1,3 mm ver whieben, wobei die beiden Platten einen Mini- malabstand von etwa 0,01 mm und einen Maximalabstand von etwa 1,3 mm haben. Bei Verwendung einer neutralgrauen Flüssigkeit ergibt dies ein Lichtschwächungsverhältnis von etwa 1. :1,1 bei minimalem Abstand und etwa 1. :2500 bei maximalem Abstand der bei den Glasplatten.
Besteht der Wunsch nach einem grösseren Unterschied zwischen klein stem und grösstem Lichtschwächungsverhält- nis, so kann man entweder das Hubintervall vergrössern, oder man verringert den Mini malabstand zum Beispiel auf etwa 0,005 mm und erhöht entsprechend die Konzentration der lichtabsorbierenden Flüssigkeit.
Um die Schrauben gleichmässig verdrehen zu können, befinden sich auf den Schrauben die Ritzet 11, die in ein Zahnrad 12 eingrei fen. Zwecks Fernbedienung wird dieses Zahn rad über eine Schnecke von einem Motor an getrieben. Die Küvette ist nach aussen durch den Cxummiring 13 abgedichtet. Dabei dient die Spannung des Gummiringes gleichzeitig als Rückstellkraft für die bewegliche Platte bei Zurückdrehen der Schrauben 10., Beim Herandrücken der beweglichen Glasplatte 5 an die feste Glasplatte 4 strömt die Flüssig keit durch die Leitung 8 in das elastische Ausgleichsgefäss 9.
Beim Zurückschieben der beweglichen Glasplatte 5 drückt der äussere Luftdruck die entsprechende Menge der Flüs sigkeit aus der Gummiblase in den Platten zwischenraum.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform als Kompensationsküvette. Zwischen den beiden festen Glasplatten 4a und 4b kann sich die Glasplatte 5 in Richtung des optischen Strah lenganges nach beiden Seiten verschieben. Auf der linken Seite der beweglichen Glasplatte befindet sich die lichtabsorbierende Flüssig keit 7, während der rechte Zwischenraum mit einer Flüssigkeit 14 gefüllt ist, die das Licht nicht oder nur wenig absorbiert. Beim Ver schieben der Glasplatte 5 nach links wird ein Teil der Flüssigkeit 7 aus dem linken Zwi schenraum verdrängt.
Die verdrängte Flüssig keit gelangt durch die Verbindungsleitung 8a in den linken Teil des Ausgleichsgefässes 9 und drückt den Kolben 15 nach rechts. Hier- durch wird aus dem rechten Teil des Aus gleichsgefässes 9 durch die Leitung 8b ebenso viel Flüssigkeit in den freiwerdenden rechten Plattenzwischenraum gedrückt, wie aus dem linken verdrängt wird, so dass sich der Vorteil ergibt, dass für alle Betriebsstellungen der beweglichen Platte 5 die Summe der Schicht dicken beider Flüssigkeiten in Richtung der optischen Achse und damit bei im wesent lichen gleichen Brechungsindices der beiden Flüssigkeiten die optische Weglänge konstant ist.
Die übrigen Bauteile entsprechen den in Fig. 3 beschriebenen.
Die Photokathoden der Aufnahmeröhren zeigen meist eine von der Augenempfindlieh- keit abweichende Spektralempfindlichkeit für das auf sie auftreffende Licht, so dass die erhaltenen Fernsehbilder eine Verfälschung ihrer Helligkeits- bzw. Farbwerte aufweisen (z. B. werden blaue Farbbereiche zu hell wie dergegeben).
Diesen Fehler kann man beseitigen, indem man bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Filtermedium mit einer derartigen Abhängigkeit der Liehtdurchlässig- keit von der Wellenlänge des durchfallenden Lichtes wählt, dass die unterschiedliche Spek- tralempfindlichkeit der Photokathode inner halb des zur Übertragung verwendeten Spek- tralbereiches im wesentlichen ausgeglichen wird.
Um eine Verunreinigung des Plattenzwi schenraumes durch Unreinigkeiten, welche in der Filterflüssigkeit enthalten sind, oder durch Flocken, welche aus der Filterflüssig keit ausfallen könnten, zu vermeiden, ist es zweckmässig, den Plattenzwischenraum mit der Gummiblase durch zwei Leitungen zu verbinden. In die Leitungen werden Ventile eingebaut, welche bewirken, dass der Flüssig keitsstrom zur Gummiblase nur durch die eine Leitung, von der Gummiblase zum Plat tenzwischenraum nur durch die andere er folgt; in die letztere Leitung wird ein Filter eingebaut, welches die Unreinigkeiten zurück hält.
Ferner können Platten verwendet werden, die als Filter wirken und eine solche spektrale Durchlässigkeit haben, dass die spektrale Empfindlichkeit des Aufnahmegerätes verän dert wird.
Die Vorrichtung ist von besonderer Be deutung für Fernsehkameras, kann jedoch sinngemäss auch bei Kameras für photogra- phisehe Aufnahmen und Filmaufnahmen An wendung finden.