DE2840433A1

DE2840433A1 - Optisches kammfilter

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Publication number: DE2840433A1
Application number: DE19782840433
Authority: DE
Inventors: Kenichi Miyazaki; Tadayoshi Miyoshi; Koichiro Montoyama; Shintaro Nagagaki; Itsuo Takanashi; Sumio Yokokawa
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1977-09-17
Filing date: 1978-09-16
Publication date: 1979-03-29
Also published as: GB2005432A; GB2005432B; FR2403570B1; DE2840433C2; BR7806117A; JPS5445152A; FR2403570A1; CA1103500A; NL7809413A; US4227208A

Description

13. 9. 1978 S/lei

VICTOR COMPACT OP JAPAIi, LTD. Yokohama-City, Japan

Optisches Kammfilter

Die Erfindung betrifft ein optisches Kammfilter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Farbfernsehkameras, die ein streifenförmiges Farbtrennfilter bekannter Art verwenden, wird an einem Ausgang ein Signal in einer Form erzeugt, die sich aufgrund der Modulation eines Signals, welches einen einer konstant wiederholten Anordnung von feinen Färbstreifen des Farbtrennfliters entsprechenden Zwischenfrequenzwert hat, durch ein Farbartsignal (chrominance signal) ergibt, wobei das Farbtrennfilter im Lichtweg zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der fotoelektrischen Fläche oder fotoleitenden Schicht der Kameraröhre vorgesehen ist. Demzufolge tritt

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eine Interferenz zwischen dem Signal mit dem speziellen Zwischenfrequenzwert, der durch, das streif enförmige firbtaaxt-bzw. ffarbauflösungsfilter bestimmt ist, und dem Signal auf, welches vom Objekt erhalten wird, so daß sich in verstärktem Maß das Problem des Auftretens von Schwebungsstörungen in dem reproduzierten Bild ergibt.

Zur Beseitigung dieses Problems wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein optisches Tiefpaßfilter abhängig von einer Einrichtung, beispielsweise einer linsenförmigen Einrichtung oder einer Phasengitterplatte benützt wird, um das Bild bzw. Lichtbündel des Farbtrennstreifenfilters nur in der horizontalen Abtastzeilenrichtung in einem defokussierten Zustand auf die fotoleitende Schicht der Kameraröhre zu projizieren. Durch dieses vorgeschlagene Verfahren wird das streifenförmige Muster der linsenförmigen Einrichtung oder der Hiasengitterplatte in einigen Fällen auf die fotoleitende Schicht projiziert aufgrund von Ursachen, beispielsweise der Änderungen der optischen Eigenschaften infolge einer Änderung der Lichtmenge entsprechend der Einstellung der Eameralinsenöffnung, der Montageposition und der Nichtgleichförmigkeit des Brechungsindex und des Durchlaßfaktors . In diesem Pail tritt eine zusätzliche Interferenz zwischen dem streifenförmigen Muster der Linseneinrichtung oder der Phasengitterplatte und dem streifenförmigen Muster des Farbtrennfilters auf und es werden nachteiligerweise in dem reproduzierten Bild Störungen verursacht.

Bei einem anderen vorgeschlagenen Verfahren, mit dem das vorstehend beschriebene Problem gelöst werden soll und außerdem die bei der vorstehend erwähnten Methode auftretende Schwierigkeit beseitigt werden soll, wird eine flache Platte aus einer transparenten anisotropen Substanz mit einer doppelten Brechungscharakteristik als

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optisches Kammfilter benutzt. Dieses optische Kammfilter hat eine Kennlinie, bei der die Dämpfungspunkte an der speziellen Zwischenfrequenz entsprechend der Anordnung der sich konstant wiederholenden feinen Farbstreifen des Farbtrenn-Streifenfilters und an Frequenzen vorliegen, welche ungeradzahlige Vielfache der Zwischenfrequenz darstellen; außerdem sind Durchlaßbänder bzw. Durchlaßbereiche für die Gleichstromkomponente und bei Frequenzen vorgesehen, die geradzahlige Vielfache der Zwischenfrequenz sind. In diesem optischen Kammfilter wird die Existenz eines Versetzungsabstandes Δί zwischen einem normalen Licht (normaler Lichtstrahl) und einem abnormalen Licht (abnormaler Lichtstrahl), die auf der Lichtaustrittsfläche des Filters infolge des auf die Einfallsfläche auftretenden Lichts auftreten,und eine auftretende Doppelbrechung ausgenutzt; indem dieser Versetzungsabstand/i£ auf die Hälfte der Wiederholungsperiode der Zwischenfrequenz des Objekts gebracht wird, wird die Signalkomponente dieser Zwischenfrequenz des Objekts entfernt.

Eine Schwierigkeit, welche dieses optische Kammfilter jedoch begleitet, besteht darin, daß eine Differenz in den Lichtmengen des normalen Lichts und des abnormalen Lichts, welche auf der Lichtaustrittsoberflache dieses Filters auftreten,in dem Fall vorliegt, wenn das auffallende Licht, das in das Filter eintritt, eine spezielle Polarisation hat, infolgedessen dann dieses optische Kammfilter keine zufriedenstellenden Charakteristiken zeigt. Im Extremfall tritt entweder nur das normale Licht oder abnormale Licht auf der Lichtaustrittsoberf lache des optischen Kammfilters auf und die Kammfiltercharakteristiken fehlen vollständig. Wenn ein halbdurchlässiger Spiegel auf der Vorderfläche eines optischen Kammfilters vorgesehen wird oder wenn das Objekt eine gleichmäßige SeflexLonsflache hat, ist das

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auffallende Licht, welches auf die Eintrittsflache des Filters projiziert wird, ein polarisiertes Licht. Demzufolge treten das normale Licht und das abnormale Licht mit einer großen Licbtmengendifferenz von der Lichtaustrittsfläche des Kammfilters aus. In diesem EaIl kann das optische Kammfilter nicht als Filter mit den wünschenswerten Kammfiltercharakteristiken fungieren. Wenn eine Vielzahl von Signalen mit speziellen Zwischenfrequenzwerten durch das Farbfcrenn-Streifenfilter erzeugt werden, isb es erforderlich, die Komponenten der speziellen Zwischenfrequenzwerte durch ein optisches Kammfilter zu beseitigen. Da ein optisches Kammfilter, welches eine flache Platte aus einem transparenten anisotropen Material verwendet, das die vorstehend erwähnte Doppelbrechungscharakteristik aufweist, eine Kennlinie mit Dämpfungspunlcten an einer speziellen Zwischenfrequenz und an ungeradzahligen Vielfachen dieser Zwischenfrequenz hat, läßt sich eine Vielzahl von Signalen mit dazu unterschiedlichen Zwischenfrequenzen ohne gegenseitige Beziehung der ungeradzahligen Vielfachen nicht entfernen.

Zur Entfernung dieser Zwischenfrequenzen erscheint daher die Kombination einer Vielzahl von optischen Kammfilterelementen, die getrennt entsprechende Zwischenfrequenzen entfernen können, durchführbar.

wie nachfolgend in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben wird, läßt sich ein optisches Kammfilter mit Dämpfungspunkten an einer Vielzahl von Zwischenfrequenzen, die entfernt werden sollen, nicht durch einfache Kombination mehrerer optischer Kammfilter erhalten. Das einzige Ergebnis ist, daß ein optisches Kammfilter mit einer Kennlinie erreichbar ist, bei der die Dämpfungspunkte an einer frequenz vorliegen, die unterschiedlich ist zu einer der übrigen Frequenzen, die durch

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die Vielzahl der optischen Kammfilter entsprechend entfernt werden sollen, sowie an Frequenzen, die ungerad5?,alTlie;e Vielfache dieser einen Frequenz darstellen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges und nützliches optisches Kammfilter zu schaffen, bei dem die vorstehend angegebenen Schwierigkeiten und Nachteile beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft ein optisches Kammfilter mit einer Kammfilterkennlinie, bei der die Dämpfungspurikte an einer Vielzahl von speziellen Zwischenfrequenzen sowie an Frequenzen vorliegen, die ungeradzahlige Vielfache der speziellen Zwischenfrequenzwerte darstellen.

Die Kammfilterkennlinie bzw. Kammfilterkurve weist Dämpfungspunkte an einer Vielzahl von speziellen Zwischenfrequenzen auf, die nicht in einem ungeradzahligen, vielfachen Verhältnis zueinander stehen, sowie an Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache der angegebenen speziellen Zwischenfrequenzen darstellen.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen Kammfilter ist eine Blasenplatte zur linearen Umwandlung von polarisiertem Licht in kreisförmig polarisiertes Licht vorgesehen, die zwischen benachbarten Kammfilterelementen eingesetzt ist.

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Im folgenden wird das optische Kammfilter anhand mehrerer Ausführungsbeispiele durch die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

ELg. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Kammfilterelement zur Erläuterung dessen Arbeitsprinzips,

Fig. 2 eine schematische Aufsicht zur Erläuterung der Funktion in dem Fall, in welchem mehrere (zwei) Kammfilterelemente einfach kombiniert sind,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht zur Erläuterung des Prinzips eines wesentlichen Teils des optischen Kammfilters nach der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine erste Ausfuhrungsform des optischen Kammfilters nach der Erfindung,

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Charakteristiken der entsprechenden optischen Kammfilterelemente wiedergibt, die das Kammfilter nach Fig. 4 bilden,

Fig. 6 die Kennlinie des Kammfilters nach Fig. 4, und

Fig. 7 und 8 schematische Aufsichten auf zweite und dritte Ausführungsformen eines Kammfilters gemäß der Erfindung.

Die Funktion eines Filterelements des optischen Kammfilters allgemeinen Aufbaus wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Das optische Kammfilter 10 weist aine flache Platte aus einer trans-

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parenten anisotropen Substanz, beispielsweise Steinkristall oder kristallisierter Quarz mit doppelter Brechung auf. Die Lichtachsen Z und die Achsen X, Y sind senkrecht zueinander stehende Koordinatenachsen. Die Achse X liegt senkrecht zur Zeichnungsebene und ist in der Zeichnung durch einen kleinen schwarzen, runden Punkt dargestellt. Die Achsen Y und Z liegen in der Zeichnungsebene und schneiden sich unter einem rechten Winkel. Die Einfallsebene 11 und die Lichtaustrittsebene 12 des Filterelements 10 sind jeweils parallel zur Achse X. Ein natürlicher Lichtstrahl L, der in das Filterelement 10 über dessen Einfallsoberfläche 11 eintritt, pflanzt sich durch das anisotrope Material entlang geteilter Wege als normales Licht L^, und abnormales Licht Lp fort. Die beiden Lichtstrahlen

Lx und Lp sind an der Lichtaustrittsoberflache 12 um einen Abstand At voneinandeiggetrennt; die beiden Lichtstrahlen verlaufen von der Oberfläche 12 entlang von Wegen, die parallel zur Bewegungsrichtung des einfallenden Lichtstrahls L sind. Der Abstand Δi wird durch Faktoren, beispielsweise die Art der anisotropen Substanz <'!· . ' "s 10 und die Dicke der flachen Platte besbimmb.

Wenn der einfallende Lichtstrahl L natürliches Licht darstellt, wird er in dem anisotropen Medium in normales Licht Iiy, und abnormales Licht L~ geteilt, wobei das normale Licht L^ in Hichtung der X-Achse schwingt, während das abnormale Licht Lp in eine Richtung, die um 90° gegenüber der X-Achsenrichtung in einer senkrecht zum Einfallswinkel des Lichtes L stehenden Ebene schwingt. Das normale Licht L. und das abnormale Licht L sind jeweils linear polarisierte Lichtstrahlen bzw. Lichtbündel, die jeweils in nur einer der vorstehend

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angegebenen Achsenriclitungen schwingen. In den Zeichnungen schwingt das natürliche Licht in allen Eichtungen in einer Ebene, die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes steht und ist durch ein Symbol dargestellt, welches aus einem Kreis und zwei sich in dem Kreis schneidenden Pfeilen besteht. Die Schwingung des normalen Lichtes L^ in der X-Achsenrichtung, d.h. in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene ist ebenfalls durch eine schwarze Punktmarkierung angegeben. Die Schwingungsrichtung des abnormalen Lichtes L₂ ist durch entgegengesetzt gerichtete Pfeile angegeben.

Wenn das einfallende Licht L eine Hell-Dunkel-Wiederholung in den gleichen Eichtungen wie das normale Licht L. und das abnormale Licht L^ an der Lichtaustritt sf lache 12 erfährt und darüber hinaus der Abstand der Hell-Dunkel-Uiederholung gleich der angegebenen Differenz Δiist, überdecken sich die hellen und dunklen Abschnitte des einfallenden Lichtes L gegeneinander und heben sich an der Lichtaustrittsfläche 12 gegenseitig auf. Infolgedessen zeigt dieses optische Kammfilterelement 10 eine Kammfilterkennlinie mit Dämpfungspunkten an der Zwischenfrequenz, welche die Hell-Dunkel-Viederholung des angegebenen Abstandes Aί anzeigen, und an Frequenzwerten, die ungeradzahlige Vielfache der Zwischenfrequenz sind und Durchlaßbereiche für die Gleichstromkomponente haben, sowie an Frequenzen, die geradzahlige Vielfache der angegebenen Zwischenfrequenz sind. Die Zwischenfrequenz f, die in diesem Kammfilter 10 beseitigt wird, und der Abstand Λt stehen derart in Beziehung zueinander, daß eine Hälfte des Eeziprokwertes der Zwischenfrequenz f gleüh diesem Abstand/Wist, d.h. 1/2f =AL

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Es wird nunmehr der Fall angenommen, in welchem zwei Kammfilterelemente 10a und 10b in einem einfach kombinierten Zustand, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, benützt werden, wobei eine derartige Filterkoiabination im Hinblick auf ein bekanntes Filter betrachtet wird. Das Filterelement 10a hat Dämpfungspunkte an einer Zwischenfrequenz f ^ und Frequenzen 3£«i > 5f ^ > · · ·» die ungeradzahlige Vielfache der Frequenz f^, sind und hat die Charakteristik, deren Frequenzkomponenten zu beseitigen, während das Filterelement 10b Dämpfungspunkte bei der Zwischenfrequenz f,- und ungeradzahligen Vielfachen 3^o> 5fpj usw. hat, so daß deren Frequenzkomponenten beseitigt v/erden.

Ein einfallendes Licht L, welches in die Eintrittsfläche 11a des Filterelements 10a eintritt, wird in diesem Filter in ein normales Licht L^, und ein abnormales Licht L₂ geteilt, die unter Einhaltung eines Abstands Z\l/, von der Lichtaustrittsfläche 12a austreten und in das folgende Filterelement 10b eintreten. Das normale Licht L_x, ist ein linear polarisiertes Licht, das in einer Richtung (X-Achsenrichtung) senkrecht zur Zeichnungsebene schwingt. Das in das Filterelement 10b eintretende normale Licht L^ trennt sich nicht, sondern pflanzt sich in einer geraden Linie durch das Filtermedium fort und tritt in dieser Form aus der Lichtaustrittsfläche 12b aus. Das abnormale Licht L₂ ist ein linear polarisiertes Licht, das in einer Richtung schwingt, die um 90° von der X-Achse in einer Ebene versetzt ist, die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes steh.^! , Da,3 nbnormale Licht L₂ , das in das Filterelemeiiu ^Ob eiuux-itt, trennt sich nicht, unterliegt jedoch einer abnormalen Brechung und tritt als abnormales Licht L₂^ an der

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Lichtaustrittsflache 12b aus. Diese abnormale Brechung liefert eine weitere Trenndistanz /λ I₂, wodurch der sich ergebende Gesamtabstand-Δ I^ zwischen dem normalen Licht L und dem abnormalen Licht L₂-Uj die an der Fläche 12b austreten, gleich der Summe der Abstände Δ I^ und Δίρ ist.

Venn die Filterelemente 10a und 10b mit der vorstehend angegebenen Kennlinie und den entsprechenden Dämpfungspunkten in einem einfach kombinierten Zustand verwendet werden, wird eine Kammfilterkurve erhalten, Vielehe die gleiche wie in demjenigen Fall ist, in welchem ein einziges Kammfilter benutzt wird, bei dem der Divergenzabstand zwischen dem normalen Licht und dem abnormalen Licht Λ. I₇, ist. Eine derartige Kombination von Filtern kann somit die Frequenzen f. und f₂ sowie deren ungeradzahligen Vielfachen nicht beseitigen, die beseitigt werden sollen.

Um dieses Problem zu bewältigen, wurde eine Anordnung vorgeschlagen, bei der die Filterelemente 10a und 10b sich in einem Zustand befinden, in welchem deren optischen Achsen gedreht werden, damit sie einen Versetzungswinkel von 4-5° zueinander haben. Durch dieses Verfahren werden jedoch die Positionen von zwei Lichtbündeln jeweils des normalen und abnormalen Lichtes, die an der Lichtaustrittsfläche austreten, nicht auf eine einzige Ebene ausgerichtet, da die optischen Achsen der Filterelemente auf diese Weise um 45° zueinander versetzt sind. Aus diesem Grund tritt die Kammfilterkurve nicht nur in der ursprünglich erforderlichen horizontalen Abtastzeilenrichtung, sondern auch in der senkrecht zur horizontalen Abtastzeilenrichtung stehenden Bichtung auf, infolgedessen die vertikale Trennung, d.h. die Vertikalauflösung des reproduzierten Bildes verschlechtert ist. Da die Versetzungsrichtung durch Umwandlung in Werte der Horizontalrichtung gewählt werden muß,.

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läßt sich, die Konzipierung des Kammfilters nachteiligerweise nur schwierig ausführen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kammfilters beschrieben, welches die angegebenen Nachteile und Schwierigkeiten beseitigt.

Das Prinzip des wesentlichen Teils des optischen Kammfilters gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung wird eine Blasenplatte 20 verwendet, die beispielsweise eine Λ./4-Platte ist, und hat die Funktion, daß das von dieser Platte ausgehende Licht eine bestimmte Phasendifferenz gegenüber dem entsprechenden einfallenden Licht als Ergebnis einer Differenz der Geschwindigkeit des Lichtes entsprechend einer Differenz zwischen den Schwingungsrichtungen des einfallenden Lichtes hat. Ein Licht, welches als einfallendes Licht in die Phasenplatte 20 eintritt, wird somit in ein Licht umgewandelt, das eine bestimmte Polarisation zum Zeitpunkt des Austritts aus der Phasenplatte hat. Wenn beispielsweise die Phasenplatte 20 so angeordnet ist, daß ihre optische Achse einen Winkel θ gegenüber der Schwingungsrichtung des linear polarisierten Lichts einnimmt, welches als einfallendes Licht Eintritt hat, tritt ein linear polarisiertes Licht, welches das gleiche wie das einfallende Licht ist, von der Phasenplatte 20 nur dann aus, wenn der Winkel θ 0, 90 und -90° ist; bei jedem anderen Winkel tritt ein elliptisch polarisiertes Licht aus der Phasenplatte 20 aus. Wenn der Winkel θ 45° oder -45° beträgt, tritt ein kreisförmig polarisiertes Licht aus der Phasenplatte 20 aus.

Die Phasenplatte 20 ist bei dem dargestellten Beispiel so angeordnet, daß ihre optische Achse in einer

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Richtung derart ausgerichtet ist, daß ein Winkel θ = 4-5° gegenüber der X-Achse in einer Ebene senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes eingehalten wird. Wenn somit ein linear polarisiertes Licht, das in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene schwingt, durch die Phasenplatte 20 hindurchgeht, wird es beispielsweise in ein kreisförmig polarisiertes Licht umgewandelt, das einer kreisförmigen Schwingung in einer Ebene senkrecht zur Lichtfortpflanzungsrichtung ausgesetzt ist, wie dies durch das kreisförmige Pfeilsymbol in der Zeichnung (Fig. 3) angedeutet ist.

Das Licht, das durch die Phasenplatte 20 hindurchgegangen ist, tritt als einfallendes Licht in ein Kammfilterelement 10 ein, welches das gleiche ist, wie es in Hg. 1 gezeigt ist. Da dieses in das Filterelement eintretende Licht ein kreisförmig polarisiertes Licht ist, hat es Schwingungsvektorkomponenten ähnlich denjenigen des natürlichen Lichtes und wird im Filterelement 10 in ein normales Licht L^ und ein abnormales Licht L2_ geteilt, die auf diese Weise sich durch das Filterelement fortpflanzen. Wenn die Phasenplatte 20 vor der !förderfläche des Filterelements 10 angeordnet wird, werden vom Filterelement 10 zwei Lichtstrahlen mit gleicher Lichtmenge erhalten, die einen Abstand von Za 1 zueinander aufweisen, auch wenn der einfallende Lichtstrahl ein linear polarisiertes Licht ist. Daher wird die Kammfiltercharakteristik auch in bezug auf linear polarisiertes Licht erhalten.

Eine erste Ausführungsform des Kammfilters, bei der das vorstehend erläuterte Prinzip angewandt wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Das in Fig. 4 mit 30 bezeichnete Kammfilter weist auf einer Achse der Lichtfortpflan-

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zungsrichtung Kammfilterelemente 10a und 10b in Form von flachen Platten aus einer transparenten anisotropen Substanz, beispielsweise Quarz, mit doppelter Brechung auf, und eine Phasenplatte 20, beispielsweise eine λ/4-Platte, die zwischen die Filterelemente 10a und 10b eingesetzt ist. Die Filterelemente 10a und 10b sind derart ausgerichtet, daß deren zugehörigen I/ichtachsen Z parallel zueinander sind, während die entsprechenden X-Achsen und Y-Achsen ebenfalls zueinander parallel sind. Das Filterelement 10a, die Phasenplatte 20 und das Filterelement 10b befinden sich tatsächlich in engem Kontakt zueinander und bilden somit einen integralen Aufbau, obgleich sie in Fig. A-zur Erleichterung der Beschreibung so dargestellt sind, als wurden sie Abstand zueinander einhalten.

Das Filterelement 10a hat eine Kammfilterkurve, bei der die Dämpfungspunkte bei einer speziellen Zwischenfrequenz f. sowie Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache dieser Zwischenfrequenz darstellen, vorliegen, und es werden Durchlaßbereiche im Hinblick auf die Gleichstromkomponente gebildet; außerdem liegen Dämpfungspunkte bei Frequenzen vor, die geradzahlige Vielfache der Frequenz f. sind, wie dies in Fig. 5 durch die Kurve I dargestellt ist. Das Kammfilterelement 10b hat eine Filterkennlinie, bei der Dämpfungspunkte bei einer Zwischenfrequenz f~ und ungeradzahligen Vielfachen derselben vorliegen, wobei Durchlaßbereiche im Hinblick auf die Gleichstromkomponente vorhanden sind, sowie bei Frequenzen, die geradzahlige Vielfache der Frequenz I^ sind, wie dies durch die Kurve II in Fig. 5 gezeigt ist.

Ein natürliches Licht L, welches in die Eintrittsfläche 11a des Filterelements 10a eintritt, wird ge-

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teilt und pflanzt sich daraufhin fort und tritt an der Lichtaustrittsflache 12a in Form eines normalen Lichtes L_x, und eines abnormalen Lichtes Lp aus, wobei letztere Lichtstrahlen oder Lichtbündel um einen Abstand ^l voneinander getrennt sind. Die Zwischenfrequenz f _Λ , die dem AbstandAl entsprechen, und die Frequenzen.

I el

die ungeradzahlige Vielfache derselben sind, werden von dem Filterelement 10a gedämpft und entfernt. Das normale Licht L_x, ist ein linear polarisiertes Licht, das in der X-Achsenrichtung schwingt, während das abnormale Licht L₂ ein linear polarisiertes Licht ist, das in einerRichtung schwingt, die einen Winkel von 90° gegenüber der X-Achse in einer Ebene senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung einhält. Die beiden Lichtstrahlen L_x, und L₂ gehen durch die Phasenplatte 20 hindurch. Wie dies in Verbindung mit Fig. beschrieben ist, ist die Phasenplatte 20 so angeordnet, daß ihre optische Achse einen Winkel von 4-5° zur X-Achse in einer Ebene senkrecht zur Licht-Fortpflanzungsrichtung einhält. Aus diesem Grund sind die beiden linear polarisierten Lichtstrahlen L_x, und L₂ jeweils in kreisförmig polarisierte Lichtstrahlen L_x, und L₂ umgewandelt infolge ihres Durchgangs durch die Phasenplatte 20.

Da der Lichtstrahl L_x, , der auf die Eintrittsfläche 11b des Filters 10b auftrifft, ein kreisförmig polarisiertes Licht ist, wird dieser Lichtstrahl in zwei Lichtstrahlen geteilt, die sich in dieser Form fortpflanzen und an der Austrittsfläche 12b in Form von Lichtstrahlen L_xJ₃₁ und L_xJ₃₂ austreten, die einen Abstand Δ1, zueinander einhalten. Da der Lichtstrahl L~ . der an der Fläche 11b eintritt, ebenfalls ein kreisförmig polarisiertes Licht ist, wird er in zwei Lichtstrahlen geteilt, die sich in dieser Form fortpflanzen und an der

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Austrittsfläche 12b als Lichtstrahlen L₂₃I ^un<3· ^L2s2

₂₃I

austreten, die einen Abstand Al, zeinander einhalten. Der Abstand Δΐ ist nicht gleich dem Ab-

ει

stand Al-v. Infolgedessen wird die Zwischenfrequenz fp, die dem Abstand <£^l-u entspricht, sowie ungeradzahlige Vielfache dieser Frequenz gedämpft und entfernt.

Die Filterelemente 10a und 10b und die Blasenplatte sind natürlich derart angeordnet, daß die Trenn-Abstandrichtung der Lichtstrahlen, die am Filterelement 10b austreten, mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls übereinstimmen.

Da eine Blasenplatte 20 vor der Vorderflache des Filterelements 10b bei dem Kammfilter gemäß der Erfindung vorgesehen ist, wird das in Fig. 2 erhaltene Ergebnis nicht erreicht, auch wenn die Lichtstrahlen, die von dem Filterelement 10a austreten, linear polarisierte Lichtstrahlen sind, und das Kammfilter hat die Filterkurve, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, die durch eine gegenseitige "Überlagerung der Filterkurven I und II gemäß Fig. 5 der Filterelemente 10a und 10b erreicht wird.

Da die Filterelemente 10a, 10b so angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen Z parallel liegen, liegen die austretenden Lichtstrahlen L^, ^, L^, ~, Lp ^ und L^ ο insgesamt in einer Ebene, die mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls der Kameraröhre übereinstimmt. Das Kammfilter 30 zeigt daher eine Kammfilterkurve nur in der horizontalen Abtastzeilenrichtung.

Wenn der einfallende Lichtstrahl, der in das Kammfilter eintritt, kein natürliches Licht, sondern ein linear

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polarisiertes Licht ist, "beispielsweise ein Licht, welches durch einen halbdurchlässigen Spiegel hindurchgegangen ist, oder ein Licht, das von einem hal"bdurchlässigen Spiegel reflektiert wurde, oder wenn ein von einem Objekt reflektiertes Licht, welches aufgenommen wird, eine spezielle Polarisierung hat, eignet sich die im folgenden in Verbindung mit Fig. 7 beschriebene Ausführungsform des Kammfilters.

Eine erste Phasenplatte 20a wird an der Vorderfläche des ersten Kammfilterelements 10a angeordnet, die sich an der am vordersten gelegenen Position gegenüber der Lichtfortpflanzungsrichtung befindet, und eine zweite Phasenplatte 20b wird zwischen das erste Kammfilterelement 10a und ein zweites Kammfilterelement 10b eingesetzt. Als Ergebnis des einfallenden Lichtstahls, der durch die erste Phasenplatte 20a hindurchgeht, wird dieses einfallende Licht in ein im wesentlichen kreisförmig polarisiertes Licht umgewandelt, auch wenn das einfallende Licht die vorher erwähnte Polarisierung hat; das sich ergebende, im wesentlichen kreisförmig polarisierte Licht tritt als einfallendes Licht in das erste Filterelement 10a ein. Auch wenn das einfallende Licht eine Polarisierung hat, wird es in einen normalen Lichtstrahl und einen abnormalen Lichtstrahl ähnlich der in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform geteilt. Infolgedessen wird die Frequenz f^ und ungeradzahlige Vielfache dieser Frequenz in dem Filterelement 10a gedämpft und entfernt. Das Licht, das vom ersten Filterelement 10a austritt, geht durch die zweite Phasenplatte 20b hindurch und tritt als einfallendes Licht in das zweite Filterelement 10b ein, wo die Frequenz f₂ und Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache derselben darstellen, auf

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ähnliche Veise gedämpft und entfernt werden, wie dies bei der vorstellend erläuterten Ausführungsform der Fall ist.

Ein spezielles Beispiel von nummerisehen Werten für eine Anwendung des erfindungsgemäßen Filters mit guten Ergebnissen bei einem MISC--Sy st em, d.h. bei einer Farbfernsehkamera, bei der ein Vidikon mit einer Größe von 2,5 cm (1 inch) verwendet wird, ist im folgenden angegeben. Bei diesem Beispiel sind die Blasenplatten 20a und 20b -2/4—Platten aus Acetat-Harz und deren Verzögerung (retardance) beträgt 14-7 mm. Das Filterelement 10a ist eine Quarzplatte mit einer Dicke von 5»865 md- und weist eine Kammfilterkurve auf, die imstande ist, eine Frequenz von 3i6 MHz sowie Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache dieser Frequenz sind, zu dämpfen. Das Filterelement 10b ist eine Quarzplatte mit einer Dicke von 2,933 mm und hat eine Filterkurve zur Dämpfung einer Frequenz von 7,2 ΙΊΗζ sowie der ungeradzahligen Vielfachen dieser Frequenz.

Die Zahl der Filterelemente in dem optischen Kammfilter nach der Erfindung ist nicht auf zwei Filterelemente begrenzt, vielmehr kann eine größere Zahl solcher Filterelemente vorgesehen sein. Wenn beispielsweise drei spezielle Zwischenfrequenzen entfernt werden sollen, " werden drei Filterelemente 10a, 10b, 10c mit Filterkurven verwendet, die Dämpfungspunkte bei den Zwischenfrequenzen f^, fg» f? sowie den zugehörigen ungeradzahligen Vielfachen dieser Frequenzen haben, wie dies bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist. Die Blasenplatten 20a, 20b sind nach Fig. 8 zwischen die Filterelemente 10a und 10b einerseits und zwischen die Filterelemente 10b und 10c andererseits eingesetzt. Eine Erläuterung der Funktionsmerkmale dieses Kammfilters erübrigt sich, da die Arbeitsweise ohne weiteres aus der voranstehenden Beschreibung von Ausführungsformen des erfinduBÄ&gemäJBßiy JC«m£ilters ersichtlich ist.

Bei den vorstehend angegebenen Ausführungsformen wird als Blasenplatte jeweils eine Λ./4-Platte verwendet; es kann jedoch, aucli eine andere Platte anstelle der -£/4—Phasenplatte verwendet werden, die derart angeordnet wird, daß ihre optische Achse in einem geeigneten Winkel gegenüber der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls der Kameraröhre liegt.

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FioaJcfurt α. M. 2 13.9.1978 ß/ie.

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VICiOR COMPAJH" OF JAPAN, LTD. Yokohama-City, Japan

Patentansprüche

1. Optisches Kammfilter mit einer Vielzahl von Kammfilter-Elementen, die in der Fortpflanzungsrichbung eines Lichtstrahls aufeinanderfolgend angeordnet sind und jeweils eine Kammfilterkurve zur Dämpfung und Entfernung zugehöriger Zwischenfrequenzen haben, die nicht in gegenseitiger Beziehung in Form von ungeradzahligen Vielfachen stehen, sowie der Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache der jeweiligen Zwischenfrequenzen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Phasenplatte (20, 20a, 20b) zwischen benachbarten Kammfilterelementen (10a, 10b, 10c) jeweils an der Vorder- und Rückseite gegenüber der Lichtfortpflanzungsrichtung eingesetzt sind, daß die Phasenplatte einen von dem vorderen Filterelement ausgehenden Lichtstrahl in einen Lichtstrahl umwandelt, der in dem rückwärtigen Filterelement in ein normales Licht und ein anomales I/i ent aufgeteilt wird, wobei das

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normale und das anomale Licht mit gleicher Lichtmenge austritt, und daß das normale und abnorme Licht als einfallendes Licht in das rückwärtige Filterelement eintritt.

2· Kammfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das normale und . anomale Licht in Form von linear polarisiertem Licht aus dem vorderen Filterelement (1Oa) austritt und daß die Blasenplatte (20) das linear polarisierte Licht in im wesentlichen kreisförmig polarisiertes Licht umwandelt.

3>. Kammfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß öecLes Kammfilterelement (10a, 10b, 10c) eine flache Platte aus einer transparenten anisotropen Substanz mit doppelter Brechung besteht.

4·. Kammfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht durch die Kammfilterelemente in einem geteilten Zustand als normales Licht und als abnormes Licht hindurch geht und daß die Kammfilterelemente so angeordnet sind, daß die Trennrichtung des normalen und anomalen Lichts, daß von den Filterelementen ausgeht, mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls einer Kameraröhre einer Fernsehkamera zusammenfällt„

5· Kammfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Blasenplatte (20a) vor der Vorderfläche des Kammfilterelements (10a) angeordnet ist, das an der vordersten Stelle gegenüber der Lichtfortpflanzungsrichtung angeordnet ist.

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Optisches Kammfilter, insbesondere für eine Farbfernsehkamera mit einem Farbtrenn-Streifenfilter und einer Kameraröhre zur Abgabe von Farbfernsehsignalen, wobei das Kammfilter eine Vielzahl von Kammfilterelementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kammfilterelement eine flache Platte aus einer transparenten anisotropen Substanz mit doppelter Brechung ist und Kammfilterkurven zur Dämpfung und Entfernung bestimmter Zwischenfrequenzen, die keine Beziehung zueinander in Form von ungeradzahligen Vielfachen haben, aufweist, wobei die Zwischenfrequenzen durch das Streifenfilter zur Farbentrennung bestimmt sind, sowie zur Dämpfung und Entfernung von Frequenzen, die ungeradsahlige Vielfache der Zwischenfrequenzen sind, wobei Lichtstahlen, die in normale und anomale Lichtstrahlen geteilt sind, durch die Kammfilter hindurchgehen und in Abstand zueinander aus den Kammfiltern austreten, wobei der Abstand durch die Filterelemente bestimmt ist, daß die Filterelemente so angeordnet sind, daß die Trennrichtung zwischen den normalen und anomale Lichtstrahlen, die aus den Filterelementen austreten, mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls einer Kameraröhre zusammenfallen, daß wenigstens eine Blasenplatte (20, 20a, 20b) zwischen benachbarten Kammfilterelementen (10a, 10b 10c) eingesetzt sind und linear polarisierte Lichtstrahlen, die von dem vorderen Filterelement der benachbarten Filterelemente ausgehen, in bezug auf die Fortpflanzungsrichtung der Lichtstrahlen umwandeln, so daß die kreisförmig polarisierten Lichtstrahlen als Einfallslichtstrahlen in das andere, rückwärtige Filterelement der benachbarten Filterelemente eintreten.

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7. Kammfilter nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zusätzliche Blasenplatte (20a) vor der Vorderfläche desjenigen Filterelements (1Oa) angeordnet ist, das sich an der vordersten Position im Verhältnis zur Lichtfortpflanzungsrichtung "befindet.

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