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Fernsehkamera mit einem Bildmusterprojektor Die Erfindung bezieht
sich auf eine Fernsehkamera, die einen Bildmusterprojektor für das Projizieren von
Testbildern zur Verwendung beim Justieren einer Bildaufnahmeröhre der Fernsehkamera
enthält.
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Eine Fernsehkamera,die einen Bildmusterprojektor enthält, ist z.
B. aus der britischen Patentschrift 1 227 912 oder der deutschen Patentschrift 722
044 usw. bekannt. Bei den Vorrichtungen zum Einführen des Lichts von dem Bildmusterprojektor
in ein Bildaufnahmelinsensystem der Fernsehkamera unterscheidet man allgemein zwischen
einer Ausführungsform, bei der ein das Licht total reflektierender Spiegel verwendet
wird, und einer
Ausführungsform, bei der ein Halbspiegel (halbdurchlässiger
Spiegel) verwendet wird.
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Während bei einer Fernsehkamera mit einem Halbspiegel zum Einführen
des Lichts von einem Bildmusterprojektor Vorteile darin bestehen, daß der Justierzustand
einer Bildaufnahmeröhre auf einfache Weise während der manuellen Bedienung der Fernsehkamera
geprüft werden kann, geht demgegenüber bei der gewöhnlichen Bildaufnahme eine große
Lichtmenge verloren, weil der Halbspiegel in dem optischen Weg des Bildaufnahmelinsensystems
angeordnet ist, wobei auch beispielsweise eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften,
z. B. Astigmatismus und Reflektionsflecken, oder eine Verschlechterung hinsichtlich
des Farbgleichgewichts erzeugt wird, was auf die Membraneigenschaften des Halbspiegels
zurückzuführen ist.
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Auch bei der Projektion eines Testbildes tritt ein ungünstiger Effekt
im Hinblick auf die Justierung auf, der durch den Lichtverlust oder die Membraneigenschaften
des Halbspiegels verursacht ist.
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Bei dem Gerät dagegen, bei dem ein gewöhnlicher Spiegel schräg zur
optischen Achse eines Bildaufnahmelinsensystems angeordnet wird, ist dieser um eine
Achse frei verdrehbar angebracht, so daß er geschwenkt werden kann.
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Daher besteht bei der gewöhnlichen Bildaufnahme keine Auswirkung auf
die Bildaufnahme, weil der Spiegel aus dem optischen Bildaufnahmeweg entfernt ist.
Bei der Projektion eines Testbildes ist jedoch für die Einstellung des Neigungswinkels
zwischen dem Spiegel und der optischen Achse des Bildaufnahmelinsensystems eine
sehr hohe Genauigkeit erforderlich. Das beruht darauf, daß der Winkelfehler des
Spiegels an dem einfallenden Strahl eine doppelte Abweichung verursacht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Spiegel in einer vorbestimmten
Ebene verschiebbar zu machen, so daß er mit einem fehlerfreien Neigungswinkel gegen
die optische Achse des Bi-ldaufnahmelinsensystems angeordnet werden kann.
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Die Brfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines konkreten Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Einleiten des
Lichts von einem Testbildprojektor in das Bildaufnahmelinsensystem gemäß"dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1.
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Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 2.
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Fig. 4 ist ein elektrisches Schaltbild für das Ausführungsbeispiel
gem. den Fig. 1 bis 3.
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Fig. 5a und 5b sind eine Seitenansicht und eine Draufsicht zur Darstellung
einer weiteren Haltevorrichtung.
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels.
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Fig. 7 bis 14 sind Darstellungen für die Funktionserläuterung.
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Fig. 15 ist eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
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Fig. 16a bis 16b sind Darstellungen für die Funktionserklärung.
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Fig. 17 ist eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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Fig. 18a und 18b sind Darstellungen für die Funktionserklärung.
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In Fig. 1 ist mit dem Bezugs zeichen 1 ein afokaler Varioobjektivteil
1 bezeichnet, der eine Fokussierlinse 2, eine Variatorlinse (Schiebelinse) 3, eine
Kompensatorlinse (Ausgleichslinse) 4 und eine afokale Linse 5 aufweist. Das Bezugszeichen
6 bezeichnet eine Blende, während das Bezugszeichen 7 eine Relais linse bzw. Zwischenlinse
und das Bezugszeichen 8 ein Dreifarben-Auflösungsprismensystem bezeichnet. Mit den
Bezugszeichen 9a, 9b und 9c sind Bildaufnahmeebenen einer Bildaufnahmeröhre bezeichnet.
Das Bildaufnahmelinsensystem besteht aus dem Varioobjektivteil 1 und der Zwischenlinse
7. Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Bildmusterprojektor bezeichnet, der eine Lampe
11, ein Wärmesperrfilter 12, eine Kondensorlinse 13, eine transparente Testbildplatte
14 mit einem darauf aufgezeichneten Testbild, einen Spiegel 15 sowie eine Projektionslinse
16 aufweist. Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein Spiegel zum Einführen des Lichts aus
dem Bildmusterprojektor 10 in das Bildaufnahmelinsensystem bezeichnet. Das Bezugszeichen
18 bezeichnet eine Anzeigevorrichtung zum Erzeugen von Signalen für das- Abblenden
der Blende 6 auf den Endwert im Gleichlauf mit dem Vorrücken des Spiegels 17 in
den optischen Weg oder von Anzeigesignalen für einen Blinkbetrieb der Lampe 11.
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Während der einfachen Bildaufnahme befindet sich der Spiegel 17 außerhalb
des optischen Wegs des Bildaufnahmelinsensystems, wobei das Licht von einem Objekt
durch den Varioobjektivteil 1 und die Linse 7 konvergentes Licht wird und dann durch
das Farbauflösungsprismensystem 8 in drei Primärfarben aufgelöst und auf jeder der
Bildaufnahmeebenen 9a, 9b und 9c der Bildaufnahmeröhre abgebildet wird.
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Bei der Justierung der Fernsehkamera wird zuerst der Spiegel 17 in
den optischen Weg eingerückt. Sobald das Licht der Lampe 11 die Testbildplatte 14
beleuchtet, wandelt die Projektionslinse 16 das Bildmusterlicht in paralleles Licht
um. Das Bildmusterlicht wird an dem Spiegel 17 umgelenkt, fällt auf die Zwischenlinse
7 und bildet dann über das Farbauslösungsprismensystem 8 eine Testbild-Xzbildungsebene.
Wenn diese Testbild-Abbildungsebene mit den Bildaufnahmeebenen 9a, 9b und 9c der
Bildaufnahmeröhre nicht bereinstimmt, wird die Bildaufnahmeröhre zum Justieren in
der Richtung der optischen Achse verschoben. Es wird auch eine Justierung vorgenommen,
wenn die optische Achse des Bildaufnahmelinsensystems nicht mit der optischen Achse
der Bildaufnahmeröhre übereinstimmt.
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Als nächstes folgt eine Erläuterung der Haltevorrichtung für den
Spiegel 17. In den Fig. 2 bis 4 bezeichnet das Bezugszeichen 17 den Spiegel 17 gemäß
der Fig. 1, während mit dem Bezugszeichen 20 ein Spiegelträger bezeichnet ist. Mit
den Bezugszeichen 21 und 21' sind Fuhrungsstangen bezeichnet. An dem Spiegelträger
20 sind Laufbuchsen 22 und 23' befestigt. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Vorschubspindel.
An dem Spiegelträger 20 ist ein Innengewinde 24 angebracht. An die Achse der Vorschubspindel
23 ist ein Zahnrad 25a angebaut. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet einen Motor, an
dem ein Zahnrad 25b angeschlossen ist. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Mikroschalter,
dessen Kontakte umgeschaltet werden, sobald der Spiegelträger 20 in die normale
Stellung in dem optischen Bildauf nahmeweg vorgerückt ist. Ferner ist X die optische
Achse des Bildaufnahmelinsensystems und Y die optische Achse des Bildmusterprojektors.
a und b stellen angenommene Bezugsebenen dar. hl ist der Abstand zwischen der optischen
Achse X und der Bezugsehene a. h2 ist die Strecke von der Mitte der Führungsstange
21 zu der Bezugsebene a. 1 ist die Strecke von der optischen Achse Y des Projektors
zu der Bezugsebene b. e ist ein durch den Spiegel 17 und die optische Achse X gebildeter
Winkel. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist e = 450.
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Von den oben genannten Variablen 1, hl und e können 1 und hl mit
ausreichender Genauigkeit durch die Einstellung während des Zusammenbaus des Geräts
eingestellt werden. Durch Anwendung der Führung kann auch die Genauigkeit von e
sichergestellt werden.
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Nachstehend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung erläutert. In
Fig. 4 ist mit dem Bczugszeichen 33 ein Hebel der Blende 6 innerhalb des Bildaufnahmelinsensystems
bezeichnet, wobei die Blende bis zu ihrem Endwert abgeblendet ist, wenn der Hebel
in Richtung des Pfeiles verdreht ist.
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Danach kann ein Ilauptschalter 28 gedrückt werden, so daß er in Einschaltstellung
gelangt. Daraufhin fließt Strom von einer Stromquelle 29 zu einem Schaltrelais 30,
so daß jedes der Schaltelemente 30a, 30b, 30c und 30d zu der mit gestrichelten Linien
dargestellten Seite hin geschaltet wird.
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Als Folge davon wird der Motor 26 in Drehung versetzt, um über die
Zahnrider 25b und 25a die Vorschubspindel 23 zu drehen. Auf diese Weise wird der
Spiegelträger 20 verschoben und bewegt sich in das Bildaufnahmelinsensystem hinein.
Sobald der Spiegelträger 20 in eine vorgeschriebene Position einrückt, schaltet
der Mikroschalter 27 um, so daß der Kontakt 27b eingeschaltet wird, wodurch der
Motor 26 angehalten wird und die Lampe 11 aufleuchtet.
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Zugleich mit dem Aufleuchten dieser Lampe 11 wird ein
Kondensator
3L über eine Diode 32 geladen.
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Sobald die Lampe II leuchtet, wird die Kamerajustierung ausgefuhrt;
wenn sie beendet ist, wird der Schalter 28 in Ausschaltstellunq gebracht. Daraufhin
wird jedes Schaltelement des Schaltrelais 30 in die durch ausgezogene Linien dargestellte
Stellung geschaltet,wodurch die Lampe 11 abgeschaltet wird, während der Kondensator
31 entladen wird, um den Motor 26 zur Drehung in Gegenrichtung zu versetzen, so
daß sich der Spiegelträger 20 aus dem BildaufnhmeIinsensystem herausbewegt.
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Ila Vorstehenden ist die Verschiebung des Spiegelträgers erläutert;
die Konstruktion des Hauptschalters in der Weise, daß er nicht gedrückt werden kann,
wenn nicht die Blende in dem Bildaufnahmelinsensystem bis zu ihrem Endwert abgeblendet
ist, hat seinen Grund darin, daß die Justierung der Fernsehkamera auf leichte Weise
ausgeführt werden kann, wenn während der Justierung kein Licht von einem Objekt
in die Kamera eintritt.
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Nunmehr wird ein Mechanismus erläutert, bei dem die Verschiebung
des Spiegelträgers und das Abblenden der Blende auf ihren Endwert (nachstehend "Schließen"
genannt) miteinander gekoppelt sind.
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Die Fig. 5a und 5b zeigen ein anderes Beispiel einer Umlenkspiegelhaltevorrichtung.
Bei diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen M einen Umlenkspiegel und das Bezugszeichen
U einen Schwenkarm. -Die Rotationsmittelachse des Schwenkarms U ist mit dem Bezugszeichen
V gekennzeichnet. Der Bezugspunkt der Rotationsachse V ist mit Z bezeichnet. Die
durch die Drehung des Umlenkspiegels M um die Iotations.achse V erhaltene Ebene
ist mit bezeichnet. Der kürzeste Abstand zwischen dem Bezugspunkt Z und der Ebene
Ç ist als s dargestellt. Des weiteren ist der Abstand zwischen der optischen Achse
X des Varioobjektivs und den Bezugspunkt Z mit n bezeichnet, während der Abstand
zwischen der optischen Achse Y des Projektors und dem Bezugspunkt Z durch n dargestellt
ist. hierbei kann die Genauigkeit der trerte von m, n, s oder des Neigungswinkels
e des Umlenkspiegels usw. in zufriedenstellender Weise abgeglichen werden Wenn nun
der Umlenkspiegel M um die Achse V gedreht wird, ist es schwierig, die Anhaltestellung
des Umlenkspiegels immer bei einer konstanten Stellung zu halten, so daß sie Jedesmal
unterschiedlich sein wird, wenn eine Drehung ausgeführt wird. Selbst wenn auch die
feste Stellung des Umlenkspiegels um einen Winkel 0( von der vorgeschriebenen Stellung
abweicht, verbleibt der Umlenkspiegel in der Ebene
und es wird
keine schädliche Wirkung auç die Stellung der optischen Achse hervorgerufen, solange
die Größe des Umlenkspiegels groß genug ist, den Lichtfluß des Bildmusterprojektors
zu erfassen.
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Als nächstes wird ein System erläutert, bei dem eine solche mit einer
Blende gekoppelte Umlenkspiegelhaltevorrichtung den Umlenkspiegel auf die Weise
hält, daß der Punkt, in dem der Spiegel die optische Achse schneidet, zur Koinzidenz
gebracht wird und daß zugleich der Umlenkspiegel immer in der gleichen Ebene bleibt,
die einen konstanten Neigungswinkel gegen die optische Achse bildet.
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In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die in
den Fig. 2 bis 4 dargestellte Umlenkspiegelhaltevorrichtung angewendet wird. In
den Fig. 6 bis 14 bezeichnet das Bezugszeichen A einen Blendenantriebsmotor, das
Bezugs zeichen 13 ein an der trotorachse befestigtes Zahnrad sowie das Bezugszeichen
C ein mit einer Blende Q verbtuldenes Zahnrad, das aem Öffnen und Schließen der
Blende Q dient. An dem Blenuenantriebszahnrad C ist ein Vorsprung D befestigt. Mit
den Bezugs zeichen Ii, I, J, K1 und K2 sind Hebel bezeichnet, während die Bezugszeichen
N1 bis N8 auf die Hebel aufgesetzte Achszapfen bezeichnen, wobei eine Zugfeder L
zwischen dem Achszapfen N6 des Hebels Ii und den Achszapfen N7 des Ilebels 1 gespannt
ist. Auf den
Hebel H sind weitere Achszapfen M2 und N8 aufgesetzt,
wobei der Achszapfen N2 die Drehmittelachse des Hebels H darstellt, während der
Achszapfen N8 der mit dem Hebel I in Verbindung stehende Achszapfen ist. Ferner
ist ein weiterer Achszapfen N3 auf den Hebel I aufgesetzt, der mit Langschlitzen
Id und Ib versehen ist. Dieser Achszapfen N3 ist die Drehmittelachse des Iiebels
I, während der Achszapfen N4 entlang des Langschlitzes Ia und der Achszapfen N8
entlang des Langschlitzes Ib gleitet. Der Hebel J besitzt Achszapfen N1 und N4,
wobei der Achszapfen N1 mit einem Halteträger E verbunden ist, während der Achszapfen
N4 mit dem Hebel I gekoppelt ist. Die Hebel K1 und K2 kcjnnell mit den Achszapfen
N5 und Il5' als ihre jeweiligen Drehachsen verschwenkt werden.
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Der in den Fig. 7 und 8 dargestellte Zustand zeigt nun einen Fall,
bei dem sich während der Bildaufnahme die Blende zwischen maximaler Blendençiffnung
und minimaler Blendenöffnung befindet, wobei der Vorsprung D eine von dem Hebel
K1 abstehende Lage einnimmt und der Umlenkspiegel außerhalb des Lichtflusses der
I3ildaufnahmelinsen steht.
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Wenn als nachstes die Blende zum Schlieren zu der minimalen Blendenöffnung
hin verändert wird, wird der Zustand nach Ffg. 9 durchlaufen und der Zustand nach
Fig. 10
erreicht. Zu diesem Zeitpunkt drückt der Vorsprung D gegen
den Hebel K2. Als Ergebnis dreht sich der Hebel K2 um den Achszapfen res ', wobei
er auf den Hebel II einwirkt.
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Daraufhin dreht sich der Hebel II um den Achszapfen N2, so daß durch
diese Drehkraft über den Achszapfen N8 der hebel I um den Achszapfen N3 verdreht
wird. Mit der Drehung des Iiebels I wird der Achszapfen N4 und auch der hebel J
verschoben, an dem der Achszapfen N4 befestigt ist. Durch diese Verschiebung des
Hebels J wird uber den Achszapfen N1 der Umlenkspiegel M bewegt. Auf diese Weise
wird die Kraft des Vorsprungs D von dem Iiebel K2 über den Hebel H, den Hebel 1
und den Hebel J auf den Umlenkspiegel M übertrayen.
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Die Fig. 11 zeigt einen Zustand, bei dem die Blende geschlossen ist
und der Umlenkspiegel M die Mitte der optischen Achse einnimmt.
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Die Zugfeder L dient dazu, den Umlenkspiegel M in der Lage festzuhalten,
wobei sich in den Zuständen gemäß den Fig. 8 bis 10 die leder L in der gleichen
Stellung befindet und den UmlenkspiegEl bezüglich der Abbildungen nach rechts urücktum
dessen Lage festzulegen, während sie in der Fig. 11 zum Festlegen der Spiegellage
den Spiegel nach links drückt.
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Während solche Kräfte bei dem Herausnehmen des Umlenkspiegels M aus
dem Bildaufnahme-Lichtstrom umgekehrt zu denen beim Einbringen in den Lichtstrom
wirken, erfolgt die Betätigung des lIebels H iiber den IIebel K1.
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Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen die Lagebeziehung zwischen dem Vorsprung
D, den Hebeln und dem Umlenkspiegel M.
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Die Fig. 15 stellt ein Beispiel eines anderen Betätigungssystems
dar. Bei dieser Abbildung bezeichnen das Bezugszeichen D ein mit dem Zahnrad C klemmendes
Zahnrad und die Bezugszeichen G' und II' Lager, die auf der selben Achse mit dem
Zahnrad D und einen Zahnrad S befestigt sind.
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Das Bezugszeichen T bezeichnet eine mit dem Zahnrad S kämmende Zahnstange,
die mit dem iialteträger E des Umlenkspiegels gekoppelt ist.
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Die Fig. 16a bis 16c sind Darstellungen von Seitenansichten des Aufbaus
nach Fig. 15, bei dem an dem Zahnrad C ein ausgeschnittenes Teilstück R vorgesehen
ist. Die Fig. 16a zeigt den Zustand, bei dem die Blende geschlossen ist und das
Zentrum des Umlenkspiegels M gleichsam mit dem Zentrum O der optischen Achse zusammenfällt.
Danach wird das Zahnrad C zum allmählichen öffnen der Blende verdreht, wobei zugleich
mit der Drehung des Zahnrads C über das Zahnrad D und das Zahnrad S die Zahnstange
T bewegt wird. Die Fig. 16b zeigt den Zustand, bei dem die Blende
die
minimale Bildaufnahmeöffnung aufweist und der Umlenkspiegel 21 außerhalb des Bildaufnahme-Lichtstroms
steht.
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Dabei berührt auch das Zahnrad D das ausgeschnittene Teilstück R des
Zahnrads C, so daß bei weiterem Verdrehen des Zahnrads C das Zahnrad D dem ausgeschnittenen
Teilstück R gegenübersteht und daher aufhört zu drehen. Die Fig. 16c zeigt den Zustand,
bei dem die Blende zwischen der maximalen Blendenöffnung und der minimalen Blendenöffnung
steht und die Drehung des Zahnrades C nicht mehr den Umlenkspiegel M verschiebt.
Während durch Drehen des Zahnrads C in Gegenrichtung der Umlenkspiegel M in den
Bildaufnahme-Lichtstrom eingebracht wird, kann zugleich mit diesem Einbringen der
Bildmusterprojektor beleuchtet werden.
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In Fig. 17 wird nunmehr ein anderes Beispiel dargestellt, bei dem
die in den Fig. 5a und 5d erläuterte IIaltevorrichtung angewendet wird. Bei dieser
Abbildung ist ein Zahnrad T an einem Schwenkarm U befestigt, der zum Verdrehen des
Umlenkstiegels M dient. Das Einführen und das Herausführen des Umlenkspiegels rl
in Verbindung mit der Drehung des Zahnrades C erfolgt auf die gleiche Weise, wie
es in Fig. 16 erläutert ist, wobei die Fig. 18a, 18b und 18c jeweils den Fig. 16a,
16b und 16c entsprechen. Anstelle des Anbringens eines Ausschnitts an dem Zahnrad
Ckann
ein Antrieb mittels eines exzentrischen Nockens angewendet
werden.
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Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Einführen des Lichts
von einem Bildmusterprojektor in ein Bildaufnahmenlinsensystem über einen Spiegel
geschaffen, um bei einer den Bildmusterpro jektor enthaltenden Fernsehkamera ein
Testbild projizieren zu können, wenn die Fernsehkamera zu justieren ist, wobei der
Spiegel an einem Führungsteil in frei verschiebbarer Weise so angebracht ist, daß
der Spiegel innerhalb einer vorgeschriebenen Ebene verschoben wird, um ihn in das
Bildaufnahmelinsensystem einzuführen. Durch bildet der Spiegel mit der optischen
Achse des flildaufnahmelinsensystems imAmer einen konstanten Neigungswinkel, damit
ein genaues Projizieren eines Testbildes auf eine Bildaufnahmeröhre der Fernsehkaraera
bewerkstelligt werden kann.