DE2256281A1 - Einaufnahmeroehren-farbkamera - Google Patents

Description

Patentanwälte DIpL-In g. R. π .ic T Z sen»

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Bi-i9.775P(i9.776H) 16. 11. 1972

HITACHI LTD». Tokio (Japan)

Einauf nahineröhren-Farbkaraera

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einbildaufnahmeroh-

ren-Farbkamera, insbesondere auf eine Farbkamera mit einem Farbfilter mit mehreren streifenförmigen Filtereinheiten, die rote, grüne und blaue Lichtanteile enthalten und die das Video- oder Farbsignal und das Bezugssignal getrennt abgeben.

Wie bekannt ist, sind drei Arten von Signalen wesentlich in einem Farbfernsehsystem, die den Rot (R)-, Grün (G)- und Blau (B)-Komponenten des von einem Objekt ausgesandten Lichtes entsprechen. Bei der heute am meisten verbreiteten Farbkamera werden drei Signale getrennt durch drei Bildaufnahmeröhren geführt. Die Abmessungen einer derartigen Kamera sind notwendigerweise groß, da die drei Bildaufnahmeröhren wesentlich sind. Darüber hinaus müssen das optische System für die Farbzerlegung und das in der Kamera verwendete Ab- '

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lenksystem eine große Genauigkeit aufweisen, da die drei Signale gleichzeitig von einem zum Bild eines Objekts gehörenden Fleck durch die drei Bildaufnahmeröhren geführt werden müssen.

Um die Schwierigkeiten auszuschließen, die in der Größe und der Genauigkeit einer Kamera mit drei Bildaufnahmeröhren liegen, wurde eine Einaufnahmeröhren-Farbkamera verwendet, die eine Bildaufnahmeröhre mit einem Farbfilter besitzt, das aus drei Arten von streifenförmigen Filtereinheiten besteht, aus denen die oben genannten drei Signale gleichzeitig entnommen werden.

Die Herstellung dieser herkömmlichen Einaufnahmeröhren-Farbkamera ist jedoch schwierig. Darüber hinaus muß die Kamera einer Grundbeleuchtung mit einem konstanten Pegel ausgesetzt sein, um ein stabiles Schwarzpegel zu erhalten. Weiterhin hat diese bekannte Kamera auch noch andere Nachteile, die weiter unten näher erläutert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einaufnahmeröhren-Farbkamera anzugeben, die leicht hergestellt werden kann und die mit einer hohen Genauigkeit arbeitet. Diese Farbkamera soll weiterhin ohne Grundbeleuchtung ein Bezugssignal aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe verwendet die erfindungsgemäße Einaufnahmeröhren-Farbkamera ein Farbfilter aus drei Arten von streifenförmigen Filtereinheiten für die Rot-, GrUn- und Blau-Lichtkomponenten. Zwei Arten von transparenten Elektroden sind auf der Rückseite des Farbfilters angeordnet, wobei eine Elektrode mit der roten und der grünen Filtereinheit und die andere mit der blauen Filtereinheit in

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Kontakt ist, und wobei die gleichen Elektroden gemeinsam angeschlossen sind. Auf den transparenten Elektroden ist eine photoleitende Schicht angeordnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 die Hauptteile einer herkömmlichen Einaufnahmeröhren-Farbkamera,

Fig. 3 die Hauptteile einer erfindungsgemäßen Einaufnahmeröhren-Farbkamera ,

Fig. k Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der in der Fig. 3 dargestellten Farbkamera,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Hauptteil einer bei der erfindungsgemäßen Einaufnahmeröhren-Farbkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre,

Fig. 6 Einzelheiten des Hauptteils der in der erfindungsgemäßen Farbkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre ,

Fig. 7 einen Schnitt durch den Hauptteil einer in einer Farbkamera gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Bildaufnahmeröhre,

Fig. 8 den Hauptteil einer Bildaufnahmeröhre bei einer Farbkamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 9 und 10 Schnitte durch Bildaufnahmeröhren, die bei einer Farbkamera gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

In der Fig. 1 sind die Hauptteile einer herkömmlichen Einaufnahmeröhren-Farbkamera dargestellt, die ein auf der Grundlage eines photoelektrischen Effektes arbeitendes Vidikon als Bildaufnahmeröhre benutzt. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, sind auf der Rückseite eines zusammengesetzten Farbfilters aus streifenförmigen Filtereinheiten 1R, IG und IB, die jeweils allein gegenüber rotem, grünem und blauem Licht durchlässig sind (im folgenden jeweils als rotes, grünes und blaues Filter bezeichnet), transparente Elektroden 2R, 2G und 2B vorgesehen, die jeweils dem roten, grünen und blauen Filter entsprechen. Eine photoleitende Schicht 3 ist auf den transparenten Elektroden 2R, 2G und 2B angeordnet. Die oben genannten Teile sind in einem dichten Glasgehäuse vorgesehen. Die Oberfläche der photoleitenden Schicht 3 wird durch einen Elektronenstrahl abgetastet (nicht dargestellt). Wegen der Übersichtlichkeit sind in der Fig. 1 lediglich zwei Folgen von roten, grünen und blauen Filtern 1R, 1G, 1B und 2R, 2G, 2B dargestellt. In der Praxis ist eine willkürliche Anzahl von Folgen, abhängig von der gewünschten Auflösung des wiedergegebenen Farbbildes, möglich. Dies sind beispielsweise 300 Folgen zur Auflösung von 300 Linien/mm. Sich entsprechende Filter sind gemeinsam angeschlossen. Die roten Filter 2R sind alle gemeinsam angeschlossen. Dasselbe gilt, für die grünen und blauen Filter 2G und 2B. Wenn das Bild eines Objekts durch ein nicht dargestelltes Linsensystem auf den roten, grünen und blauen Filtern 1R, 10 und 1B abgebildet wird, wobei Spannung«quellen 3Ä, MJ und 51 J·»·!!· UWr Laatwider-

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stände toi, kG und kB mit den transparenten Elektroden 2R, 2G und 2B verbunden sind, dann können die die Rot-, Grün- und Blau-Komponenten eines Objekts darstellenden Video-Signale bei den Lastwiderständen 4R, hG und kB jeweils erhalten werden, wenn die photoleitende Schicht 3 durch den Elektronenstrahl abgetastet wird. Das Videosignal wird durch Verstärker 6R, 6g und 6B verstärkt und läuft durch Tiefpaßfilter 7R, 7G und ?B, um die erforderlichen Videosignale R, G und B zu erhalten. Eine derartige Bildaufnahmeröhre mit der oben beschriebenen Konstruktion kann als eine sehr gute Dreifarben-Bildaufnahmeröhre betrachtet i/isrdtm, deren Herstellung j »doch sehr schwierig ist. Beispielsweise müssen mehrere hundert Folgen von transparenten Elektroden durch geeignete Leitungen bei der Bildaufnahmeröhre miteinander verbunden werden» Es ist unmöglich, diese Verbindung in einer einzigen Ebene herzustellen, ohne daß sich die Leiter von zwei verschiedenen Arten von Elektroden miteinander kreuzen, da drei Arten von Elektroden vorgesehen sind. Deshalb ist es unmöglich, die Verbindungsverdrahtungen mit Hilfe einer flachen Verdrahtungstechnik, wie beispielsweise einer Photoätztechnik, durchzu- ~ führen. Dies ist eine der Schwierigkeiten, die bei der Herstellung der beschriebenen Einaufnahmeröhren-Farbkamera auftritt. Die Auflösung der bei dieser Farbkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre (hauptsächlich bestimmt durch den Durchmesser des abtastenden Fleckes des Elektronenstrahls) wird gleich zur Anzahl der Folgen der streifenfBrmigen Filtereinheiten 1R, 1G und 1B, und deshalb zur Auflösung des wiedergegebenen Farbbildes.

In Fig. 2 sind die Hauptteil· einer anderen herkömmlichen Einaufnahmeröhren-Farbkamera dargestellt. Da· bei dieser Kamera verwendet· Farbfilter hat mehrere streifenförmig·

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BAD ORIGINAL

-6- 2 2 Γ. ι3 7 ί31

Filtereinheiten, die gegenüber dem sichtbaren Licht lichtundurchlässig oder opak sind, d. h. Schwarzfilter IBL, die zwischen den roten, grünen und blauen Filtern IR, IG und IB in einem regelmäßigen Abstand angeordnet sind. Eine zusammenhängende transparente Elektrode 2 ist auf der Rückseite des zusammengesetzten Filters vorgesehen, und eine photoleitende Schicht 3 ist auf der transparenten Elektrode 2 angeordnet. Wenn nun das Bild eines Objekts mit Hilfe von nicht dargestellten Linsen auf den streifenförmigen Filtereinheiten IR, IG, IB und IBL mit Hilfe einer Spannuiifisquel Ie " diu über einem Lastwiderstand h mit der fc r <ι 11.sparen t elektrode ;' vorhanden ist, wahrotul die plmtoloitende Schicht 3 durch den Elektrodenstrahl abgetastet wird, ausgebildet ist, dann wird ein Videosignal durch einen Vorstärker 6 erhalten. Dieses Videosignal enthält eine periodische Folge von Signalen, die die Rot-, Grün- und Blaukomponenten eines Objekts wiedergeben, und ein Signal, das ein Schwarzpegel unabhängig vom Objekt wiedergibt. Lediglich das Schwarzpegelsignal wird dann durch einen Schwarzpegeldetektor 8 erfaßt.

Drei Tastimpulse, die den Phasen der roten, grünen und blauen Signale entsprechen, werden durch einen Impulsgenerator 10 auf der Grundlage des erfaßten Schwarzpegelsignals erzeugt. Die Tastimpulse öffnen Gatter 9R, 9G und 9B, um lediglich die roten, grünen und blauen Signale aus dem Aus- gangssignal des Verstärkers 6 auszuwählen. Diese ausgewählten Signale laufen dann durch Tiefpaßfilter 7R, 7G und 7B, um drei Videosignale R, G und B tu bilden. Die einzige Folge des bei dieser Bildaufnahmeröhre verwendeten zusammengesetzten Farbfilters umfaßt vier Arten von streifenförmigen Filtereinheiten, d. h. rote, grüne, bl*ue und schwarze Filter, wie oben erläutert wurde. Deshalb ist die Breite einer

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einzigen streifenförmigen Filtereinheit des bei dieser Bildaufnahmeröhre verwendeten Farbfilters kleiner.als die Breite einer einzigen streifenförmigen FiItereinheit des bei der anhand der Fig. 1 erläuterten Farbkamera verwendeten FarbfiltersQ Die erstere beträgt drei Viertel der letzteren. Deshalb wird die Herstellung eines derartigen Filters noch schwieriger. Damit der Schwarzpegeldetektor 8 das Schwarzpegelsignal stabil erfaßt, ist es darüber hinaus erforderlich, daß die Bildaufnahmeröhre jede streifenförmige Filtereinheit von einer anderen unterscheidet. In diesem Fall muß deshalb die Bildaufnahmeröhre eine um einen Faktor h größere Auflösung aufweisen, wie diese bei dem wiedergegebenen Farbbild erforderlich ist, das der Auflösung der Bildaufnahmeröhre entspricht, die bei der in der Fig. 1 dargestellten Farbkamera verwendet ist. Um ein stabiles Schwarzpegelsignal selbst dann zu erhalten, wenn das Objekt ziemlich dunkel ist, ist äs weiterhin erforderlich, die Bildaufnahmeröhre mit einer Grundbeleuchtung mit einem konstanten Pegel unabhängig vom Objekt zu versehen..

In Fig. 3 sind die Hauptteile einer erfindungsgemäßen Farbkamera dargestellt. Das bei der Bildaufnahmeröhre dieser Kamera verwendete zusammengesetzte Farbfilter besteht aus drei Arten von streifenförmigen Filtereinheiten, das heißt aus roten, grünen und blauen Filtern. Wie in der Fig. 3 dargestellt, sind transparente Elektroden 2RG auf den roten und grünen Filtern 1R und IG angeordnet, während transparente Elektroden 2B auf dem blauen Filter 1B vorgesehen sind. Eine photoleitende Schicht 3 ist auf dom transparenten Elektroden 2RG und 2B angeordnet! Die transparenten Elektroden 2RG sind miteinander verbunden. Ebenso sind die transparenten Elektroden 2B miteinander verbunden. La«twider stünde MMl und k3 Tf»rbiadoia 41 e tr»fttn Slektveden

2RG und 2B mit Spannungsquellen 5RG und 5B. Verstärker 6RG und 6b verstärken die bei den Lastwiderständen URG und kB erhaltenen Signale. Bin Addierer "\k bildet die Summe der Ausgangssignale der Verstärker 6RG und 6B. Die anderen Teile der Schaltung der Farbkamera sind ein Amplitudenbegrenzer 11, ein Bandpaßfilter lh, ein Phasenschieber 13t ©i*¹ Tiefpaßfilter 15, ein Bandpaßfilter 16, Synchrono-Detektoren 17 und 18, die Jeweils durch die Ausgangssignale des Bandpaßfilters 12 und des Phasenschiebers 13 betrieben werden, und eine Matrixschaltung 19· die die Ausgangesignale der Synchro-Detektoren 17 und 18 und des Tiefpaßfilters 15 empfängt und Ausgänge 19-1» 19-2 und 19-3 aufweist.

Wenn bei dieser Schaltung die photoleitende Schicht 3 durch einen nicht dargestellten Elektronenstrahl abgetastet wird, während das Bild eines Objekts mit Hilfe eines geeigneten, nicht dargestellten optischen Systems auf den zusammengesetzten Farbfiltern aus den roten, grünen und blauen Filtern 1R, 1G und 1B abgebildet wird, dann werden Signale, die den Rot- und Grün-Komponenten des Bildes (im folgenden jeweils als rotes und grünes Signal des Bildes bezeichnet) entsprechen, und ein Signal, das der Blau-Komponente des Bildes (im folgenden als blaues Signal des Bildes bezeichnet) entspricht, jeweils aus den transparenten Elektroden 2RG und 2B erhalten.

Die Signalformen (a) und (b) in Fig. k entsprechen jeweils dem roten und grünen Signal, das aus den Rot- und Grün-Komponenten R und G besteht, und dem blauen Signal B. Das Ausgangssignal der transparenten Elektroden 2RG enthält eine wechselnde Folge der roten und grünen Signalkomponenten R und G, während das Ausgangssignal der Elektroden 2B eine Folge der Blau-Komponenten allein aufweist. Es

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ist zu bemerken, daß kein Ausgangssignal aus den transparenten Elektroden 2RG austritt, wenn ein Ausgangssignal durch die Elektroden 2B erzeugt wird, und umgekehrt. Das Ausgangssignal der transparenten Elektroden 2B wird durch den Verstärker 6b verstärkt, läuft durch den Amplitudenbegrenzer 11, so daß seine Amplitude konstant ist, durchläuft das Bandpaßfilter Ik mit einer Mittenfreqüenz CO , so daß beispielsweise

in bezug auf die Periode T des Ausgangssignals der transparenten Elektroden 2B gilt, dessen Signalform (b) in der Fig. h dargestellt ist, so daß schließlich ein Signal P erhalten wird, wie beispielsweise

P = cos CaJ t (2),

wobei die Signalform (c) in der Fig. k dargestellt ist. Wenn das Signal P dann durch den Phasenschieber 13 läuft, dann wird ein Signal P¹ erhalten, wie beispielsweise

P¹ = sin Co _c t (3)·.

Wenn auf der anderen Seite das Ausgangssignal der transparent en Elektroden 2RG durch den Verstärker 6RG verstärkt und dann durch den Addierer 14 zum Auegangssignal des Verstärkers 6b addiert wird, dann wird ein Signal S (t), wie beispielsweise

QO.

S(t) = ^{r+G+bJ+ § XI •in^n'H _Rooa ^t ₊ Gcos(o->_ct - ^fi

Bcos (U)_ct -ψ) (k)

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erhalten, dessen Signalforra (d) in der Fig. h dargestellt ist.

Da in der Praxis der Durchmesser des abtastenden Elektronenstrahles nicht beliebig klein ist, ist das Signal S(t) in einer gewissen Bandbreite begrenzt. Deshalb sollte bei der Gleichung (4) lediglich der Fall mit η = 1 betrachtet werden.

Das Ausgangssignal S(t) des Addierers I^ wird durch

to c das Tiefpaßfilter 15 mit der Grenzfrequenz und das

Tiefpaßfilter 16 mit der Mittenfrequenz COc in zwei Signale S_T(t) und S„(t) geteilt, wie beispielsweise

L H

S_L(t) = 1 (R + G + B) (5)

S_H(t) =V"7 »{cos 6O_ct + G cos(o>_ct - "Iff) + Bcos(uj t-|tf )\ (6)

Wenn das Ausgangssignal S„(t) des Bandpaßfliters λ6 jeweils durch die Synchrono-Detektoren 17 und 18 mit den Signalen P(t) und P'(t) erfaßt wird, dann sind die erfaßten Ausgangesignale D und D- durch die folgenden Gleichungen gegeben:

D₁ * R - 1 (G ₊ B) (7)

D_ « G - B (8),

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wobei konstante Koeffizienten von R, G oder B weggelassen wurden. Die Signale S-(t), D. und D werden schließlich, in die Matrixschaltung 19 eingespeist, um die folgenden Operetionen vorzunehmen;

^R = ⁵L ⁺ f ^D1 (9)

G = S_L - -i D₁ + - D₂ und (10)

Auf diese Weise werden die roten, grünen und blauen Signale an den Ausgängen 19-1» 19-2 und 19-3 der Matrixschaltung 19 erhalten.

In Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Hauptteil der Bildaufnahmeröhre dargestellt, die bei einer Farbkamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In dieser Figur sind ein zusammengesetztes Farbfilter aus roten, grünen und blauen Filtern 1R, 1G und 1B, transparenten Elektroden 2RG und 2B und einer photoleitenden Schicht 3» die alle dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichen, auf der Rückseite eines transparenten Schirmträgers oder einer Frontscheibe vorgesehen. Das zusammengesetzte Farbfilter und die transparenten Elektroden können mit Hilfe der Photoätztechnik in der in der Fig. 5 dargestellten Weise ausgebildet werden. Insbesondere können die transparenten Elekiroden 2RG und 2B in der Form von zwei ineinandergreifenden kaminartigen Strukturen ausgebildet sein, wie in einer Vorderansicht in der Fig. 6 dargestellt, die in einer einzigen Ebene liegen können. Dadurch ist es möglich, die Verbindungen von Elektroden

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derselben Art In der gleichen Ebene vorzunehmen. Ein auf dem Umfang des Kolbens 22 der Bildaufnahmeröhre liegender Photokathodenring ist in zwei Teile 21RG und 21B aufgeteilt, mit denen jeweils die transparenten Elektroden 2RG und 2B verbunden sind. Von den Photokathodenringen 21RG und 21B werden Signale abgeleitet, die durch die Signalformen (a) und (b) in der Fig. k dargestellt sind. Eine Ablenkeinrichtung zur Veränderung der Richtung des Elektronenstrahls, der von einem Elektronenstrahlerzeuger ausgesandt wird, ist zusammen mit dem Elektronenstrahlerzeuger ,durch einen Block 23 dargestellt. Der hermetisch evakuierte Kolben 22 enthält alle diese Teile.

Mit der oben beschriebenen Einaufnahmeröhren-Farbkamera kann im Vergleich zu der in der Fig. 2 dargestellten herkömmlichen Farbkamera eine wesentlich höhere Auflösung erzielt werden. Insbesondere ist es bekannt, daß bei der Übertragung eines Farbbildes die für das Farbartsignal (Chrominanzsignal) erforderliche Bandbreite /üf ungefähr ein Fünftel bis ein Zezntel der erforderlichen Bandbreite für das Leuchtdichtesignal (Luminanzsignal) beträgt. Darüber hinaus kann die Bandbreite des Signale D₁ oder D₂, die jeweils zum Farbartsignal beitragen, Af betragen, da das Signal S (t) in den Gleichungen (9), (1O) und (ii) als ein Leuchtdichtesignal verwendet wird. Auf der anderen Seite beträgt die Bandpaßbreite des Filters 16 f + Af, während die Auf-»

Q mm

lösung der Bildaufnahmeröhre am besten ist mit f + Af| wo-

bei cjl> = 2 % f gilt. Die Auflösung f + A^ beträgt 4,5

CC C

MHz, wenn die Bandbreite f /2 des Signals S,(t), das die Auflösung des wiedergegebenen Farbbildes bestimmt, 2 MHz ist und wenn Af 0,5 MHz beträgt. Daher kann die Bildaufnahmeröhre eine um einen Faktor 2,25 höher· Auflösung auf weisen als das wiedergegebene Bild. Die Auflösung der bei

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der herkömmlichen Farbkamera verwendeten Bildaufnahmeröhre (Fig. 2) muß, wie oben beschrieben wurde, um einen Faktor k größer sein als die Auflösung des wiedergegebenen Bildes. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Bildaufnahmeröhre die Herstellung einer Farbkamera mit einer oberen Auflösung wesentlich erleichtert. Die roten und grünen Filter 1R und 1G sind mit den transparenten Elektroden 2RG, die miteinander verbunden sind, ausgestattet, während die transparenten Elektroden 2B an den blauen Filtern 1B allein befestigt sind. Jedoch sind der Anteil des roten Filters und der Anteil des blauen Filters oder der Anteil des grünen Filters und der Anteil des blauen Filters vertauschbar.

Die Anordnung der transparenten Elektroden ist nicht darauf beschränkt, wie dies oben beschrieben wurde. Beispielsweise kann eine zusammenhängende transparente Elektrode 2RGBRG auf einer Folge von streifenförmigen Filter-, einholten 1R₁ 1G und 1B und auf den roten und grünen Filtern 1R und 1G der benachbarten Folge angeordnet sein, wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist, während das blaue Filter der benachbarten Folge mit einer transparenten Elektrode 2B ausgestattet ist. In diesem Fall ist die Periode für das Auftreten der Elektroden 2B doppelt so groß wie die Periode T der Signalform (b) in Fig. 4. Demgemäß beträgt die Mittenfrequenz des Bandpaßfilters 12, das das Ausgangssignal der Elektrode 2BGBRG empfängt, f /2. Das Bandpaßfil-

ter 12 muß direkt von einem zusätzlichen Frequenzverdoppler gefolgt sein, um ein Signal mit einer Frequenz f zu

erzeugen, wenn das folgende Signal durch die in der Fig. 3 dargestellte Schaltung weiter verarbeitet wird. In diesem Fall ist die Breit® der transparenten Elektrode 2RGBRG größer al· die Breite der Elektrode 2RG (Fig. 5). Deshalb ist der Widerstand der Elektrode kleiner, so daß das Ausgange-

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signal anwächst. Dies ist einer der Vorteile dieser Elektrodenanordnung.

Weiterhin werden bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel die Ausgangssignale der transparenten Elektroden 2RG und 2B verstärkt und dann miteinander durch den Addierer 1^ addiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Funktion des Addierers Ik durch die Bildaufnahmeröhre selbst durchgeführt werden. Dies kann, wie in der Fig. 9 dargestellt ist, durch einen Übertrager Zk (Fig. 8) in der Bildaufnahmeröhre allein durchgeführt werden. Die Enden der Primärwicklung des Übertragers 2k sind mit den transparenten Elektroden 2RG und 2B verbunden. Das Ende der Primärwicklung, die mit den Elektroden 2RG verbunden ist, ist weiterhin an den Photokathodenring 21RG angeschlossen. Ein Ende der Sekundärwicklung des Übertragers Zk ist in gleicher Weise geerdet, indem es mit einer Elektrode, wie beispielsweise der fokussierenden Elektrode der Bildaufnahmeröhre, verbunden ist, und das andere Ende der Sekundärwicklung ist an den Photokathodenring 21B angeschlossen. Dadurch kann das Ausgangssignal S(t), das gleich 1st zum Auegangssignal des Addierers 14, vom Photokathodenring 21RG erhalten werden. Der Photokathodenring 21B erzeugt das Ausgangssignal, das durch die Signalform (b) in der Fig. k dargestellt ist. Die Verwendung eines derartigen Übertragers hat deshalb den Vorteil, daß der in der Schaltung der Fig. 3 verwendete Addierer 14 nicht benötigt wird.

Weiterhin sind bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die transparenten Elektroden streifenförmig. Die transparenten Elektroden können Jedoch durch eine Anordnung ersetzt werden, wie diese in der Fig. 10 dargestellt ist,

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wobei sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. In der Fig. 10 bedeckt eine zusammenhängende transparente Elektrode 2B» alle roten, grünen und blauen Filter. Mehrere Streifen aus einer transparenten, isolierenden Schicht (beispielsweise Siliziumdioxyd) 2k^% und die gleiche Anzahl von streifenförmigen transparenten Elektroden 2RG sind in dieser Ordnung auf der zusammenhängenden transparenten Elektrode 2B¹ vorgesehen. Eine photoleitende Schicht 3 ist auf den streifenfÖrmigen transparenten Elektroden 2RG und den freiliegenden Teilen der zusammenhängenden Elektrode 2B¹ angeordnet. In diesem Fall sind die durch die Photokathodenringe 21RG und 21B erhaltenen Signale die gleichen wie die durch die in der Fig. 5 dargestellte Farbkamera erhaltenen Signale, Insbesondere werden die roten und grünen Signale R und G erhalten, wenn der Elektronenstrahl auf den Teil der photoleitenden Schicht 3 auftrifft, unter dem die Elektrode 2RG vorgesehen ist, während sonst das blaue Signal B erzeugt wird, Weiterhin ist die Fläche der Elektrode 2B¹ ziemlich groß und daher nicht nur leicht herzustellen, sondern auch mit einem kleineren Widerstand ausgestattet, der ein größeres Signal von dem Photokathodenring 21B gewährleistet, verglichen mit der in der Fig. 5 dargestellten Anordnung. Hierin liegt also ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels.

Die roten, grünen und blauen Filter 1R, 1G und 1B, die bei der Bildaufnahmeröhre verwendet werden, bestehen aus einem Material, das jeweils gegenüber rotem, grünem und blauem Licht durchlässig ist. Es ist jedoch leicht zu verstehen, daß dieses Material durch ein Material ersetzt werden kann, das jeweils das rote, grüne und blaue Licht reflektiert.

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Die Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Einaufnahmeröhren-Farbkamera werden im folgenden zusammengefaßt:

(1) Es werden zwei Arten von transparenten Elektroden im Vergleich zu einer herkömmlichen Farbkamera (Fig. 1) verwendet, so daß die Verbindungen der beiden Arten von Elektroden leicht durchgeführt werden kann, wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist, ohne daß die Verbindungen einander überkreuzen.

(2) Jede streifenförmige Filtereinheit hat eine Breite, die gleich ist zu vier Drittel der Breite einer einzigen streifenförmigen Filtereinheit, die bei der herkömmlichen Farbkamera (Fig. 2) benutzt wird. Deshalb ist die Herstellung der Filtereinheiten wesentlich leichter. Weiterhin kann die Auflösung der Bildaufnahmeröhre etwa die Hälfte von der Auflösung der herkömmlichen Bildaufnahmeröhre betragen. Es ist keine Grundbeleuchtung erforderlich, um das Ausgangssignal vom Photokathodenring (Fig. 5) zu stabilisieren, wenn das Objekt dunkel ist. Beispielsweise muß lediglich ein gewisser Betrag eines Dunkelstromes durch die Bildaufnahmeröhre fließen.

Zusätzlich hat die erfindungsgemäße Farbkamera die allgemeinen Eigenschaften und Vorteile einer Einaufnahmeröhren-Farbkamera vom Phasentrenntyp, bei der drei Farbsignale die gleiche Periode aufweisen. Diese Merkmale und Vorteile werden im folgenden erläutert:

(1) Die die drei Primärfarben wiedergebenden gleichzeitigen Signale können ohne Fehlüberdeckung der Signale leicht erhalten werden.

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(2) Die Ungleichförmigkeit der Empfindlichkeit der Bildaufnahmeröhre und die Nichtlinearität des Ausgangsstromes
der Röhre abhängig von dem einfallenden Licht bewirken keine Farbstörung, so daß die Farbe sehr gut wiedergegeben wird,

Mit der vorliegenden Erfindung kann also eine Einaufnahmeröhre-Farbkamera leicht hergestellt werden, die Bilder mit einer hohen Qualität erzeugt.

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Claims (3)

1. 2256791

   Patentansprüche

   hy Einaufnahmeröhren-Farbkamera, gekennzeichnet durch

   eine transparente Frontscheibe,

   ein zusammengesetztes Farbfilter aus drei Arten von streifenförmigen Filtereinheiten (1R, 1G, 1B), die periodisch auf dem Schirmträger vorgesehen sind, wobei die drei Arten von streifenförmigen Filtereinheiten (1R, 1G, 1B) gegenüber verschieden farbigem Licht durchlässig sind,

   eine erste und eine zweite Gruppe von transparenten Elektroden (2RG; 2B)₁ die periodisch auf dem zusammengesetzten Filter angeordnet sind, wobei das Verhältnis der Periode von jeder der ersten und der zweiten Elektrodengruppe (2RG; 2B) zu den streifenförmigen Filtereinheiten (1R, 1G, 1B) eine ganze Zahl ist,

   eine photoelektrische Wandlerschicht (3), die auf der ersten und der zweiten Gruppe der transparenten Elektroden (2RG; 2B) angeordnet ist,

   eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls der die photoelektrische Wandlerschicht (3) in senkrechter Richtung zu den streifenförmigen Filtereinheiten (1R, 1G, IB) abtastet,

   eine zweite Einrichtung (6RG) zur Erzeugung eines periodischen Signals aus der ersten Gruppe von transparenten Elek troden (2RG), das dem Licht entspricht, das die eine Art der streifenförmigen Filtereinheiten durchlaufen hat,

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   eine dritte Einrichtung (6b) zur Erzeugung eines periodischen Signals aus der zweiten Gruppe von transparenten Elektroden (2B), das dem Licht entspricht, das die andere Art von streifenförmigen Filtereinheiten durchlaufen hat₉

   und eine vierte Einrichtung (i*l·) zur Bildung der Summe der aus der ersten und der zweiten Gruppe der transparenten Elektroden (2RG; 2B) erhaltenen periodischen Signale, wobei ein Videosignal, das dem Bild eines Objekts entspricht und eine periodische Folge von Signalen enthält, die dem Licht mit den verschiedenen Farben entsprechen, von der vierten Einrichtung (i4) erzeugt wird und das periodische Signal von der ersten Gruppe der transparenten Elektrode (2RG) als Bezugssignal dient, und wobei das Verhältnis der Periode des Bezugssignais zur Periode des Videosignals eine ganze Zahl'ist.
2. 2. Einaufnahmeröhren-Farbkamera nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe der Elektroden durch eine Elektrode ersetzt ist, die einheitlich innerhalb des Abtastbereichs des Elektronenstrahlfelds liegt, während die zweite Gruppe von Elektroden periodisch auf der einheitlich angeordneten Elektrode mit einer dazwischenliegenden transparenten isolierenden Schicht (24·) angeordnet ist, wobei das Verhältnis der Periode der Elektroden zur Periode der streifenförmigen Filtereinheiten eine ganze Zahl ist.
3. 3. Einaufnahmeröhren-Farbkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (i4) ein Übertrager (24) mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung ist, wobei die Enden der Primärwicklung jeweils

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   mit der ersten und zweiten Gruppe von Elektroden (2RG, 2B) verbunden sind, und wobei ein Ende der Sekundärwicklung in gleicher Weise geerdet ist, daß das Bezugssignal am anderen Ende der Sekundärwicklung liegt, und daß das Videosignal am Ausgang der Primärwicklung vorgesehen ist.

   k. Einaufnahmeröhren-Farbkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Elektroden (2RG; 2B) zwei ineinandergreifende Kammstruktüren aufweisen (Fig. 6).

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