DE1597218A1 - Optical arrangement in a color television camera - Google Patents
Optical arrangement in a color television cameraInfo
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Description
R.-Nr.1192/67 · PLI/Mi/Kuc R.-No. 1192/67 · PLI / Mi / Kuc
■ 25.11.1967 ·■ November 25, 1967
PERNSEH GMBH, Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6 Optische Anordnung in einer FarbfernsehkameraPERNSEH GMBH, Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6 Optical arrangement in a color television camera
Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung in einer Farbfernsehkamera. The invention relates to an optical arrangement in a color television camera.
Es ist bekannt, daß bei Farbfernsehkameras mit Aufnahmeröhren vom Plumbicon-Typ ein störendes Nachziehen auftritt, welches bei geringer Szenenhelligkeit die Bildqualität durch das Auftreten von Fahnen, unter Umständen von solchen in verschiedenen Farben, beeinträchtigt. Nach dem Vorschlag, einer anderen Patentanmeldung kann dieser Nachteil dadurch überwunden werden, daß man die Photoschicht des Plumbicons außer mit dem von der aufzunehmenden Szene kommenden Lichtstrom mit einem konstanten Ililfslichtstrom zusätzlich beleuchtet und die durch die Zusatzbeleuchtung erzeugte Signalamplitude in dem auf die Kamera folgenden Verstärkerzug abschneidet. Diese Haßnahme erbringt eine beträchtliche Verbesserung der Bildqualität und erlaubt die Verwendung von wesentlich geringeren Beletichtungsstärken der Szene,It is known that in color television cameras with pickup tubes of the plumbicon type, a disturbing trailing occurs which, in the case of low scene brightness, reduces the image quality through the The appearance of flags, possibly of different colors, is impaired. After the suggestion, one other patent application, this disadvantage can be overcome by removing the photo layer of the plumbicon additionally illuminated with the luminous flux coming from the scene to be recorded with a constant auxiliary luminous flux and the The signal amplitude generated by the additional lighting cuts off in the amplifier train following the camera. These Hatred brings about a significant improvement in image quality and allows the use of much lower exposure levels of the scene,
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Anordnung in einer Farbfernsehkamera mit Plumbieon-itöhren, mit Hilfe derer das Zusatzlicht auf die Photokathoden geworfen werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es, eine optische Anordnung anzugeben, bei der die zur Erzeugung dieses zusätzlichen Lichts tr outs erforderlichen Teile in bequemer Weise an den optischen Teilen der Kamora angebracht und so ausgeführt werden können, daß die erforderliche gleichmäßige Beleuchtung der Piiotosehichton erfüllt wird.The present invention relates to an optical Arrangement in a color television camera with plumbieon tubes, with Help which the additional light can be thrown onto the photocathodes. The object of the invention is to provide an optical Specify arrangement in which the generation of this additional Light tr outs required parts in a convenient way attached to the optical parts of the Kamora and designed in this way can be that the required uniform illumination of the piiotose color is met.
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Die Erfindung befaßt sich* in erster Linie mit Farbfernsehkameras, bei denen eine Aufteilung des von einem Hauptobjektiv, vorzugsweise einer Vari-Optik, kommender* Lichtstroms auf die einzelnen Röhren mittels halbdurchlässiger dichroitischer Spiegel vorgenommen wird, die im telezentrischen Strahlengang von Zwischenabbildungs- (Relais-)Objektiven vorgenommen wird. Bekanntlich gibt es noch andere Anordnungen für die Lichtteilung in Farbfernsehkameras, bei denen die Farbaufteilung mit Hilfe von Prismen erfolgt und keine Relaisoptiken erforderlich sind. Mit diesem Typ von Farbfernsehkameras befaßt sich die vorliegende Erfindung nicht.The invention is primarily concerned with color television cameras, in which a division of the main lens, preferably a Vari-Optik, coming * luminous flux on the individual tubes by means of semi-permeable dichroic Mirror is made, which is made in the telecentric beam path of intermediate imaging (relay) lenses will. As is known, there are other arrangements for splitting light in color television cameras where the Color division takes place with the help of prisms and no relay optics are required. With this type of color television camera the present invention is not concerned.
Zur Durchführung der Erfindung wird in dem Raum zwischen den Photoschichten der Plumbicon-Rohre^und den diesen zugewandten Endflächen der Relaisobjektive je eine Lichtquelle regelbarer Lichtstärke von solcher Anordnung und Form angebracht, daß sie die Photoschicht gleichmäßig beleuchtet. Vorzugsweise befindet sich die Lichtquelle auf dem Fassungsrand des Relaisobjektivs gegenüber der zugehörigen Photoschicht. Die Lichtquelle kann durch mehrere auf dem Umfang des Fassungsrandes außerhalb des Strahlenganges des Relaisobjektivs angebrachte Lämpchen verwirklicht werden, welche einen den Strahlengang des Objektivs umschließenden Ring aus transparente)!, lichtstreuendem Material beleuchten. Für dieses Material eignet sich z.B. der Werkstoff Luzit, eine Art Plexiglas, welches durch eingebettete Teilchen nach Art eines Milchglases eingetrübt ist. Das von diesem Ring auf die Photoschicht fallende Licht ist so gleichmäßig, daß die Photoschicht überall :lie gleiche Lichtmenge erhält.To carry out the invention is in the space between the photo layers of the Plumbicon tubes ^ and these facing End faces of the relay lenses each have a light source of controllable light intensity with such an arrangement and shape attached, that it illuminates the photographic layer evenly. The light source is preferably located on the edge of the mount of the relay lens compared to the associated photo layer. The light source can be through several on the circumference of the frame edge outside of the beam path of the relay lens attached lamps are realized, which one the beam path of the lens surrounding the ring made of transparent) !, light-diffusing material. For this material is suitable E.g. the material lucite, a kind of Plexiglas, which through embedded particles is cloudy like a milk glass. That which falls from this ring onto the photo layer Light is so even that the photo layer everywhere: lies receives the same amount of light.
Die vorstehend beschriebene Anordnung eignet sich besonders für eine Dreiröhren-Kaiaera mit Rot- Grün- und Rlaukanal, bei der jedem Kanal eine Relaisoptik vor der Photoschicht ,uipcordne t ist. Die Anordnung kann auch noch nachtraglich in eine fertige Kamera eingebaut werden.The arrangement described above is particularly suitable for a three-tube kaiaera with red, green and Rlaukanal, at of each channel a relay optic in front of the photo layer, uipcordne t is. The arrangement can also be subsequently converted into a finished one Camera can be installed.
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Es hat sich als günstig erwiesen, bei einer vierröhren-Kamera mit drei Chrominanzkanälen und einem Luminanzkanal eine Zusatzbeleuchtung bei der dem Luminanzkanal zugeordneten Röhre anzuwenden. Dies gilt sinngemäß auch für Farbfernsehkameras mit drei oder zwei Röhren mit getrennter Luminanzröhre. It has proven to be cheap with a four-tube camera with three chrominance channels and one luminance channel to apply additional lighting to the tube assigned to the luminance channel. This also applies mutatis mutandis to color television cameras with three or two tubes with separate luminance tubes.
Im praktischen Betrieb hat sich ergeben, daß die Signalströme in allen Röhren der Kamera auf Grund der Zusatzbelichtung etwa gleich groß sind. Es sei jedoch bemerkt, daß unter Umständen Abweichungen von dieser Bedingung^ vorkommen können, wenn dies zur Angleichung der Nachleuchtzeiten in den einzelnen Kanälen erforderlich ist.In practical operation it has been found that the signal currents in all tubes of the camera due to the additional exposure approximately are the same size. It should be noted, however, that deviations from this condition may occur if this is necessary to adjust the afterglow times in the individual channels.
Bei einer Vierröhren-Kamera ist im allgemeinen zwischen dem Hauptobjektiv und der Luminanzröhjire keine Relaisoptik, sondern lediglich ein Strahlenteiler angebracht, welcher einen Teil des auffallenden Lichtes den Chrominanzröhren zuführt, während der übrige Teil des Lichtes unabgelenkt zur Luminanzröhre gelangt. Da im allgemeinen kein großer Zwischenraum zwischen der Austrittsfläche des Strahlenteilers und der Photoschicht der Aufnahmeröhre für den Luminanzkanal besteht, ist es nicht ohne weiteres möglich, das Zusatzlicht· zwischen der Austrittsfläche des Prismas und der Photokathode derart einzuführen, daß die Bedingung einer gleichmäßigen Erhellung der Photokathode erfüllt ist.In a four-tube camera, there is generally no relay optics between the main lens and the luminance tube, but rather only a beam splitter attached, which feeds part of the incident light to the chrominance tubes, while the rest of the light is undeflected to the luminance tube got. There is generally no large gap between the exit surface of the beam splitter and the photo layer the receiving tube for the luminance channel, it is not easily possible to introduce the additional light between the exit surface of the prism and the photocathode in such a way that that the condition of uniform illumination of the photocathode is met.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird bei einer Farbfernsehkamera mit einem Prisma als Strahlenteiler auf einer Seitenfläche des Prismas ein Lichtstrom so eingeführt, daß er an der Trennfläche des Prismas reflektiert wird und direkt auf die Photoschicht der Luminanzröhre auftrifft. Eine solche Einführung des Zusatzlichtes ohne Beeinträchtigung der Chrominanzkanäle ist möglich, weil die in die Chrominanzkanäle gelangende Lichtmenge so klein ist, daß sie die Beleuchtung nur um wenigeAccording to a further development of the invention, in a color television camera with a prism as a beam splitter on a side surface of the prism, a luminous flux introduced so that it is at the Separation surface of the prism is reflected and impinges directly on the photo layer of the luminance tube. Such an introduction of the additional light without impairing the chrominance channels is possible because the in the chrominance channels The amount of light is so small that it only reduces the lighting by a few
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Prozent verändert. Die praktische Erprobung dieser Anordnung hat ergeben, daß man bei einer Vierröhren-Kamera die Lichtströme auf sehr einfache Weise in der.Größe derart einregeln kann, daß die von den Hilfslichtquellen hervorgerufenen Signale in allen Kanälen annähernd gleich groß sind. Die erreichte Verbesserung der Bildqualität ist erheblich, auch bei der Übertragung von Szenen bei Beleuchtungsstärken bis herab zu lOO Lux.Percent changed. The practical testing of this arrangement has shown that the luminous flux of a four-tube camera can be regulated in this way in a very simple manner It is possible that the signals produced by the auxiliary light sources are approximately the same in all channels. the The improvement in image quality achieved is considerable, even when transmitting scenes at illuminance levels of up to down to 100 lux.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Von diesen zeigtIn the following the invention is illustrated by means of exemplary embodiments explained in more detail. Of these shows
Figur 1 schematisch eine optische Anordnung gemäß der Erfindung für eine Dreiröhren-Farbfernsehkamera,Figure 1 schematically shows an optical arrangement according to the invention for a three-tube color television camera,
Figur 2 eine Detailzeichnung für die Anbringung von Lämpchen an der Relaisoptik und .Figure 2 shows a detailed drawing for the attachment of lamps on the relay optics and.
Figur 3 schematisch eine erfindungsgemäße optische Anordnung für eine Vierröhren-Farbfernsehkamera mit drei Chrominanzkanälen und einem Luminanzkanal.FIG. 3 schematically shows an optical arrangement according to the invention for a four-tube color television camera with three chrominance channels and one luminance channel.
In Figur 1 ist 1 das Hauptobjektiv in Form einer Vari-Optik im vorderen Teil des Kameragehäuses. Das von der Vari-Optik ausgehende Licht fällt über die Zwis'chenbildebene 2 und das Zwischenobjektiv 3 über einen ersten dichroitischen Spiegel 4 ungebrochen auf einen zweiten dichroitischen Spiegel 5, von dem es ebenfalls ungebrochen über eine Relaisoptik 6 auf die Photokathode 7 einer ersten Kameraröhre fällt. Das an dem ersten Spiegel 4 abgelenkte Licht wird auf einen weiteren ' Spiegel 3 geworfen und von diesem aus über eine Relaisoptik auf die Photokathode 10 einer zweiten Kameraröhre geworfen. Schließlich fällt das an dem zweiten dichroitischen Spiegel 5 abgelenkte Licht auf einen dritten Spiegel 11 und von dort über eine weitere Relaisoptik 12 auf die Photoschicht 13 einer dritten Kameraröhre. Bei dieser Anordnung können mit Vorteil ,. die drei Aufnahmeröhren in einer Ebene angeordnet werden,In FIG. 1, 1 is the main lens in the form of a Vari lens in the front part of the camera housing. That from the Vari-Optik Outgoing light falls via the intermediate image plane 2 and the intermediate objective 3 via a first dichroic mirror 4 unbroken on a second dichroic mirror 5, from which it is also unbroken via relay optics 6 on the Photocathode 7 of a first camera tube falls. That on that Light deflected first mirror 4 is thrown onto a further 'mirror 3 and from there via relay optics thrown onto the photocathode 10 of a second camera tube. Eventually this happens at the second dichroic mirror 5 deflected light onto a third mirror 11 and from there via further relay optics 12 onto the photo layer 13 of a third camera tube. With this arrangement can be advantageous ,. the three pick-up tubes are arranged in one plane,
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wobei die einzelnen Röhren einander parallel liegen. Eine solche Anordnung ist aus Gründen der Raumersparnis sehr zweckmäßig. Zur Erzielung der erwünschten Zusatzbeleuchtung ist an den Rändern der Relaisoptiken 6, 9, 12 je eine Lampenanordnung 14, 15, 18 angebracht, welche in Figur 2 im Detail gezeigt wird.the individual tubes being parallel to each other. One such an arrangement is very useful for reasons of space saving. To achieve the required additional lighting a lamp arrangement 14, 15, 18 is attached to each of the edges of the relay optics 6, 9, 12, which is shown in detail in FIG will be shown.
In Figur 2 ist 21 die letzte Linse der Relaisobjektive 6 bzw, 9 bzw. 12, Über diese Objektive greift ein Ring 22, welcher einen inneren Einsatz 23 hat. In diesem inneren Rand 23 sind mehrere Lämpchen, vorzugsweise vier, auf dem Umfang angeordnet, von denen in der Figur zwei Lämpchen 24, 25 zu sehen sind. Die Lämpchen beleuchten einen unmittelbar gegenüberliegenden Ring 26 aus opakem, d.h. milchglasartigem Material. Das von diesem Ring ausgehende diffuse Licht fällt nun auf die Plpmbicon-Röhre 27 und erzeugt auf derei Photokathode eine vollkommen gleichmäßige Beleuchtung, da der Abstand zwischen der Relaisoptik und der Plumbicon-Röhre hinreichend groß ist, z.B. 10 cm beträgt. Zur Vermeidung von Streulicht kann der Raum zwischen dem Relaisobjektiv und dew Plumbicon durch einen Schirm oder einen ausziehbaren Balg abgedunkelt sein.In Figure 2, 21 is the last lens of the relay lenses 6 or, 9 or 12, a ring 22, which has an inner insert 23, engages over these lenses. In this inner edge 23 are several lights, preferably four, arranged on the circumference, of which two lamps 24, 25 can be seen in the figure. The lights illuminate one immediately opposite Ring 26 made of opaque, i.e. frosted glass-like material. That of this one Diffuse light emanating from the ring now falls on the Plpmbicon tube 27 and produces a completely on the photocathode Uniform lighting, as the distance between the relay optics and the plumbicon tube is sufficiently large, e.g. 10 cm amounts to. To avoid stray light, the space between the relay lens and the dew Plumbicon can be covered by a screen or a retractable bellows be darkened.
Eine Ausführungsforin der erfindungsgemäßen Anordnung bei einer Vierröhren-Farbfernsohkamera zeigt Figur 3. In dieser Figur kann das System der iu untoron Teil angedeuteten Plumbiconiiöhren für das Chroüinänssignal mit dichroitischen Spiegeln und Helaisoptikan gleichartig wie in Figur i ausgeführt sein.An embodiment of the arrangement according to the invention in a Four-tube color television camera is shown in Figure 3. In this figure the system of the iu untoron part can be implied Plumbiconiiöhren for the chromatic signal with dichroic mirrors and Helaisoptikan be carried out in the same way as in Figure i.
Das von du Hauptobjektiv 31 koujuende Licht gelangt zunächst in einen Jtrahlon toiler 32, an dessen halbvorsilberLer Trennfläche 33 y,.Pj. 3-0 1 den auffrillenden Lichtes ab^eUnkL und Jg.ii Ohrο.Λ\-:λHy1SyHXQi. L·: ti π öl;reu Teil der Zeichnung; v.ugef ührL .'/ird, vdf Ι- ■■ nur ein dicWi-oL t.ii;chur Spiegel 'J-I und ein de La iso'i.jjKt iv 3" darbot; L^ LIL .;Lirl, Der du rollte lussonc Anteil des LicliLo-, vn.i z.'>, '<; E;iH[ iN.f eil-. iio to.schicl! 1 ikr x'lThe light coming from the main objective 31 first passes into a jtrahlon toiler 32, at the semicircular separating surface 33 y, .Pj. 3-0 1 the flashing light from ^ eUnkL and Jg.ii Ohrο.Λ \ -: λHy 1 SyHXQi. L ·: ti π oil; reu part of the drawing; v.ugef ührL. '/ ird, vdf Ι- ■■ only a dicWi-oL t.ii; chur Spiegel ' JI and a de La iso'i.jjKt iv 3 "darbot; L ^ LIL.; Lirl, Der du rolled lussonc portion of the LicliLo-, vn.i z. '>, '<;E; iH [iN.f eil-. iio to.schicl! 1 ikr x'l
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Um auch diese Röhre 36 mit der erforderlichen Zusatzbeleuchtung zu versehen, ist gegenüber der oberen Begrenzungsfläche des Strahlenteilers 32 in einigem Abstand ein Lämpchen 37 angebracht, dessen Licht voarwiegend an der Trennfläche 33 des Strahlenteilers 32 reflektiert wird und auf die Photoschicht der Röhre 34 gelangt. Ein Teil von z.B. 30 % des Lichtes fällt auf den Spiegel 34 des Chrominanzsystems, wo es durch die Farbteiler noch weiter zerlegt wird, so daß nur ein geringfügiger Anteil für jede Chrominanzröhre übrigbleibt. Damit keinerlei Störungen des Bildes durch Reflexionen des Lichtes von den Lämpchen 37 auftreten, ist der Lichtweg zwischen Strahlenteiler und Lämpchen wie bei einer Photometer-Einrichtung ausgebildet, d.h. es ist eine geschwärzte Abschirmhülle mit mehreren Blenden 38, 39, 40 vorgesehen. Wenn erforderlich, kann im Lichtstrom des Lämpchens 3/ eine Streuscheibe 41 angeordnet sein.In order to provide this tube 36 with the required additional lighting, there is a certain distance from the upper boundary surface of the beam splitter 32 Lamp 37 attached, whose light predominantly on the Separation surface 33 of the beam splitter 32 is reflected and reaches the photo layer of the tube 34. A part of e.g. 30% of the light falls on the mirror 34 of the chrominance system, where it is broken down even further by the color splitter, so that only a small fraction for each chrominance tube remains. So that no disturbances of the image occur due to reflections of the light from the lamps 37, the light path between the beam splitter and the lamp is designed like a photometer device, i.e. it is a blackened shielding cover with several screens 38, 39, 40 is provided. If necessary, the luminous flux of the Bulb 3 / a diffuser 41 may be arranged.
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