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Farbfernsehkamera
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Zusammenfassung Es wird eine Farbfernsehkamera vorgeschlagen mit mindestens
einem selbstabtastenden Festkörperbildsensor, welchen mindestens in Blaukanal eine
Photokathode geeigneter spektraler Empfindlichkeit zugeordnet ist.
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Farbfernsehkamera
nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Es ist schon eine Farbfernsehkamera bekannt (GB PS 1,417,181), bei
welcher eine Strahlenteileranordnung mit einer Aufnahmeröhre für den Luminanzanteil
verbunden ist, während für deii Chrominanzanteil entweder weitere Aufnahmeröhre
oder ein Festkörperbildsensor vorgesehen ist.
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Es 1lat sich jedoch heraugestellt, daß die bisher bel.caTmten Festkörperbildsensoren
eine äußerst geringe Empfindlichkeit im blauen Spektralbereich haben, so daß bisher
bekannt gewordene Farbfernsehkameras trotz sehr starker Szenenbeleuchtung mit schlechtem
Störabstand arbeiten.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Farbfernsehkamera mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
durch die zusätzliche Vertärkung im Blaukanal der Lichtbedarf beträchtlich verringert
werden kann. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß verglichen mit Farbfernsehkameras
mit mehreren Aufnahmeröhren die erfindungsgemäße Kamera kleiner und leichter ist.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Farbfernsehkamera
möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, für das Grün- bzw. Leuchtdichtesignal
eine Aufnahmeröhre vorzusehen, solange die Festkörperbildsensoren nicht mit der
von modernen Röhren gewohnten Auflösung erhältlich sind.
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Obwohl eine Verstärkung im Blaukanal vo-n besonderer Bedeutung ist,
kann aus Synimetriegründen auch im Rotkanal eine Lichtverstärkung vorgesehen sein.
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Da die bekannten Festkörperbildsensoren nicht nur licht-, sondern
auch elektronenempfindlich sind, besteht die ijöglich kein, je nach technischen
Gegebenheiten entweder in den betreffenden Farbkanal einen vollständigen Bildverstärker
bzw -wandler einzufügen oder auf die Umwandlung des Elektronenbildes in ein optisches
zu verzichten und den Festkörperbildsensor anstelle eines Leuchtschirms in einen
Bildverstärker einzubauen.
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Besonders günstig ist es, iTn Rahmen der vorliegenden Erfindung einen
sogenannten Planarbildverstärker zu verwendenm bei dem die Photokathode und der
Leuchtschirm bzw. der Festkörperbildsensor in einem derart geringen Abstand Einander
gegenüber stehen, daß zur Erzielung einer genügend scharfen Abbildung keine magnetischen
oder elettrostatischen Fokussiermittel benötigt werden. Derartige Bildverstärker
haben den Vorteil, daß sie keinerlei Verzeichnungen aufweisen, was bei einer Verwendung
für Farbfernsehkameras wegen der hohen Anforderungen an die Deckung der drei Farbraster
besonders wichtig ist.
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Schließlich kann die Erfindung vorteilhaft angewendet werden bei
Kameras, bei denen ein Festkörperbildsensor mehrere Farbsignale erzeugt, z.B. bei
Kameras, bei denen sowohl der rote als auch der blaue Spektralanteil über ein Streifenfilter
einen gemeinsamen optoelektronischen Wandler zugeführt wird oder bei denen das rote
und blaue Farbauszugbild nebeneinander auf einer lichtempfindlichen Schicht abgebildet
werden.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
anhand mehrerer-Figuren dargestellt und in -der nachfolgenden :Beschreibung näher
erläutert.
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Fig 1 zeigt schematisch eine Farbfernsehkamera mit einer Aufnahmeröhre
und zwei Festkörperbildsensoren Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch eine Farbfernsehkamera
mit einer Aufnahmeröhre, und einem Fes-tkörp erbilds ens or Fig. 3 zeigt einen Planarbildverstärker,
, der über Fiber;lasscheiben mit einen Festkörperbildsensor gekoppelt ist Fig. 4
zeigt einen Planarbildverstärker, in welchem anstelle des Leuchtschirms ein li'estkörperbilds
enso:I- angeordnet ist.
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Beschreibung der Erfindung In den Figuren sind lediglich die für
das Verständnis der vrfindung notwendigen Teile einer Farbfernsehkamera dargestellt
Nicht dargestellte Teile wie beispielsweise Gehäuse, elektrische Schaltungen und
Ablenksysteme entsprechen den bekannten Anordungen und brauchen im Zusammenhang
mit der Erfindung nicht näher beschrieben zu werden.
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ei der Anordnung nach Fig. 1 wird das durch das Objektiv 1 einfallende
Licht mit Hilfe des an sich bekannten Strahlenteilers 2 in die Komponenten Griin
(G), Rot (R) und Blau (B) geteilt. Der Griinanteil gelangt auf die photoempfindliche
Schicht einer Aufnahmeröhre 3, während der Rotanteil, Von einer dichroitischen Schicht
4 ein erstes Mal und an der Oberfläche 5 ein zweites Mal reflektiert, Äuf die lichtempfindliche
Oberfläche 6 eines Festkörperbildsensors 7 gelangt. In ähnlicher Weise wird der
Blauanteil an der Schicht 8 und an der Oberfläche 9 reflektiert und zur Photokathode
10 eines Bildwandlers 11 geleitet.
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Bei der Herstellung von Photokathoden ist es inöglich, deren spektrale
Empfindlichkeit weitgehend zu beeinflussen, so daß man bei der unordnung nach rig.
1 eine Photokathode 10 verwenden kann, die irn blauen Spektralbereich eine hohe
Empfindlichkeit aufweist.
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Den Leuchtschirm 12 den Bildverstärkers 11 kann wiederum derart auswählen,
daß er demjenigen Spektralbereich, in dem der Festkörperbildsensor 13 die höchste
Empfindlichkeit aufweist, über eine gute Emission verfügt.
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Üblicherweise unterscheidet man die Begriffe Bildwandler und Bildverstärker
derart, daß ein Bildwandler eine Transformation des Spektralbereichs durchführt,
während ein Bildverstärker lediglich ein Ausgangsbild abgibt, dessen Leuchtdichte
gegenüber dem Eingangsbild verstärk ist, wobei es in der Praxis nicht unbedingt
zu sein braucht, daß das Ausgangsbild den gleichen Spektralbereich wie das Eingengsbild
umfaßt, ein Bildversträker also auch gleichzeitig Bildwandler sein kann. In Bezug
auf die vorliegende erfindung werden je nach besonderen Gegebenhaiten beide Eingeschaften
ausgenutal, sowohl die Spektraltransformation als auch die Versönders als solche.
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Fig. 2 stellt eine Anordnung dar, die einer Zweiröhren-Farbkamera
entspricht. Das durch das Objekt-iv 1 einfallende Licht wird im Strahlenteiler 21
in einem grünen Anteil, der auf die lichtempfindliche Schicht der dafür vorgesehenen
aufnahmeröhre 3 gelangt, und einen weiteren Anteil aufgeteilt, der sowohl rot als
auch blau umfaßt. Bin Bild mit derartiger Spektralverteilung wird auf ein an sich
bekanntes Streifenfilter 22 projiziert, welches über eine Fiberscheibe 23 im unmittelbaren
optischen Kontakt mit einer Photokathode 24 eines Bildwandlers 25 steht. Der Leuchtschirm
26 ist über die beiden Fiberscheiben 27 und 28 mit dem Festkörperbildsensor 29 gekoppelt.
Durch die Verwendung des Farbstreifenfilters 22 umfassen die Ausgangssignale des
Festkörpersbildensensors 29 die Farbsignale R und 3 in multiplexer Form. Verfahren
und Schaltungsanordnungen zur Trennung dieser beiden Komponenten sind hinreichend
bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Kombination eines Bildwandlers
mit einem Festkörpersbildensensor, wie er beispielsweise bei der Anordnung nach
Fig. 1 verwendet wird. Das luftleere Gefäß des Bildwandlers besteht aus einer Frontplatte
31 aus optisch hochwertigem Glas, einem ringförmigen Teil 32 und einer den Leuchtschirm
33 tragenden Fiberglasscheibe 34. Gegenüber den Leuchtschirm steht im Abstand von
beispielsweise 1 mm die Photokathode 25, die auf die Innenseite der Scheibe aufgebracht
ist. Die Betriebsspannung in Höhe von mehreren kV wird über die Anschlüsse 36 zugeführt.
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Der Festkörpersbildensensor 37 ist ebenfalls mit einer Fiberglasscheibe
38 versehen. Die beiden Fiberglasscheiben 34 und 5;8 können mit Hilfe vcu nicht
dargestellten mechanischen Elementen zur Erzielung eines guten optischen Übergangs
zusammengepreßt werden. Beim Ausfall eines der beiden optoelektronischen
Bauelemente
kann eine solche Verbindung leicht gelöst werden, wodurch der Austausch eines-der
Bauelemente ermöglichst wird.
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Fig. 4 zeigt ebenfalls einen Planarbildwandler, bei welchen jedoch
anstelle eines Leuchtschirms ein Festkörpersbildensensor 41 angeordnet ist, dessen
Anschlüsse 42 luftdicht durch die rückwärtige Abschlußplatte 43 durchgeführt sind.
Nähere Einzelheiten der Planarbildverstärker bzw. -vandler sind in der Patentanmeldung
P 25 55 438 beschrieben.
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Es wurden bereits Farbfernsehaufnahmesystem beschrieben, beispielsweise
durch die Patentansmeldung P 26 19 027, bei welchen die Erzeugung der Farbsignale
nicht in gleichen Zeitraum wle die Erzeugung des Leuchtdichtesignals erfolgt.
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Hierbei kann die Erfindung in einfacher -Weise derart angewendet werden,
daß der zum Auslesen der Information aus dem Fcstkörpebildsensor benötigt Takt für
die die Farbsignale erzeugenden Sensoren entsprechend schneller gewählt wird.
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Für den Ball, daß zwei Farbauszugbilder auf der lichtempfindlichen
Flache eines Festkörpersbildensensors abgebildet werden, kann der Auslesetakt auch
gegenüber dem normalen Takt verlangsamt werden, so daß die Signale jeweils einer
Zeile eines mit halber Größe abgebildeten Farbauszugbildes wahrend einer normalen
Zeilenperiode ausgelesen werden.