DE1959328A1

DE1959328A1 - Optisches System fuer Farbfernsehkameras

Info

Publication number: DE1959328A1
Application number: DE19691959328
Authority: DE
Inventors: Horst Bachmann
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1969-11-26
Filing date: 1969-11-26
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1959328B2; FR2068648B3; GB1272895A; FR2068648A7; US3739080A

Description

Rl.-Nr. 1336/69 PLl/Gr/RU 18.11.1969

FERNSEH GMBH. Darmstadt. Am Alten Bahnhof 6 Optisches System für Farbfernsehkameras

Farbfernsehkameras enthalten in der Regel mehrere Bildaufnahmeröhren, auf deren Photoschichten das zu übertragende Objekt in unterschiedlichen Spektralbereichen abgebildet ist. Die Aufteilung des vom Objekt kommenden Lichtstromes wird dabei mittels dichroitisoher Schichten vorgenommen, die an Spiegel- oder Prismenflächen aufgebracht sind.

Die Erfindung betrifft ein optisches System für Farbfernseh~ kameras mit einem Hauptobjektiv, einem ersten Prisma mit einer ersten Fläche, durch die der vom Hauptobjektiv einfallende Lichtstrom in das erste Prisma eindringt, einer zweiten Fläche, auf der sich eine erste dichroitische Schicht befindet, welche einen Teillichtstrom im mittleren Teil des sichtbaren Spektrums reflektiert, der an der ersten Fläche total reflektiert wird, an einer dritten Fläche des ersten Prismas austritt, zur Photoschicht einer ersten Bildaufnahmeröhre gelangt und auf dieser ein Bild des Objektes im mittleren Teil des sichtbaren Spektrums erzeugt, einem zweiten Prisma mit einer ersten Fläche, die unter Einschaltung des Luftspaltes parallel zur zweiten Fläche des ersten Prismas gelegen ist, einer zweiten Fläche, auf der sich eine zweite dichroitisohe Schicht befindet, welche von einem Teillichtstrom im langwelligen Teil des sichtbaren Spektrums durchdrungen wird, der zur Photoschicht einer zweiten Bildaufnahmeröhre gelangt, und einen Teillichtstrom im kurzwelligen Teil des sichtbaren Spektrums reflektiert, der an

109823/0833

Rl.-Nr. 1336/69

der ersten Fläche des zweiten Prismas total reflektiert wird und durch eine dritte Fläche des zweiten Prismas austritt, bei dem erfindungsgemäß dieser kurzwellige Teillichtstrom etwa in die Richtung der Achse des Hauptobjektivs umgelenkt und mittels einer Zwischenoptik auf der Photοschicht einer Britten Bildaufnahmeröhre ein Bild des Objekts in einem anderen Abbildungsmaßstab als das auf den Photosohichten der zweiten und ersten Aufnahmeröhre entworfen wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Bild auf der Photoschicht der dritten Bildaufnahmeröhre in kleinerem Abbildungsmaßstab entworfen.

Gegenüber optischen Systemen mit bekannten Prismenfarbteilern weist das optische System nach der Erfindung den Vorteil auf, daß der Abbildungsmaßstab für ein Farbauszugsbild frei wählbar ist, wobei für die beiden anderen Bilder unterschiedlicher Spektralverteilung die vorteilhaften Eigenschaften des Prismenfarbteilers erhalten bleibt. Durch die freie Wahl des AbbildungsmaßStabes für das dritte Farbauszugsbild kann dieses kleiner, z.B. mit der halben Fläche der beiden anderen Bilder entworfen werden. Vorzugsweise entspricht dieses Bild dem blauen Spektralbereich und man benötigt dann für das gleiche Nachziehverhalten im Blaukänal einen geringeren Anteil des Geaamtlichtstromes, Dies ergibt bei gleiohem Störabstand einen geringeren Lichtbedarf der Farbfernsehkamera.

Durch die Anordnung einer Zwisohenoptik wird der weitere Vorteil erhalten, daß für den durch die Zwischenoptik gehenden Lichtstrom die Beschränkungen für die Anordnung

- 3 .-■

109823/0833

Hl.-Nr. 1335/69

der Bildaufnahmeröhren durch die kleine vorgegebene optische Weglänge zwischen Hauptobjektiv und Photoschichten der Bildaufnahmeröhren in Wegfall kommen. Dadurch besteht die Möglichkeit, im Weg des Lichtstromes für die Zwischenoptik eine Umlenkung des Lichtstromes vorzunehmen und die Zwischenoptik und die zugehörige Bildaufnahmeröhre z.B. parallel zur optischen Achse des Hauptobjektivs anzuordnen. Gegenüber Farbfernsehkameras mit dem herkömmlichen Prismenfarbteiler läßt sich dadurch die Größe der Farbfernsehkameras, vorzugsweise die Höhe, wesentlich verringern.

Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren genauer erläutert werden. Von diesen zeigt:

Figur 1 einen Schnitt durch das optische System mit eingezeichnetem Strahlengang,

Figur 2 eine perspektivische Darstellung des optischen Systems.

In Figur 1 tritt der durch das Hauptobjektiv,von dem nur die rückwärtige Fläche der Hinterlinse 2 dargestellt ist, einfallende Lichtstrom durch zwei Filter 3 und 4 und durch die Fläche 5 in das erste Prisma 6 des aus den Prismen 6, 7 und 8 bestehenden Strahlenteilungssystem 1 ein. Die benachbarten Flächen der Prismen 6 und 7 sind durch einen dünnen Luftspalt getrennt. Auf der Fläche 10 des Prismas befindet sich eine erste dichroitische Schicht, welches den mittleren Teil des sichtbaren Spektrums reflektiert. Dieser Teillichtstrom wird durch Totalreflektion an der Fläche 5 zur Photokathode 11 der Fernsehaufnahmeröhre 12 geführt. Der durch die diohroitische Schicht 10 hindunhtretende Teil des Spektrums wird an der mit einer zweiten dichroitischen Schicht versehenen Fläche 13 des Prismas nochmals geteilt; der langwellige (rote Anteil) wird von

109823/0833

Rl«-Nr. .1336/69

der dichroitischen Schicht 13 hindurchgelassen und gelangt zur Photokathode 14 der Bildaufnahmeröhre 15.

Der von der diehroitisehen Schicht 13 reflektierte kurzwellige (blaue) Teil des Spektrums tritt nach Totalreflektion an der dem Luftspalt zugewandten Fläche des Prismas 7 aus diesem Prisma aus und gelangt nach Umlenkung durch ein Dachkantprisma in das Zwischenobjektiv 19, das auf der Photoschicht 16 der Bildaufnahmeröhre 17 ein Bild im blauen Spektralbereich in kleinerem Abbildungsmaßstab als die Bilder auf den Photoschichten 11 und 14 der Bildaufnahmeröhren 12 und 15 entwirft. Zwischen dem Prisma 7 und dem Umlenkprisma 18 ist eine Feldlinse 25 angeordnet. Ein Filter 26.dient ggf. zur Anpassung des blauen Spektralbereiches an die gewünschte Spektralverteilung,

Bei Verwendung von Bildaufnahmeröhren vom Typ des Plumbikons hat es sich zur Verringerung des Nachziehens bei geringer Objektbeleuchtung als zweckmäßig erwiesen, die Photoschichten der Bildaufnahmeröhre mit einem konstanten Vorlicht zu beleuchten. Zur Einführung dieses Zusatzlichtes in das optische System kann an das Prisma 7 eine ebene Fläche 24 angeschliffen sein, durch die das Zusatzlicht über ein Objektiv 23 in das optische System eintritt. Der zusätzliche Lichtstrom trifft auf die dichroitische Schicht 10 in demselben Bereich auf, in welchem diese von dem Lichtstrom getroffen wird, welche durch das Aufnahmeobjektiv einfällt. Der Zusatzlichtstrom wird von der dichroitischen Fläche in Teillichtströmen zerlegt. Der durch die dichroitische Schicht hindurchtretende Teillichtstrom des Zusatzlichtes hat die gleiche Richtung wie der der an derselben dichroitischen Schicht reflektierte Teil des vom Aufnahme-

109823/0833

Rl.-Nr, 1336/69

objektiv herrührenden Lichtstromes. Er gelangt also auf demselben Weg wie dieser zur Photokathode 11 der Aufnahmeröhre 12. Der an der dichroitischen Schicht 10 reflektierte Teil des Zusatzlichtstromes hat dieselbe Richtung, wie der durch diese dichroitische Schicht hindurchtretende Teil des vom Aufnahmeobjektiv der einfallende Lichtstromes. Er gelangt also zusammen mit diesem auf die Photoschichten 14 und 16 der Aufnahmeröhren 15 und 17.

Figur 2 zeigt das optische System in perspektivischer Darstellung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen. Zusätzlich sind in Figur 2 noch Einrichtungen zur Erzeugung und Zuführung des Zusatzlichtes zum Objektiv 23 dargestellt. Das von einer Zusatzlichtquelle 20 ausgehende Licht gelangt über eine Kondensoroptik 21 und ein verschiebbares Filter-Dia 22 zur Abbildungsoptik Vorzugsweise ist die Intensität der Zusatzlichtquelle 20 regelbar, so daß sich die Zusatzbeleuchtung auf den Photoschichten genau dosieren läßt. Mittels des verschiebbaren bzw. drehbaren Filters 22 kann die spektrale Liehtverteilung der Zusatzlichtquelle wahlweise verändert werden.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Filtereinriohtung 22 kann, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, auch als drehbare Filterscheibe ausgebildet sein. Um den Strahlengang der Zusatzlichtquelle 20 bequemer in der Fernsehkamera unterzubringen, kann es zweokmäßig sein, einen Spiegel 30 zur Umlenkung des Strahlenganges vorzusehen. Anstelle des Filters 22 kann auch ein transparentes Testbild (Dia) eingesetzt werden, um mit seiner Hilfe die Kamera, insbesondere die Rasterdeckung, einzustellen und zu überprüfen.

109823/083

Claims

Patentansprüche

/1.) Optisches System für Farbfernsehkameras mit einem Hauptobjektiv, einem ersten Prisma mit einer ersten Fläche, durch die der vom Hauptobjektiv einfallende Lichtstrom in das erste Prisma eindringt, einer zweiten Fläche, auf der sich eine erste dichroitische Schicht befindet, welche einen Teillichtstrom im mittleren Teil des sichtbaren Spektrums reflektiert, der an der ersten Fläche total reflektiert wird, an einer dritten Fläche des ersten Prismas austritt, zur Photoschicht einer ersten Bildaufnahmeröhre gelangt und auf dieser ein Bild des Objektes im mittleren Teil des sichtbaren Spektrums erzeugt, einem zweiten Prisma mit einer ersten Fläche, die unter Einschaltung des LuftSpaltes parallel zur zweiten Fläche des ersten Prismas gelegen ist, einer zwei ten Fläche, auf der sich eine zweite dichroitische Schiet befindet, welche von einem Teillichtstrom im langwelligen Teil des sichtbaren Spektrums durchdrungen wird, der zur Photoschicht einer zweiten Bildaufnahmeröhre gelangt und einen Teillichtstrom im kurzwelligen Teil des sichtbaren Spektrums reflektiert, der an der ersten Fläche des zweiten Prismas total reflektiert wird und durch eine dritte Fläche des zweiten Prismas austritt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser kurzwellige Teillichtstrom etwa in die Richtung der Achse des Hauptobjektivs umgelenkt und mittels einer Zwischenoptik auf der Photoschicht ein Bild des Objekte in einem anderen Abbildungsmaßstab als das auf den Photoschichten der zweiten und ersten Aufnahmeröhre entwirft.

- T

109823/0833

Bl.-Nr. 1336/69
2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild auf der Photoschicht der dritten Bildaufnahmeröhre in kleinerem Abbildungsmaßstab, so daß die Fläche^- vorzugsweise etwa halb so groß als die der Bilder auf den Photoschichten der beiden anderen Bildaufnahmeröhren ist, entworfen wird.
3. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umlenkung des kurzwelligen Teillichtstromes in die Richtung der Achse des HauptObjektivs ein Dachkantprisma dient.
4. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste dichroitisch^ Schicht derart ausgebildet ist, daß sie im wesentlichen einen Teillichtstrom mit einer Spektralverteilung zwischen der Primärfarbe grün und der Augenempfindlichkeit reflektiert.

109823/0833