DE1924501A1 - Anordnung zur Zerlegung eines polychromatischen Bildes - Google Patents
Anordnung zur Zerlegung eines polychromatischen BildesInfo
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Description
■ > Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,
DiPL.-InG. H-WEICKMANNjDrPL-PHYS. Dr. K. FlNCKE
D1PL.-ING. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
NÄ
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
THE RAM ORGANISATION LIMITED,
11 Belgrave Road, London S.W.1, England
Anordnung zur Zerlegung eines polychromatischen
Bildes
Die Erfindung bezieht sich auf die Ableitung von Einzelbildern
aus einem Primärbild und auf eine hierzu dienende Anordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu
zeigen, wie aus einem Primärbild eine Yielzahl von Einzelbildern
abgeleitet v/erden kann.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe zum einen
mit einer Anordnung zur Zerle'gung eines polychromätischen Bildes in eine Vielzahl von Einzelbildern mit unterschiedlichen
3?arb eigenschaft en e rf indungs gemäß dadurch, daß eine
aus einem kohärenten Lichtleiterbündel gebildete Faseroptik-Bildtrennungseinrichtung
vorgesehen ist, deren Lichtleiterfasern eingangsseitig in Gruppen angeordnet sind, welche je
Einzelbild eine Faser umfassen, und/ausgangsseitig aus jeder
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Gruppe eine Lichtleiterfaser zur Bildung jeweils eines
Bildes umfasst , und daß zur Steuerung der chromatischen Bildeigenschaften dienende chromatische Auswahleinrichtungen
in Verbindung mit den Lichtleiterfasern zumindest eines der Einzelbilder bilden. Zum anderen v/ird die obige
Aufgabe mit einer Anordnung zur Zerlegung eines polychromati schen Bildes in eine Vielzahl von Einzelbildern mit unterschiedlichen
Farbeigenschaften erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß eine aus einem kohärenten Lichtleiterbündel ge-~ bildete laseroptik-Bildtrennungseinrichtung vorgesehen ist,
daß eine Zerstreuungseinrichtung vorgesehen ist, die eine
Zerlegung des polychromatischen Bildes in Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Farben und eine Projektion derartiger
Lichtstrahlen auf die Lichteintrittsseite des Lichtleiterbündels bewirkt, und daß die Zerstreuungseinrichtung
und die Lichtleiterfasern derart angeordnet sind, daß Lichtstrahlen
mit ein und derselben Wellenlänge auf Lichtleiterfasern fallen, die ausgangsseitig zusammengefaßt sind und
ein Einzel-Lichtbild mit der betreffenden vlellenlänge abr-'
geben. -
In einer Farbfernsehkamera v/ird z.B. das mit Hilfe des Kaineraobjektives erzeugte Primärbild in eine Vielzahl von
Einzelbildern aufgeteilt. Diese Einzelbilder können die
Abgabe elektrischer Signale entsprechend den Rot-^G-rün-
und Blaukomponenten des Primärbildes bewirken» Aus diesen
Signalen v/erden die sogenannten Chrominanz- bzw. Farbartsignale und die Luminanz- bzw. Leuchtdichtesignale abgeleitet.
üblicherweise wird das Primärbild in seine-,einzelnen
Komponenten mit Hilfe von Zwei-Farben-Spiegeln zerlegt, welche Lichtstrahlen unterschiedlicher Viellenlange zu ".
verschiedenen Aufnahmeröhren hinleiten.
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•Die Zerlegung eines poly chromatischen Primärbildes erfolgt
zweckmäßigerweise durch Verwendung einer Faseroptik-Bildtrennungseinrichtung.
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Farbfernsehkamera mit einer einfachen Ausführungsform einer eine Faseroptik-Bildtrenneinrichtung
verwendenden Bildzerlegungsanordnung. Fig. 2A, 2B und 2C zeigen die eingangsseitige und ausgangsseitige
Anordnung der Bildtrenneinrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 3 zeigt detailliertereine BiIdtrennungsanordnung mit "
eine)? Bildzerlegungseinrichtung.
Fig. 4A, 4-B und C zeigen die eingangsseitige und ausgangsseitige
Anordnung der Bildzerlegungseinrichtung gemäß Fig. 3· Fig. f?Af 5B und 5C zeigen die eingangsseitige und ausgangseeitige
Anordnung der in S1Ig. 3 dargestellten Bildaufteilungseinrichtung·
Fig. 6 veranschaulicht eine Wellenlängen-MultiplexanordnunG,
die in Verbindung mit einer oder mehreren der dargestellten Faseroptik-Komponenten benutzt werden kann.
In Fig. 1 ist eine Farbfernsehkamera 1 durch gestrichelte
Linien angedeutet. Eine Objektivlinse 2 dient zur Aufnahme i eines Gegenstands 31 von welchem ein polychromatisches Primärbild
auf der Vorder- oder Eintrittsseite einer Bildaufteilungseinrichtung
M- abgebildet wird. Diese Bildaufteilungseinrichtung M- besteht aus einer Vielzahl von Lichtleitern. An den
drei Austrittsseiten 5» 6 und 7 der Bildaufteilungseinrichtung
4 entstehen verkleinerte Bilder. lieben den Ausgangseeiten
der Bildaufteilungseinrichtung 4 sind in die Wege der Lichtstrahlen Farbfilter 8, 9 und 10 eingefügt , und zwar ein
Äot-jGrün- und Blaufilter. Mit Hilfe von drei weiteren Linsen
11,12 und 13 werden das Hot- Blau- und Grünbild jeweils auf
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eine Aufnahmeplatte 14-, 15 und 16 von Aufnahmeröhren 17»
18 und 19 fokussiert, welche entsprechende elektrische Signale abgeben. Die Ausgangssignale der Aufnahmeröhren
werden Umsetzschaltungen 20 zugeführt, in welchen die Farbart- und Leuchtdichtesignale gewonnen werden. Der Aufbau
der Bildaufteilungseinrichtung ist in Fig. 2A bis 20 verdeutlicht. Die Bild-Eintrittsseite der Bildaufteilungseinrichtung
besteht aus einer Matrix von Gruppen dreier Lichtleiter, Dabei führt jeweils ein Lichtleiter jeder
Gruppe zu einer der Austrittsseiten der Bildauft'eilungseinrichtung
hin. Auf, diese V/eise wird auf der betreffenden Austrittsseite ein kohärentes verkleinertes Lichtbild des
auf der Eintrittsseite abgebildeten Lichtbildes erzeugt. Die Lichtleiter können dabei entweder fest oder flexibel
ausgebildet sein. Flexible Lichtleiter besitzen jedoch den Vorteil, daß die Lage des Abgabe-Bildes leicht eingestellt
werden kann.
Das oben beschriebene einfache System besitzt den Nachteil, daß sein Wirkungsgrad lediglich ein Drittel des Wirkungsgrades
eines geradlinigen Zwei-Farben-Spiegelsystems ist, und zwar auf Grund der Verkleinerung der Bildgröße in der
Bildaufteilungseinrichtung. Dieser Nachteil kann jedoch durch Verwendung der in Fig. 3 näher dargestellten Anordnung überwunden
v/erden.
In diesem Fall dient in einer Kamera 31 eine Objektivlinse
32 zur Aufnahme eines Gegenstands 33, von welchem
die betreffende Objektivlinse ein Primärbild auf der Vorderseite 3^ einer Bild-Zerlegungseinrichtung 35 abbildet.
Das zerlegte Bild wird zur Rückseite 36 hin übertragen, an der es in einzelne Bänder zerlegt, wird. Das zerlegte Bild
wird dann auf die Vorderseite einer Bild-Trenneinrichtung fokussiert. Hierzu dient ein Zerstreuungselement, das die
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Linsen 38 und 39 und ein Prisma 40 umfaßt. Die Zerstreuung
, dient dazu, der Rot- Grün- und Blaukomponente des jeweili- -gen Bildes entsprechende zerlegte Bilder zu erhalten. Die
die Bild-Aüfteilungseinrichtung 37 bildenden Lichtleiter
sind in Gruppen von drei Bändern an der Eintritts- oder Vorderseite 41 unterteilt. Ein Band jeder Gruppe dient
zur Abgabe jeweils eines der drei getrennten Bilder an den Abgabeflächen 42, 43, 44. Wie bei dem zuvor betrachteten
!"all erzeugen die einem Rot-, Grün- und Blaufilter 48, 49,
50 nachgeordneten Linsen 45, 46 und 47 Bilder auf den Aufnahmeflächen
von Aufnahmerähren 51 j 52, 53· Die von diesen
Aufnahmeröhren abgegebenen Ausgangssignale werden einer Schaltung 54 zugeführt, welche die Ifarbart- und Leuchtdichtesignale
abgibt.
In Fig. 4A, 4B und 4C ist die Bild-Zerlegseinrichtung 35
näher dargestellt. Auf der Eintrittsseite 34 sind die Enden
der erfaßten Lichtleiter in Bändern 61 angeordnet. Auf der Austrittsseite 36 sind diese Bänder voneinander getrennt,
und zwar um einen Trennungsabstand, der zumindest gleich dem Zweifachen ihrer Breite ist. Dies ermöglicht, den Wirkungsgradverlust
der in i*ig. 1 dargestellten einfachen Anordnung
zu vermeiden. Erzielt wird dies durch die Verwendung des Zerstreuungselementes, das so angeordnet ist, daß das Bild jedes
Bandes auf der Rückseite der Bild-Aufteilungseinrichtung
spektral über das Dreifache seiner Breite ausgebreitet wird*
Im Zusammenhang mit der Bild-Aufteilungseinrichtung wird eine
Bild-Zerlegungsanordnung mit dem aus Pig. 5A, 5B und 5ß ersichtlichen
Aufbau verwendet. An der Eintritts seite 41 der
Enden der Lichtleiter 41 sind diese in Bändern mit Gruppen
von jeweils drei Lichtleitern angeordnet. Das auf der BiId-Aufteilungs-Ausgangsseite
erzeugte Bild jedes Bandes ist? dabei
so angeordnet, daß es gerade diese Bänder überdeckt,! und
zwar auf Grund der Spektralstreuung des.
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■•-'e -
Damit enthält jedes dritte Band die Rotkomponenten des Bildes, und^afesem Band benachbarten Bänder enthalte»
die Grün- und Blaukomponenten des Bildes. Die Lichtleiter sind im weiteren so angeordnet, daß sie ausgangsseitig
in drei Abgabeseiten 42, 43 und 44 zusammengefaßt sind, deren jede mit jedem dritten Band gekoppelt ist und zur
Darstellung eines roten, grünen bzw. blauen Bildes dient.
Da mit dieser Anordnung ohnehin eine Farbtrennung erfolgt, ist es nicht unbedingt notwendig, noch Filter vorzusehen·
Die Verwendung von Filtern kann jedoch erwünscht sein, um die Trennungseigenschaft jedes Bildes zu modifizieren.
Um die Auflösung bei jeder der betrachteten Anordnungen zu steigern, kann ein Wellenlängen-Multiplexverfahren in
Verbindung mit irgendeiner der Faseroptikkomponenten angewandt werden. Eine hierfür geeignete Zusatzanordnung ist in
Fig. 6 angedeutet. Diese Anordnung enthält ein Zerstreuungselement 61, das zv/ei Linsen 62 und 63 und ein Durchsichtprisma
64 enthält. Dadurch werden die Bildpunkte vor Eintritt in das Faseroptikelement 65 in ein Spektrum zerlegt",. Die
. Folge dieser Maßnahme ist, daß jeder Bildpunkt nachjäem
Multiplexprinzip auf einer Wellenlängen-Basis über eine Anzahl von Fasern übertragen wird. Am Ausgang des Faseroptikelementes
65 ist ein komplementäres Zerstreuungselement
66 angeordnet, das ein weiteres Prisma 67 und zwei Linsen 68, 69 enthält* Diese Anordnung bewirkt eine Umkehrung der
Streuung des austretenden Bildes» Demgemäß hat eine gebrochene F4ser nicht die Zerstörung eines Bildpunktes zur
Folge, sonej-ern lediglich eine Änderung der Farbe einer Anzahl von Fiinkten, Dies bringt eine höhere Auflösung mit .
sich. i i
Bei der awe
sichtlich ε
sichtlich ε
it en Ausfiihrungsform der Anordnung dürfte erein,
daß die Ebene, in der der Multiplexbetrieb
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INSPECTED
erfolgt, senkrecht zu der Ebene verlaufen muß, in der
die Streuung vorgenommen wird, damit der Wirkungsgrad BiId-Trennungseinrichtung gesteigert wird.
Obwohl die beschriebene Anordnung derart aufgebaut ist, daß lediglich drei Ausgangsbilder erhalten werden, dürfte
einzusehen sein, daß durch einfache Modifikationen jede gewünschte Anzahl an Ausgangsbildern erhältlich ist. Bei
einer komplizierteren Ausführungsform ist der Abstand der
Schichten auf der Ausgangsseite der Trenneinrichtung gleich MD. Hierin bedeutet M die Vergrößerung des Linsensystems,
und D ist die Größe der Grund-Periodeneinheit auf der Eintrittsseite der Bild-Trenneinrichtung.
Gesonderte Filter brauchen nicht benutzt zu werden, da z.B. Lichtleiter mit unterschiedlichen Übertragungseigenschaften
für unterschiedliche Bilddarstellungen verwendet werden können.
Der Durchmesser der Fasern in der Trenneinrichtung wird
durch die geforderte Wellenlängen-Wahl und Auflösung bestimmt*
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Claims (10)
1. Anordnung zur Zerlegung eines polychromatischen Bildes in eine Vielzahl von Einzelbildern mit unterschiedlichen
Earbeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß
eine aus einem kohärenten Lichtleiterbündel gebildete Faseroptik-Bildtrennungseinrichtung (4,37) vorgesehen
ist, deren Lichtleiterfasern eingangsseitig in Gruppen
angeordnet sind, welche je Einzelbild eine Faser umfassen,
und die ausgangsseitig aus jeder Gruppe eine
Lichtleiterfaser zur Bildung jeweils eines Bildes um-
Lichtleiterfaser zur Bildung jeweils eines Bildes um-
ψ faßt, und daß zur Steuerung der chromatischen Bildeigenschaften
dienende chromatische Ausv/ahleinrichtungen
(8,9,10;58,39,40) in Verbindung mit den Lichtleiterfasern
zumindest eines der Einzelbilder bilden.
2. Anordnung zur Zerlegung eines polychromatischen Bildes in eine Vielzahl von Einzelbildern mit unterschiedlichen
Farbeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß
eine aus einem kohärenten Lichtleiterbündel gebildete Faseroptik-Bildtrennungseinrichtung (4,37) vorgesehen
ist, daß eine Zerstreuungseinrichtung (38,39,40) vorgesehen ist, die eine Zerlegung des polychromatischen
k Bildes in Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Farben
und eine Projektion derartiger Lichtstrahlen auf die
Lichteintrittsseite des Lichtleiterbündels bewirkt,
und daß die Serstre'uungseinrichtung und die Lichtleiterfasern derart angeordnet sind, daß Lichtstrahlen mit ein und derselben Wellenlänge auf Lichtleiterfasern fallen, die ausgangsseitig zusammengefaßt sind und ein Einzel-Lichtbild mit der betreffenden Wellenlänge abgeben.
Lichteintrittsseite des Lichtleiterbündels bewirkt,
und daß die Serstre'uungseinrichtung und die Lichtleiterfasern derart angeordnet sind, daß Lichtstrahlen mit ein und derselben Wellenlänge auf Lichtleiterfasern fallen, die ausgangsseitig zusammengefaßt sind und ein Einzel-Lichtbild mit der betreffenden Wellenlänge abgeben.
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3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eingangsseitig in Schichten (R,G,B)
angeordnet sind und daß die Zerstreuungsanordnung (JS,39j40) derart angeordnet ist, daß die Lichtstrahllinien
quer zur Zerstreuungsrichtung verlaufen, so daß die Lichtstrahllinien mit ein und derselben
Wellenlänge auf ausgangsseitig zusammengefaßte Faserschichten
(R,G,B) fallen.
4. Anordnung nach Anspruch J5 dadurch gekennzeichnet,
daß die Zerstreuungsanordnung (33,39*40) eine Bildzerlegungseinrichtung
(35) enthält, die das polychromatische Bild in Linien (61) zerlegt, die in
einer ς-uer zur Zerlegungsrichtung verlaufenden Richtung voneinander versetzt sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildzerlegungseinrichtung (35) in Schichten angeordnete optische Lichtleiterfasern enthält.
6.. Anordnung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet,
daß die Zerstreuungsanordnung (38,39,40) ein Prisma
(40) .enthält, das die aus der Bildzerlegungseinrichtung (35) austretenden Lichtstrahllinien entsprechend
unterschiedlichen Wellenlängen aufteilt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß l'/ellenlängen-Multiplexeihrichtungen'(61,66)
der Bildzerlegungseinrichtung (35) zugeordnet sind.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 75 dadurch
(•ekennzeichnet, daß auf der Bildaustrittsseite der
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optischen Fasergruppen optische Eiltereinrichtungen
(8,9,1.0;48,49,50) vorgesehen sind, die zur
Ausfilterung von nicht eine jeweils gewünschte Wellenlänge besitzendem Licht dienen.
9· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern flexibel
sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängen—Multiplexein—
richtung (61,66) der optischen Bildtrenneinrichtung (4,37) zugeordnet ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB2255968 | 1968-05-13 |
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GB (1) | GB1232842A (de) |
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- 1969-05-13 DE DE19691924501 patent/DE1924501A1/de active Pending
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