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Farbfilter Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen
auf Farbfilter und ist insbesondere auf verbesserte Farbfilter für Farbfernsehkameras
gerichtet.
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Vorrichtungen bzw. Farbfernsehkameras zur Erzeugung von Farbfernsehsignalen
bzw. Signalgemischen sind z.B.
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in dem am 24. Mrz 1970 erteilten US-Patent Nr. 3 502 799 und im am
26. Januar 1971 erteilten US-Patent 3 558 807 vorgeschlagen worden, die denselben
Zessionar wie im Falle der vorliegenden Patentanmeldung gehören, bei welchem ein
Farbfilter mit Bereichen, die jeweils Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche
auswählen und z.B.
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Rot- bzw. Grün- bzw. Blaulicht durchlassen sowie ein Linsenschirm
aus Trennlinsen zwischen einem im Fernsehen zu übertragenden Gegenstand und einer
einzigen Bildaufnahmerdhre
optisch eingeordnet sind, um zu bewirken,
daß diese Trennlinsen mit dem Farbfilter zusammenarbeiten, um ein Bild des Gegenstandes
in Farbkomponenten aufzuteilen, die auf die abgetastete Halbleiterphotoschicht der
Bildaufnahmeröhre projiziert werden, um im elektrischen Ausgang der Röhre Chrominanzsignale
zu erzeugen.
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Die Farbfilter dieser vorgeschlagenen Farbfernsehkameras können von
der Bildaufnahmeröhre getrennt angeordnet sein, um, wie oben erwähnt, mit den Trennlinsen
oder Linsenrastern zusammenzuarbeiten, wobei auch die Farbfilter in der Schirmträgeranordnung
der Röhre angeordnet sein können, wie z.B in der US-Parallelanmeldung Aktenzeichen
Nr, 72 593 der Anmelderin, die am 16. September 1970 eingereicht worden ist, offenbart,
wobei diese Patentanmeldung auch dem Zessionar der vorliegenden Patentanmeldung
gehört, bei welchem ein Indexbild auf der Halbleiterphotoschicht in einem tberlappenden
Verhältnis zum farbgetrennten Bild des im Fernsehen zu übertragenden Gegenstandes
elektrisch erzeugt wird, um ein Indexsignal im dem Röhrenausgang zu erzeugen, durch
welches die den verschiedenen Farbkomponenten entsprechenden Chrominanz 5 ignale
identifiiiert werden können.
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Bei den bisherigen Farbfiltern, die von der Bildaufnahmeröhre getrennt
angeordnet sind, sind zumindest drei verschiedene Lichtauswahlbereiche erforderlich,
die z.B.
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Rot- bzw. Grün- bzw. Blaulicht durchlassen. Bei den bisherigen Farbfiltern
stehen ferner die von einem einzigen Punkt des im Fernsehen zu übertragenden Gegenstandes
aus durch die mehreren Lichtauswahlbereiche durchgelassenen Lichtstrahlen in einem
Winkelverhältnis zueinander, wodurch eine Parallaxe entsteht, die zu einer Fehlüberdeckung
der Farben auf dem Bildschirm in den auf die Halbleiterphotoschicht der Bildaufnahmeröhre
projizierten farbgetrennten Bildern führt,
Die bisherigen Farbfilter,
die in der Schirmträgeranordnung der Bildaufnahmeröhre angeordnet sind, sind aus
einer grossen Anzahl von Sätzen von Lichtauswahlbereichen zusammengesetzt, die z,B,
Rot- bzw. Grün- bzw.
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Blaulicht durchlassen und in Form von Randstreifen wiederkehrend angeordnet
sind und sich zur Abtastrichtung der Röhre im rechten Winkel erstrecken. Die Erzeugung
der erforderlichen grossen Anzahl getrennter Lichtauswahlbereiche ist verhältnismässig
zeitraubend und kostspielig.
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Demgemäß ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines
Farbfilters, das zur Verwendung bei Farbfernsehkameras besonders geeignet und verhältnismässig
leicht und billig herstellbar ist und eine herabgesetzte Anzahl von Lichtauswahlbereichen
aufweist.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Farbfernsehkamera
mit Mitteln, die ein Farbfilter umfassen, wie oben erwähnt, zur Projizierung von
farbgetrennten Bildern des im Fernsehen zu übertragenden Gegenstandes auf die Halbleiterphotoschicht
der Bildaufnahmeröhre, wodurch die Probleme der Parallaxe und der Fehlüberdeckung
der farbgetrennten Bilder überwunden sind.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein zur
Verwendung bei einer Farbfernsehkamera besonders geeignetes Farbfilter aus einer
durchsichtigen Platte gebildet, die auf einer ihrer Oberflächen zumindest eine streifenartige
zweifarbige Schicht und vorzugsweise eine erste bzw. eine zweite benachbarte streifenartige
zweifarbige Schicht sowie auf ihrer anderen entgegengesetzten Oberfläche eine reflektierende
Schicht in einem Abschnitt dieser Oberfläche aufweist, so daß beim Eintritt des
Lichtes in die durchsichtige Platte an der letztgenannten
Oberfläche
das Rotlicht dieses eintretenden Lichtes durch die erste zweifarbige Schicht durchgelassen
wird, welche den Rest des eintretenden Lichtes gegen die reflektierende Schicht
reflektiertM wobei die zweite zweifarbige Schicht nur Grünlicht durchläßt, das durch
die reflektierende Schicht reflektiert wird und das restliche blaue Licht wiederum
durch die reflektierende Schicht reflektiert wird und aus der Platte austritt. Ein
solches Farbfilter kann in dem optischen System optisch angeordnet sein, durch welches
die farbgetrennten Bilder eines im Fernsehen zu übertragenden Gegenstandes auf die
Halbleiterphotoschicht der Bildaufnahmeröhre einer Farbfernsehkamera projiziert
werden Ein derartiges optisches System weist vorzugsweise Mittel auf, durch welche
die am Farbfilter von irgendeinem Punkt des Gegenstandes ankommenden Lichtstrahlen
parallel zueinander gemacht oder veranlaßt werden, in einer einzigen Richtung zu
wandern, wodurch eine Parallaxe vermieden wird.
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Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung erhellen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung eines erfindungsgemässen
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefüeen Zeichnungen; darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Farbfernsehkamera mit einem erfindungsgemässen
Farbfilter; Fig. 2 eine vergrösserte schematische Ansicht des erfindungsgemässen
Farbfilters, wobei die Art und Weise, in welcher dieses Farbfilter mit einem Linsenschirm
aus Trennlinsen zum Erhalt von farbgetrennten Bildern ersichtlich ist;
Fig.
3 eine perspektivische Ansicht des Linsenschirms aus Trennlinsen; Fig. 4 eine vergrösserte
schematische Ansicht, aus welcher die Art und Weise ersichtlich ist, in welcher
die farbgetrennten Bilder des im Fernsehen zu übertragenden Gegenstandes auf die
Bildaufnahmeröhre projiziert werden; Fig. 5 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel
eines Frequenzspektrums für ein Farbfernsehsignal zeigt, das durch die in Fig. 1
gezeigte Farbfernsehkamera erzeugt ist; Fig. 6 eine schematische perspektivische
Ansicht, teilweise weggebrochen, eines Abschnitts der Schirmträgeranordnung einer
Bildaufnahmeröhre, die in eine Farbfernsehkamera mit einem erfindungsgemässen Farbfilter
eingesetzt werden kann; Fig. 7A - 7F Wellenformkurvenbilder, auf welche Bezug genommen
wird, wenn die Arbeitsweise der Kamera nach Fig. 1 erläutert wird; und Fig. 8 eine
schematische Ansicht einer Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Farbfernsehkamera.
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ZurErzielung einer zweckmässigen Grundlage zur Erläuterung der vorliegenden
Erfindung wird eine Farbfernsehkamera 10, bei welcher ein erfindungsgemässes Farbfilter
verwendet wird, unter Bezugnahme auf die schematischen Fig. 1 und 6 allgemein beschrieben.
Wie aus diesen Figuren ersichtlich, kann die Kamera 10 eine einzige Bildaufnahmeröhre
11 aufweisen, wie sie in der US-Parallelanmeldung Aktenzeichen
Nr.
72 593 der Anmelderin eingehend offenbart, bei welcher ein Indexsignal im Röhrenausgang
zur Verwendung bei der Identifizierung und Trennung der den mehreren Farbkomponenten
der farbgetrennten Bilder entsprechenden Chrominanzsignale elektrisch erzeugt wird.
Bei dieser Bildaufnahmeröhre 11, insbesondere wie in Fig. 6 gezeigt, sind zwei Indexelektroden
A (die aus den Elementen A1, A2 ... An zusammengesetzt sind) bzw. B (die aus den
Elementen B1, B2 ... Bn zusammengestzt sind) gezeigt, die neben der Halbleiterphotoschicht
12 der Bildaufnaheröhre 11 angeordnet sind. Die Halbleiterphotoschicht 12 ist z.B.
aus Materialien wie Antimontrisulfid, Bleioxid und dgl. gebildet. Die Elektroden
A und E sind durchsichtige leitende Schichten, die z.B. aus Zinnoxid mit Antimon
gebildet sind, wobei sie derart angeordnet sind, daß ihre Elemente beispielsweise
in einer Reihenfolge abwechselnd liegen, die A1, B1, A2, B2... Ans Bn sein kann.
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Die gezeigten Elektroden A und B sind zur Verbindung mit Aussenschaltungen
an die Anschlußklemmen TA und TB angeschlossen. In diesem Fall sind die Elektroden
A und B so angeordnet, daß die Längsachsen ihrer länglichen Elemente die horizontale
Abtastrichtung d eines Elektronenstrahles kreuzen können. Die Elektroden A und B
sind z.B.
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durch Photoätzen auf der Rückseite der Glasschirmträgerplatte 13 der
Bildaufnahmeröhre 11 zweckmässig gebildet worden, worauf die Halbleiterphotoschicht
12 auf die Elektroden A und B aufgetragen wird, um die ganze Rückseite des Schirmträgers
zu bedecken.
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Bei der in der Parallelanmeldung Aktenzeichen Nr 72 593 der Anmelderin
offenbarten Bildaufnahmeröhre ist ein Farbfilter in der Schirmträgeranordnung vorgesehen,
das aus Rot-, Grün- und Blaufarbfilterelementen besteht, die in einer sich wiederholenden,
zyklischen Reihenfolge und parallel zur Länge der Elemente der Elektroden A und
B
auf solche Weise angeordnet sind, daß ein Dreier aus Rot-, Grün- und Blaufarbfilterelementen
gegenüber jedem der Paare aus benachbarten Elektrodenelementen A1 und B1, A2 und
B2 ... usw. liegt. Bei der hier dargestellten Kamera 10 mit einem erfindungsgemässen
Farbfilter 14 ist jedoch dieses Farbfilter 14 von der Biadaufnahmeröhre 11 getrennt
angeordnet und arbeitet mit einem Linsenschirin 15 zusammen, der aus einer grossen
Anzahl von Linsenrastern oder zylindrischen Linsen gebildet ist, die gegenüber der
Aussenoberfläche des Schirmträgers 13 angeordnet sind, um auf ähnliche Weise farbgetrennte
Bilder des Gegenstandes auf der Schicht 12 zu bilden, wie nachfolgend näher beschrieben.
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Die hier gezeigte Bildaufnahmeröhre 11 weist ferner eine Elektronenschleuder
16 zum Aussenden eines Elektronenstrahles auf, der die Halbleiterphotoschicht 12
mit Hilfe des durch die Ablenkspule oder das Ablenkjoch 17 erzeugten Feldes abtasten
kann.
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In der zur Verwendung des erfindungsgemässen Farbfilters 14 geeigneten
Kamera 10 sind die Anschlußklemmen t und t2 der Sekundärwicklung eines aus einer
Primärwicklung 18a und einer Sekundärwicklung 18b bestehenden Transformators 18
mit den Anschlußklemmen TA und TB der Bildaufnahmeröhre 11 verbunden. Die Primärwicklung
18a ist mit einer Signalquelle 19 verbunden, die ein Wechselsignal Si (Fig. 7A)
erzeugt, das mit der Zelenabtastpenode der Bildaufnahmeröhre synchronisiert ist.
Dieses Wechselsignal S1 hat eine rechteckige Wellenform mit einer Impulsdauer, die
einer horizontalen Abtastperiode H des Elektronenstrahles gleich ist, wie z.B. eine
Impulsldnge von 63 63,5 Mikrosekunden und einer Frequenz, welche die Hälfte der
horizontalen Abtastfrequenz ausmacht, nämlich
15,75/2 KHz. Ein Mittelabgriff
t der Sekundärwicklung 18b ist mit dem Eingang eines Vorverstärkers 20 durch einen
kondensator 21 verbunden und wird mit Gleichstromvorspannung von 10 bis 50 V aus
einer Stromquelle B+ über einen Widerstand R versorgt.
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Bei dieser Anordnung werden die Elektroden A und B abwechselnd mit
Spannungen versorgt, die für jede horidentale Abtastperiode höher oder niedriger
als die Gleichstromvorspannung sind, so daß ein Randstreifenpotentialbildmuster,
das den Elektroden A und B entspricht, auf der Oberfläche der Halbleiterphotoschicht
12 gebildet wird. Ist demnach die Bildaufnahmeröhre 11 nicht belichtet, so führt
demgemäß das Abtasten der Schicht 12 durch den Elektronenstrahl zu einem Signal
SI, das der rechteckigen Wellenform entspricht, die in Fig. 7A gezeigt, wie in einer
Abtastperiode H1 am Mittelabgriff t der Sekundärwicklung 18b abgeleitet. Wird z.B.
eine Gleichstromvorspannung von 30 V dem Mittelabgriff t der Sekundärwicklung 18b
zugeführt und eine Wechselspannung von 0,5 V zwischen die Anchlußklemmen TA und
TB angelegt, so variiert der durch den Widerstand R fliessende Strom um 0,05 Mikroamper
und kann als Indexsignal verwendet werden. Die Frequenz dieses Indexsignals SI wird
mit Bezug auf die Grösse und den Abstand der Elemente der Elektroden A und B und
einer horizontalen Abtastperiode des Elektronenstrahles wahlweise bestimmt und kann
z.B. 3,58MHz sein. Wenn ein farbgetrenntes Bild des Gegenstandes 22 auf die Halbleiterphotoschicht
12, wie nachfolgend beschrieben, fokussiert wird, werden der Lichtstärke der filtrierten
Rot-, Grün- und Blaukomponenten entsprechende Signale in überlappendem Verhältnis
zum Indexsignal SI auf Grund der Abtastung der Schicht 12 durch den Elektronenstrahl
zum Erhalt eines
Signalgemisches S2 erzeugt, wie in Fig. 7B gezeigt,
wobei die Bezugszeichen R, G bzw. B Teile des Signalgemisches S2 bezeichnen, die
der Rot-, Grün- und Blaufarbkomponente entsprechen. Das Signalgemisch S2 ist die
Summe des Leuchtdichtesignals SY, des Chrominanzsignals Sc und des Indexsignals
SI, nämlich S2 = Sy+SC+SIo Das Frequenzspektrum des Signalgemisches S2, wie in Fig.
5 gezeigt, wird durch die Grösse der Elemente d er Elektroden A und B und des Filters
14, des Abstandes der Linsenrater des Linsenschirms 15 und der horizontalen Abtastperiode
bestimmt. Diese Faktoren werden so ausgewählt, daß das Signalgemisch S2 in seiner
Gesamtheit eine Bandbreite von 6 MHz aufweist, wobei das Leuchtdichte- bzw0 das
Chrominanzsignal Sy bzw. Sc im unteren bzw. höheren Band dieser Bandbreite liegt.
Es wird bevorzugt, die Oberlappung des Leuchtdichte- und des Chrominanzsignals Sy
und SC auf ein Minimum hzrabzusetzen, wobei dies durch den Linsenschirm 15 vor der
Bildaufnahmeröhre 11 erzielt wird, wodurch die Auflösung optisch herabgesetzt und
das Leuchtdichtesignalband enger gemacht wird.
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In der nächsten horizontalen Abtastperiode Hi+1 befindet sich die
Spannung (das Wechselsignal), die auf die Elektroden A und B angelegt ist, in Gegenphase,
wobei ein Indexsignal -SI erzeugt wird, wie in Fig.7A' gezeigt, und zwar mit Gegenphase
zum in Fig. 7A gezeigten Indexsignal SI. Dementsprechend wird ein Signalgemisch
S2' der Eingangsseite des Vorverstärkers 20 zugeführt, wie in Fig. 7Bt gezeigt,
nämlich S2'=Syy+Sc~SI.
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Ein solches Signalgemisch S2 (oder S2') wird durch den Vorverstärker
20 einem Aufbereitungsverstärker 23 zur Formgebung der Wellenform und/oder zur Gammkorrektur
zugeführt. Daraufhin wird das Signal einem Tiefpaßfilter 24
und
einem Bandpaßfilter 25 zugeführt. Als Ergebnis wird das Leuchtdichtesignal Sy und
ein Signal S3 = SCL+SIL (Fig. 7C) oder ein Signal S3'=ScL-SIL (Fig. 7C') aus dem
Tiefpaßfilter 24 bzw. dem Bandpaßfilter 25 abgeleitet. In den obigen Gleichungen
für S3 und S3' sind die SCL und SIL die Niederfrequenzkomponenten oder die Grundkomponenten
des Chrominanzsignals SL bzw. des Indexsignals SI.
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Da die Wiederholfrequenzen des Indexsignals SI und des Chrominanzsignals
5c gleich sind, kann die Trennung dieser Signale auf die folgende Weise ohne Verwendung
eines Filters erzielt werden.
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Das Bezugszeichen 26 zeigt eine Verzögerungsschaltung, z.B. eine Ultraschallverzögerungsleitung,
durch welche das Signal 53:5CL+51L (oder S3'=SCL-SIL), das aus dem Bandpaßfilter
25 abgeleitet worden ist, um eine horizontale Abtastperiode IH verzögert wird. Das
Signal S3=ScL+SIL (oder S3'=ScL-SIL) in einer bestimmten horizontalen Abtastperiode
H. und das Signal S3'=ScL-SIL (oder S3=ScL+SIL) in der nachfolgenden horizontalen
Abtastperiode Hi+1, die aus der Verzögerungsschaltung 26 und dem Bandpaßfilter 25
abgeleitet worden sind, werden der Addierschaltung 27 zugeführt, worin sie addiert
werden,um als Ausgang ein Chrominanzsignal 2SCL zu erzeugen, wie in Fig. 7D gezeigt.
In diesem Fall sind die Gehalte der Chrominanz signale in benachbarten horizont
alen Abtastperioden so ähnlich, daß sie als im wesentlichen gleich betrachtet werden
können. Es ist weiterhin möglich, das Signal aus dem Bandpaßfilter 25 um drei oder
fünf horizontale Abtastperioden infolge dieser Ähnlichkeit zu verzögern.
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Diese Signale S3=SCL+SIL (oder S3'=SCL-SIL) und
S3'=SCL-SIL
(oder S3=SCL+SIL) in den horizontalen Abtastperioden Hi und Hi+1 werden auch einer
Subtraktionsschaltung 2£ zugeführt, um eine Subtraktion (SCL-SIL) - (SCL+SIL) (oder
(SCL+SIL) - (SCL-SIL)) zu erhalten und ein Indexsignal -2S'IL (Fig. 4E) oder 2511L
(nicht gezeigt) davon abzuleiten. Das resultierende Indexsignal -2S'IL oder 2511L
wird einer Begrenzerschaltung 29 zugeführt, damit seine Amplitude gleichmässig gemacht
und dabei ein Indexsignal -2SI (oder 2SI) gebildet wird, wie in Fig. 7F gezeigt.
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Das auf diese Weise erzeugte Indexsignal -2SI (oder 2SI) wird in jeder
horizontalen Abtastperiode in Phase umgekehrt, so daß das Signal -25I durch die
Verwendung eines Umschalters 30 in Phase berichtigt wird, der vorzugsweise in der
Praxis ein elektronischer Schalter ist, jedoch in der vorliegenden Darstellung feststehende
Kontakte 30a und 30b sowie einen beweglichen Kontakt 30c hat. Die Ausgangsseite
des Begrenzers 29 ist mit einem feststehenden Kontakt 3Oa des Umschalters und mit
dem anderen feststehenden Kontakt 30b durch einen Wechselrichter 31 unmittelbar
verbunden. Der Umschalter 30 ist derart konstruiert, daß sein beweglicher Kontakt
30c den Kontakt mit den feststehenden Kontakten 30a und 30b abwechselnd für jede
horizontale Abtastperiode synchron mit dem Wechselsignal SI herstellt, das auf die
Primärwicklung 18a des Transformators 18 angelegt ist, um dadurch das Indexsignal
2S1 aus dem beweglichen Kontakt 30c Jederzeit abzuleiten.
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Das aus der Addierschaltung 27 abgeleitete Chrominanzsignal SCL wird
den Synchrondetektoren 32, 33 und 34 zugeführt. Das Indexsignal SIL wird dem Synchrondetektor
32 über einen Phasenschieber 35 zugeführt, der die Phase des Indexsignals auf iene
des Rotsignals einstellt, um
ein Farbdifferenzsignal R-Y am Ausgang
des Detektors 32 zu erzeugen. Auf ähnliche Weise wird das Ausgangssignal aus dem
Phasenschieber 35 dem Synchrondetektor 33 über Phasenschieber 36 zur Erzeugung eines
Farbdifferenzsignals G-Y am Ausgang des Detektors 33 zugeführt, während das Ausgangssignal
aus dem Phasenschieber 36 dem Synchrondetektor 34 über einen Phasenschieber 37 zur
Erzeugung eines Farbdifferenzsignals B-Y am Ausgang des Detektors 34 zugeführt wird.
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Die Phase des Eingangs zu den Phasenschiebern 36 bzw. 37 wird durch
diese jeweils um 1200 geändert. Diese Farbdifferenzsignale sowie das Leuchtdichtesignal
Sy werden einer Matrixschaltung 38 zugeführt, um Farbsignale SRs und 5B an den Anschlußklemmen
TR, TG bzw. TB abzuleiten. Die so erhaltenen Farbsignale können zweckmässig aufbereitet
werden, um für das System der US-amerikanischen nationalen Fernsehausschusses sowie
für verschiedene andere Systeme Farbfernsehsignale zu erzeugen.
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Das erfindungsgemässe Farbfilter 14 ist in dem (nachfolgend beschriebenen)
optischen System angeordnet, durch welches farbgetrennte Bilder des Gegenstandes
22 auf die Schicht 12 projiziert werden, wobei es eine durchsichtige Platte 39,
die z.B. aus Glas bestehen kann, aufweist, die prallele, flache, entgegengesetzte
Oberflächen 40 bzw.
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41 (Fig. 2) hat, die im allgemeinen jeweils dem Gegensind 22 und der
Bildaufnahmeröhre 11 zugewandt und in Bezug auf die optische Achse in einem scharfen
Winkel angeordnet sind. Das Farbfilter 14 weist ferner eine erste bzw. zweite halbdurchsichtige
zweifarbige Schicht 42 bzw. 43 auf, die auf benachbarte streifenartige Bereiche
der Oberfläche 41 aufgetragen sind, um zu ermöglichen, daß nur Licht innerhalb vorbestimmter
91ellenlängenbereiche
durch die entsprechenden Bereiche der Oberfläche
41 durchgelassen wird, während Licht anderer Wellenlängen reflektiert wird, wobei
eine undurchsichtige reflektierende Schicht 44 auf einem Abschnitt der Oberfläche
40 zum Reflektieren des ganzen Lichtes vorgesehen ist, das diese Oberfläche erreicht,
nachdem es durch die Schicht 42 oder die Schicht 43 reflektiert worden ist. Im Fall,
in welchem die Zeilenabtastrichtung der Bildaufnahmeröhre 11 horizontal ist, erstrecken
sich die streifenartigen Bereiche der Oberfläche 41, die von den Schichten 42 und
43 bedeckt sind, senkrecht, genau wie die Linsenraster oder zylindrischen Linsen
des Linsenschirms 15 und die Elemente der Elektroden A und B.
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Die zweifarbigen Schichten 42 und 43 sind Interferenzschichten und
können gebildet werden, indem eine entsprechende Anzahl von Überzügen aus z.B. Sulphid
und Magnesiumfluorid durch Vakuum auf die entsprechenden Bereiche der Oberfläche
41 aufgebracht werden, um die entsprechenden Interferenzschichten mit den erforderlichen
Eigenschaften zu versehen. So kann z.B. die zweifarbige Schicht 42 gebildet werden,
um jedes Licht mit einer Wellenlänge, die kürzer als 600 m f ist, zu reflektieren
und Licht mit einer Wellenlänge, die grösser als 600 m /u durchzulassen, in welchem
Fall die Schicht 42 Rotlicht durchläßt und Blaulicht sowie Grünlicht reflektiert.
Auf ähnliche Weise kann die zweifarbige Schicht 43 so gebildet sein, daß sie nur
Licht durchläßt, das eine Wellenlänge von etwa 550 hat, während sie Licht mit anderen
Wellenlängen reflektiert, in welchem Fall Grünlicht durch die Schicht 43 durchgelassen,
jedoch Blaulicht reflektiert wird. Die undurchsichtige reflektierende Schicht 44
kann aus Aluminium bestehen, das auf die Oberfläche durch Vakuum aufgetragen worden
ist, so daß sie jedes Licht im sichtbaren Spektrum reflektiert.
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Bei der obigen Anordnung des Farbfilters 14 wird ein Strahl 45 eines
mehrfarbigen Lichts, der am Abschnitt 40a der Oberfläche 40 in einem Einfallswinkel
Q in Bezug auf die letztere ankommt, durch die Platte 39 zur Schicht 42 durchgelassen
und das Rotlicht darin wird durch die Schicht 42 durchgelassen, wie bei 45R gezeigt.
Das Grün- und Blaulicht, das im eintretenden Strahl 45 enthalten ist, wird durch
die Schicht 42 und dann durch die Schicht 44 reflektiert, wie bei 45' gezeigt, so
daß es die Schicht 43 erreicht. Das zur Schicht 43 reflektierte Grünlicht wird durch
sie durchgelassen, wie bei 45G gezeigt, wobei das Blaulicht von der Schicht 43 und
der Schicht 44 reflektiert wird, wie bei 4411 gezeigt, so daß es den unbedeckten
Abschnitt 41a der Oberfläche 41 erreicht und dann abgeht, wie bei 45B gezeigt.
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Erfindungsgemäß weist das optische System, in welchem das Filter 14
angeordnet ist, ferner Mittel auf, die auf das Licht aus dem Gegenstand 22 wirken,
um zu gewährleisten, daß das am Filter 14 von irgendeinem Punkt des Gegenstands
ankommende Licht in einer entsprechenden einzigen Richtung wandert. Das in Fig.
1 gezeigte optische System weist eine sogenannte Gummilinse 46 auf, durch welche
die von jedem Punkt des Gegenstandes 22 ausgestrahlten Lichtstrahlen in Unendlichkeit
fokussiert werden, d. h. sie werden in ein entsprechendes Bündel aus Parallelstrahlen
gebündelt, auf welche das Farbfilter 14 wirkt. In Fig. 2 ist der Strahl 45 selbstverständlich
nur ein einziger Strahl, z.B. der Zentralstrahl eines Bündels aus Parallelstrahlen,
die am Farbfilter 14 von einem einzigen Punkt des Gegenstandes 22 ankommen. Es versteht
sich, daß von einem anderen Punkt des Gegenstandes 22 ausgestrahlte Lichtstrahlen
auf ähnliche Weise in Unendlichkeit fokussiert bzw. in ein anderes Kollimatorbündel
aus parallelen Strahlen gebündelt
werden, die am Farbfilter 14
in einem Einfallswinkel ankommen, der sich von jenem des Strahles 45 unterscheidet,
wie z.B. mit dem Strahl 145 (Fig. 2) gezeigt, der den Zentralstrahl dieses anderen
Bündels darstellt.
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Das in Fig. 1 gezeigte optische System weist ferner eine Relaislinse
47 auf, die zwischen dem Farbfilter 14 und dem Linsenschirm 15 angeordnet ist, wobei
das Farbfilter 14 neben dem Brennpunkt der Relaislinse 47 angeordnet ist. Die Linsenraster
oder parallelen zylindrischen Linsen 48 (Fig. 3 und 4) des Linsenschirms 15 weisen
ferner Brennpunkte auf, die auf der Oberfläche der Halbleiterphotoschicht 12 liegen.
Um den Gegenstand 22 auf der Schicht 12 zu fokussieren, werden die Relaislinsen
47 und das Farbfilter 14 als eine Einheit bewegt, d.h. ohne die Entfernungen zwischen
ihnen zu ändern.
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Ist nun die Brennweite der Relaislinse 47 F, die Brennweite jeder
der zylindrischen Linsen oder Linsenraster 48 F', der Abstand zwischen benachbarten
Linsenrastern 48 D' und die Grösse jeder der streifenähnlichen Bereiche der Schichten
42 und 43 D, so wird die folgende Beziehung aufrechterhalten: D' = F' D F Bei dem
obigen Verhältnis werden drei farbgetrennte Bilder 49R, 49G und 49B (Fig. 4) im
Bereich der Schicht 12 entsprechend jedem Linsenraster oder jeder Linse 48 erhalten.
Ist daher das Produkt der horizontalen Abtastfrequenz und der Anzahl der Linsenraster
48 am Linsenschirm 15 so gewählt, daß es 1,2 MHz ist, so hat das Chrominanzsignal
eine Zentralfrequenz von 3 x 1,2 MHz, d.h. 3,6 MHz, wie in Fig. 5 gezeigt, wobei
die Leuchtdichtefrequenz
in einer niedrigeren Bandweite liegt.
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Wie in Fig. 8 gezeigt, kann die Gummilinse 46 der Kamera 10 durch
eine Irisblende 146 ersetzt werden, die ein Nadelloch oder eine kleinste Öffnung
hat, so daß nur Lichtstrahlen, die zueinander parallel wandern, das Farbfilter 14
von einem beliebigen Punkt des Gegenstandes 22 erreichen. In diesem Fall ist die
Linse 47 nicht lediglich eine Relaislinse, sondern muß vielmehr eine Sammellinse
sein, um das Bild des Gegenstandes 22 auf die Halbleiterphotoschicht der Bildaufnahmeröhre
11 zu fokussieren, Es ist ersichtlich, daß bei jeder der oben beschriebenen erfindungsgemässen
Ausführungsformen das Licht dreier verschiedener Farben, wie z.B. bei 45R, 45G und
45B angezeigt, von einem begrenztenBü ndel aus parallelen Lichtstrahlen getrennt
ist, die von einem Punkt des Gegenstandes stammen, wodurch eine Parallaxe und eine
Fehlüberdeckung des Bildes mit getrennten Farben auf der Halbleiterphotoschicht
vermieden wird, wogegen bei den vorbekannten Farbfiltern, die getrennt von der Bildaufnahmeröhre
angeordnet sind, von einem Punkt des Gegenstandes divergierende Lichtstrahlen durch
die verschiedenen Lichtauswahlbereiche des Farbfilters durchglassen werden, so daß
eine Parallaxe zwischen solchen Lichtstrahlen entsteht und zur Fehlüberdeckung in
dem Bild mit getrennten Farben führt, das auf die Halbleiterphotoschicht der Bildaufnahmeröhre
fokussiert ist.
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Es ist ferner ersichtlich, daß das Farbfilter 14 nur zwei zweifarbige
Schichten 42 und 43 zur Erzeugung dreier verschiedener Farblichter aufweist, so
daß es leichter herstellbar ist als die vorbekannten Farbfilter, die drei oder mehr
verschiedene Lichtauswahlbereiche haben.
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Obwohl hier einige erfindungsgemäs se Ausführungsformen unter Bezugnahme
der beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, ist die Erfindung selbstverständlich
nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, so daß verschiedene Änderungen und
Abwandlungen seitens der Fachleute innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten
Patentansprüche möglich sind.
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Ansprüche: