DE2840433C2

DE2840433C2 - Optisches Kammfilter

Info

Publication number: DE2840433C2
Application number: DE2840433A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Sagamihara Kanagawa Miyazaki; Tadayoshi Miyoshi; Koichiro Kanagawa Montoyama; Shintaro Nagagaki; Itsuo Yokohama Kanagawa Takanashi; Sumio Yokohama Kanagawa 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: 1982-05-06
Also published as: GB2005432B; DE2840433A1; CA1103500A; GB2005432A; US4227208A; FR2403570A1; FR2403570B1; BR7806117A; NL7809413A; JPS5445152A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Kammfilter mit mehreren Kammfilter-Elementen, die aus doppelbrechenden Platten bestehen, welche aufeinanderfolgend in der Fortpflanzungsrichtung eines Lichtbündels angeordnet sind und jeweils eine solche Parallelvers»?!- zung zwischen den ordentlichen und außerordentlichen Strahlen hervorrufen, daß sie eine Kammfilterkurve zur Dämpfung und Entfernung einer zugehörigen Zwischenfrequenz haben, die mit keiner der Zwischenfrequenzen der anderen doppelbrechenden Platten oder mit deren ungeradzahligen Vielfachen übereinstimmt.

Ein derartiges optisches Kammfilter ist aus der DE-OS 26 07 725 bekannt, die eine Bildaufnahmeröhrenoptik mit einem streifenförmigen Farbtrennfilter beschreibt, bei dem wenigstens eine doppelbrechende Platte und wenigstens ein Beugungsgitter-Raumfrequenzfilter vorhanden sind, die zur Reduzierung des Frequenzganges hintereinander in einem optischen Bildaufnahme-Sirahlengang angeordnet sind. Dabei ist die doppelbrechende Platte näher bei der Bildaufnahmeröhre als das Beugungsgitter-Raumfrequenzfilter angeordnet, das Bestandteil eines Bildaufnahme-Linsensystems ist.

Bei Farbfernsehkameras, die ein bekanntes streifenförmiges Farbirennfilter verwenden, wird an einem Ausgang ein Signal erzeugt, das sich aufgrund der Modulation eines Zwischenfrequenzsignals durch ein

ίο Chrominanzsignal ergibt. Das Zwischenfrequenzsignal wird durch eine sich wiederholende Anordnung von dünnen Farbstreifen des Farbtrennfilters erzeugt, das im Lichtweg zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der fotoelektrischen bzw. fotoleitenden Schicht der

i) Kameraröhre angeordnet ist Demzufolge tritt eine Interfrequenz zwischen dem Zwischenfrequenzsignal um dem Signal auf, das vom Objekt erhalten wird, wobei mit dieser Interferenz in verstärktem Maß Schwebungsstörungen im reproduzierten Bild verknüpft sind.

Zu deren Beseitigung wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein optisches Tiefpaßfilter, abhängig von einer optischen Einrichtung, wie beispielsweise einer Linsenanordnung oder einer Phasengitterplatte, verwendet wird, um das Lichtbündel des Farbtrennsireifenfilters nur in horizontaler Abtastzeilenrichtung in einem nicht fokussierten Zustand auf die fotoleitende Schicht der Kameraröhre zu projizieren. Das streifenförmige Muster der optischen Einrichtung wird beispielsweise durch Änderungen der optischen Eigen-

Jo schäften, insbesondere einer Änderung der einfallenden Lichtmenge, entsprechend der Einstellung der Kameralinsenöffnung, der Montageposition und eines nichtlinearen Brechungsindex und Durchlaßfaktors auf die fotoleitfähige Schicht der Kameraröhre projiziert. Auch

r> in diesem Fall kann eine zusätzliche Interferenz zwischen dem streifenförmigen Muster der optischen Einrichtung und dem streifenförmigen Muster des Farbtrennfilters auftreten, die in dem reproduzierten Bild Schwebestörungen verursacht.

"i In dem japanischen Gehrauck.muster 18 688/72 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem derartige Schwebeslörungen vermieden werden. Hierzu wird eine flache Platte aus einer transparenten anisotropen Substanz mit einer Doppcl-Brechungscharaktensiik als optisches

·»"> Kammfilter benutzt. Dieses optische Kammfilter weist eine Kennlinie auf. bei der die Dämpfungspunkte an der bestimmten Zwischenfrequenz entsprechend der Anordnung der sich wiederholenden dünnen Farbstreifen des Farbtrennstreifenfilters und bei Frequenzen auftre-

■*=*> ten. welche ungcradzahlige Vielfache der Zwischenfrequenz darstellen. Außerdem sind Durchlaßbänder bzw. Durchlaßberciche für die Gleistromkomponente bei Frequenzen vorgesehen, die geradzahlige Vielfache der Zwischenfrequenz sind. Bei diesem optischen Kammfil-

'<*> ter wird ein Verset/ungsabstanrl /)/ zwischen dem ordentlichen Lichtstrahl und dem außerordentlichen Lichtstrahl, die aus der Lichtaustrittsfläche des Filters nach erfolgtem Lichteinfall austreten, und eine auftretende Doppelbrechung genutzt. Indem dieser Verset-

M» zungsabstand Al auf die Hälfte der Periode der Zwischenfrequenz des Objektstrahls gebracht wird, wird die Signalkomponente der Zwischenfrequenz entfernt.

Dabei ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß eine

fts Differenz in den Lichtmengen des ordentlichen Lichtstrahls und des außerordentlichen Lichtstrahls dann auftritt, wenn das in das Filter eintretende Licht eine bestimmte Polarisation aufweist. Im Extremfall tritt

entweder nur der ordentliche Lichtstrahl oder nur der außerordentliche Lichtstrahl aus diesem optischen Kammfilter aus und somit fällt die Kammfiltercharakteristik vollständig aus. Wenn ein halbdurchlässiger Spiegel auf der Vorderfläche eines derartigen optischen Kammfilters vorgesehen wird oder wenn das Objekt eine gleichmäßige Reflexionsfläche besitzt, ist das auf die Eintrittsfläche des Filters projizierte Licht polarisiert. Demzufolge treten der ordentliche und der außerordentliche Lichtstrahl stark unterschiedlich in der Lichtmenge aus dem Kammfilter aus. Somit arbeitet das optische Kammfilter nicht zufriedenstellend als Filter mit einer gewünschten Kammfiltercharakteristik. Werden verschiedene Signale mit speziellen Zwischenfrequenzwerten durch das Farbtrennstreifenfilter erzeugt, so ist es erforderlich, die Komponenten der Zwischenfrequenzwerte durch ein optisches Kammfilter zu eliminieren. Da das bekannte optische Kammfilter eine Kennlinie mit Dämpfungspunkten für die bestimmte Zwischenfrequenz und für ungeradzahlige Vielfache dieser Zwischenfrequenz besitzt, ist es nicht möglich, verschiedene Signale mit unterschiedlichen Zwischenfrequenzen ohne gegenseitige Beziehung '"er ungeradzahligen Vielfachen dieser Zwischenfrequenzen zu eliminieren. Auch eine Kombination einer Anzahl von optischen Kammfilterelementen, von denen jedes für sich eine bestimmte Zwischenfrequenz eliminieren kann, führt nicht zu dem gewünschten Ergebnis, da nur ein optisches Kammfilter mit einer Kennlinie erhalten wird, bei der die Dämpfungspunkte für eine bestimmte jo Frequenz vorliegen, die sich von den übrigen Frequenzen unterscheidet, welche durch die einzelnen optischen Kammfilter eliminiert werden sowie Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache dieser einen bestimmten Frequenz darstellen. j-ϊ

Aufgabe der Erfindung ist es. das eingangs beschriebene optische Kammfilter aus mehreren Kammfilter-Elementen so zu verbessern, daß die Kammfilterkurve die zu jedem Kammfilter-Element zugehörige Zwischenfrequenz sowie die ungeradzahligen Vielfachen dieser Zw>chenfrequen/.en dämpft und entfernt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwischen benachbarten Kammfilter-Elementen eine Phasenplaite eingesetzt ist. die die aus dem jeweils vorhergehenden Element austretenden, linear polarisierten Strahlen in im wesentlichen zirkulär polarisiertes Licht umsetzt.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5.

Die Kammfilterkurve nach der Erfindung weist Dämpfungspunkte für eine Vielzahl von speziellen Zwischenfrequenzen auf. die nicht in einem ungeradzahligen, vielfachen Verhältnis zueinander stehen sowie für Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache der vorgegebenen Zwischenfreqnenzen sind. v,

Im folgenden wird das optische Kammfilter anhand von mehreren, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I — eine schematische Ansicht eines Kainmfilter-Elements. e>o

Fig. 2 — eine schematische Ansicht einer Kombination aus zwei Kammfilter-Eiementen,

Fig. 3 — eine schematische Ansicht des grundsätzlichen Aiifbaus des optischen Kammfilters nach der Erfindung, μ

F i g. 4 — e'ne schematische Ansicht einer eisten Ausführungsform des optischen Kammfilters nach de Erfindung,

Fig.5 — die Charakteristiken der optischen Kammfilter-Elemente, die das Kammfilter nach Fig.4 bilden,

F i g. 6 — die Kennlinie des Kammfilters nach F i g. 4 und

F i g. 7 und 8 — schematische Ansichten einer zweiten und dritten Ausführungsform eines Kammfilters nach der Erfindung.

Die Funktion eines Filterelements des optischen Kamrnfilters allgemeinen Aufbaus wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. Das optische Kammfilter 10 weist eine flache Platte aus einer transparenten anisotropen Substanz, beispielsweise Steinkristall oder kristallisiertem Quarz mit Doppelbrechung auf. Die Achsen X, Y, Z sind zueinander senkrechte Koordinatenachsen. Die Achse A liegt senkrecht zur Zeichnungsebene und ist in der Zeichnung durch einen schwarzen Punkt dargestellt. Die Achsen Y und Zliegen 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 L 'fhtstrahl L, der in das Filterelement 10 über dessen i-infallsoberfläche 11 eintritt, pflanzt sich durch das anisotrope Material entlang geteilter Wege als ordentlicher Lichtstrahl Li und außerordentlicher Lichtstrahl L₂ fort. Die beiden Lichtstrahlen L\ und Li sind an der Lichtaustrittsoberfläche i2 um einen Abstand Al voneinander getrennt: die beiden Lichtstrahlen verlaufen von der Oberfläche 12 entlang Wegen, die parallel zur Fortpflanzungsrichtür.g des einfallenden Lichtstrahls L sind. Der Abstand Al wird durch Faktoren, beispielsweise die Art der anisotropen Substanz des Filters 10 und die Dicke der flachen Platte bestimmt.

Wenn der einfallende Lichtstrahl L natürliches Licht darstellt, wird er in dem anisotropen Medium in den ordentlichen Lichtstrahl L\ und den außerordentlichen Lichtstrahl Li geteilt, wobei der ordentliche Lichtstrahl Li in Richtung der X-Achse schwingt, während der außerordentliche Lichtstrahl L2 senkrecht zur ,Y-Achsenrichtung und in einer senkrecht zum Einfallswinkel des Lichtes L stehenden Fbene schwingt. Der ordentliche Lichtstrahl L\ und der außerordentliche Lichtstrahl Li sind linear polarisierte Lichtstrahlen bzw. Lichtbündel, die jeweils in nur einer der vorstehend angegebenen Achsenrichtungen schwingen. In den Zeichnungen schwingt das natürliche Lieh; in allen Richtungen 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 ordentlichen Lichtstrahles L\ in der A"-Achsenrichtung, d. h. in eier Richtung senkrecht zur Zeichenebene is! ebenfalls durch eine schwarze Punktmarkitrung anpegcben. Die Schwingungsrichtung des außerordentliciien Lichtstrahles Λ? ist durch entr^trengesel/t gerichtete Pfeile angegeben.

Wenn das einfallende Licht Lein Hell-Dunkel-Muster in den gleichen Richtungen wie der ordentliche Lichtstrahl Li und der außerordentliche Lichtstrahl L₂ an der Lichtaus'rittsfläche 12 ergibt und darüber hinaus der Abstand des Hell-Dunkel-Musters gleich der angegebenen Differenz zi/ist, überdecken sich die hellen und dunklen Abschnitte des einfallenden Lichtes L gegeneinander und löschen sich an der Lichtaustrittsfläche 12 gegenseitig aus. Infolgedessen zeigt dieses optische Kamrnfuirelement 10 eine Kammfilterkennlinie mit Dämpfungspunkten für die Zwischenfrequenz, welche die Hell-Dunkel-Wiederholung des angegebe-

nen Abstandes ΔΙ anzeigt und für Frequen/werie. die ungeradzahlige Vielfache der Zwischenfrequenz sind und besitzt Durchlaßbereiche für die Gleichstromkomponente, sowie für Frequenzen, die geradzahlige Vielfache der angegebenen Zwischenfrequenz sind. Die ■, Zwischenfrequenz f, die in diesem Kammfilter 10 gelöscht wird, und der Abstand ΔΙ stehen derart in Beziehung zueinander, daß eine Hälfte des Reziprokwertes der Zwischenfrequenz /"gleich diesem Abstand J/ist.d. h. V₂/"= ΔΙ. ,o

Es wird nunmehr der FaIi betrachtet, bei dem zwei bekannte Kanimfilterelemente 10a und 106 kombiniert sind, wie in F i g. 2 gezeigt. Das Filterelement 10a hat Dämpfungspunkte für eine Zwischenfrequenz f\ und

Frequenzen 3 f\, 5/Ί die ungeradzahlige Vielfache ü

der Frequenz /Ί sind, während das Filterelement 106 Dämpfungspunkte für die Zwischenfrequenz /j und ungeradzahlige Vielfache 3 /j, 5/j, usw. hat, so daß deren Frequenzkomponenten beseitigt werden.

Einfaiiendes Licht L weiches auf die Eintrittsriäche I la des Filterelementes 10a auftritt, wird in diesem Filter in einen ordentlichen Lichtstrahl L\ und einen außerordentlichen Lichtstrahl Lu geteilt, die unter Einhaltung eines Abstandes ΔΙ, von der Lichtaustritisfläche 12a austreten und in das folgende Filterelement 106 2s eintreten. Der ordentliche Lichtstrahl L\ ist linear polarisiert und schwingt senkrecht zur Zeichnungsebene in X-Richtung. Der in das Filterelement 106 eintretende ordentliche Lichtstrahl L\ pflanzt sich geradlinig durch das Filterelement 10b fort und tritt an jn der Lichtaustrittsfläche 126 aus. Der außerordentliche Lichtstrahl L?., ist linear polarisiert und schwingt in einer Richtung, die um 90" gegenüber der X-Achse in einer Ebene versetzt ist. die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes steht. Der außerordentliche Lichtstrahl Z.;,. der in das Filterelement 10i>eintritt, wird nicht aufgetrennt, unterliegt jedoch einer Brechung und tritt als außerordentlicher Lichtstrahl Lj* an der Lichtaustrittsfläche 126 aus. Diese Brechung liefert eine weitere Versetzung ΔΙ2. wodurch der sich ergebende Gesamtabstand Ah zwischen dem ordentlichen Lichtstrahl L\ und dem außerordentlichen Lichtstrahl Z.2*.die an der Fläche 126 austreten, gleich der Summe der AbständeΔΙ\ undΔΙ2 ist.

Wenn die Filterelemente 10a und 106 mit der vorstehend angegebenen Kennlinie und den entsprechenden Dämpfungspunkten wie beschrieben kombiniert werden, wird eine Kammfilterkurve erhalten, welche die gleiche wie in demjenigen Fall ist, in welchem ein einziges Kammfilter benutzt wird, bei dem die Versetzung zwischen dem ordentlichen Lichtstrahl und dem äußere,dentüchen Licntstrahl ΔΙ3 ist. Eine derartige Kombination von Filtern kann somit die Frequenzen (\ und /j sowie deren ungeradzahlige Vielfachen nicht beseitigen, wie dies angestrebt wird

Um dies zu erreichen, wurde auch schon eine Anordnung vorgeschlagen, bei der die optischen Achsen der Filterelemente 10a und 106 um einen Versetzungswinkel von 45° zueinander verdreht sind. Dabei werden jedoch die Positionen des ordentlichen und außeror- m dentüchen Lichtstrahls, die an der Lichtaustrittsfläche austreten, nicht auf eine einzige Ebene ausgerichtet, da die optischen Achsen der Filterelemente um 45° zueinander versetzt sind. Die Kammfilterkurve wirkt sich nicht nur ir. der ursprünglich erforderlichen horizontalen Abtastzeilenrichtung, sondern auch in der senkrecht zur horizontalen Abtastzeilenrichtung stehenden Richtung aus, so daß die vertikale Trennung,

d. h. die Vertikaliiiiflösung des reproduzierten Bildes verschlechtert wird. Da die Versetzungsrichtung durch Umwandlung in Werte der Horizontalrichtung gewählt werden muß. läßt sich die Auslegung des Kammfilter«, nur schwierig ausführen.

Der wesentliche feil des optischen Kammfilter gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung wird eine Phasenplatte 20 verwendet, die beispielsweise eine A/4-Platte ist. und bewirkt, daß das von dieser Platte ausgehende Licht eine bestimmte Phasendifferenz gegenüber dem entsprechenden einfallenden Licht aufweist als Ergebnis einer Differenz der Geschwindigkeit des Lichtes korrespondiert zu einer Differenz zwischen den Schwingungsrichtungen des einfallenden Lichtes hat. Ein in die Phasenplatle 20 einfallendes Licht wird somit in ein Licht umgewandelt, das eine bestimmte Polarisation zum Zeitpunkt des Austritts aus der Fhasenpiaiie hai Wenn beispielsweise die Pnäsenp'aiie 20 so angeordnet ist, daß ihre optische Achse einen Winkel θ gegenüber der Schwingungsrichtung des einfallenden linear polarisierten Lichts einnimmt, tritt linear polarisiertes Licht aus der Phasenplatte 20 nur dann aus. wenn der Winkel θ 0°. 90° und -90" ist; bei jedem anderen Winkel tritt elliptisch polarisiertes Licht aus der Phasenplatte 20 aus. Wenn der Winkel θ 45^C oder —45° beträgt, tritt zirkulär polarisiertes Licht aus der Pha^tnplatte 20 aus.

Die Phasenplatte 20 ist bei dem dargestellten Beispiel so angeordnet, daß ihre optische Achse in einer Richtung derart siusgerichtet lit, daß ein Winkel θ = 45" gegenüber der X-Achse in einer Ebene senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Lichtes eingehalten wird. Wenn somit linear polarisiertes Licht, das in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene schwingt, durch die Phasenplatte 20 hindurchgeht, wird es beispielsweise in zirkulär polarisiertes Licht umgewandelt, das zirkulär in einer Ebene senkrecht tür Lichtfortpflanzungsrichtung schwingt, wie dies durch das kreisförmige Pfeilsymbol in der Zeichnung (F i g. 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 Fig. 1 gezeigt ist. Da dieses in das Filterelement 10 eintretende Licht zirkulär polarisiertes Licht ist, hat es Schwingungsvektorkomponenten ähnlich denjenigen des natürlichen Lichtes und wird im Filterelement 10 in den ordentlichen Lichtstrahl Li _c und den außerordentlichen Lichtstrahl Lic aufgeteilt. Wenn die Phasenplatte 20 vor der Vorderfläche des Filterelementes 10 ange^vdnet wird, werden vom Filterelement 10 zwei Lichtstrahlen mit gleicher Lichtstärke erhalten, die einen Abstand von ΔΙ zueinander aufweisen, auch wenn der einfallende Lichtstrahl linear polarisiertes Licht ist. Daher gilt die Kammfiltercharakteristik auch in bezug auf linear polarisiertes Licht

Eine erste Ausführungsform des Kammfilters, bei dem das vorstehend erläuterte Prinzip angewandt wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig.4 beschrieben. Das in Fig.4 mit 30 bezeichnete Kammfilter umfaßt in Lichtfortpflanzungsrichtung Kanimfilterelemente 10a und 106 in Gestalt flacher Platten aus einer'transparenten anisotropen Substanz, beispielsweise Quarz mit Doppelbrechung, und eine Phasenplatte 20, beispielsweise eine Ä/4-Piatte, die zwischen den Filterelementen 10a und 106 eingesetzt

ist. Die Filterelemente 10a und 106 sind derart ausgerichtet, daß ihre zugehörigen Lichtachsen Z parallel zueinander sind, während die entsprechenden Y-Achsen und V-Achsen ebenfalls zueinander parallel sind. Das Filterelement 10a. die Phasenplatte 20 und das \ Filterelement 10b stehen in engem Kontakt zueinander und bilden einen integralen Aufbau, obgleich sie in Fig.4 auseinandergezogen dargestellt sind, um die Hesch's-ibung und die Übersichtlichkeit zu erleichtern.

Das Filterelement lOa hat eine Kammfilterkurve mit Dampfungspunkten für eine spezielle Zwischenfre-(luenz f\ sowie Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache Jiesei Zwischenfrequenz darstellen, und es werden Dun. hlaßbereiche im Hinblick auf die < ileichstromkomponente gebildet: außerdem liegen Dampfungspunkte η bei Frequenzen vor, die geradzahlige Vielfache der Frequenz f\ sind, wie dies in Fig. 5 durch die Kurve I ..lrgestellt ist. Das Kammfilterelement 106 besitzt eine Filterkennlime. bei der Dämpfungspiinkte bei einer /•Aiwr.i-nfreqiien/ /> und ungerad/ahlieen Vielfachen ;ci .erseihen vorliegen, wobei Durchlaßbereiihc im Hin· i-.iu·< auf die Gleichstromkomponente vorhanden sind, siiwif bei Frequenzen, die geradzahlige Vielfache der Frequenz f; sind, wie dies durch die Kurve Il in F ι g. 5 gezeigt ist. 2ί

Licht /. welches in die Eintrittsflache lld des f ilterelementes 10a eintritt, wird aufgeteilt und tritt an tier l.ichtaustrittsfläche 12a als ordeniiicher Lichtstrahl L und außerordentlicher Lichtstrahl L? aus, wobei die Lichtstrahlen um einen Abstand Al, voneinander v> getrennt sind. Die /wischenfreqiienz /·. die dem -\bst?nd Mj entspricht und die Frequenzen die un^crad/ahlige Viellache derselben sind, werden von dem Filterclement 10a gedampft und gelöscht. Der ordentliche Strahl L\ ist linear polarisiert und schwingt ü in V-Achsenrichking, wahrend der aiilSerordentliche Strahl I.2 linear polarisiert und senkrecht zur X-Achse in einer F-bene normal zur Fortpflari/ungsrichtung schw ingt. Die beiden Strahlen /._; und L₂ durchsetzen die Phasenplatte 20. Wie dies in Verbindung mit Fig. 3 -in beschrieben ist. ist die Phasenplatte 20 so angeordnet, d.iß ihre optische Achse einen Winkel von 45" /ur V-Achsc in einer Fbene senkrecht zur Licht-Fortpflan-/ungshchuing einhält. Aus diesem Grund werden die beiden linear polarisierten Strahlen L\ und Lj jeweils in zirkulär polarisierte Strahlen Z.., und L., beim Durchgang durch die Phasenplatte 20 umgewandelt.

Da der Strahl L^ der auf die F.intrittsflä'che 116 des Filters 106 auftrifft, zirkulär polarisiert ist. wird er in zwei Strahlen aufgeteilt, die an der Austrittsfläche 126 w als Lichtstrahlen /.,,, und L-,_si mit einem Abstand olf zueinander austreten. Da der Strahl L2* der an der Fläche 11 b eintritt, ebenfalls zirkulär polarisiert ist, wird er in zwei Strahlen aufgeteilt, die an der Austrittsfläche Mb als Lichtstrahlen Lt₁ \ und Lu 2 austreten, und einen Abstand Ak aufweisen. Der Abstand ΔΙ, ist ungleich dem Abstand Alt* Infolgedessen wird die Zwischenfrequenz /2. die dem Abstand Δ/b entspricht, sowie unge radzahlige Vielfache dieser Frequenz gedämpft und gelöscht.

Die Filterelemente 10a und 106 und die Phasenplatte 20 sind derart angeordnet, daB die Austrittsrichtung der Strahlen, die am Filterelement 106 austreten, mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls einer Farbfernsehkamera bzw. Kameraröhre übereinstimmen.

Das Kammfilter hat die FUterkurve. wie sie in F i g. 6 gezeigt ist. die durch eine gegenseitige Oberlagerung der Filterkurven I und Il gemäß Fig. 5 der Filterelemente 10a und lOfcerreicht wird.

Da die Filterelemente 1Oe, 106 so angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen Z parallel zueinander liegen, liegen die austretenden Lichtstrahlen Lu u L_Ui, Li,, und 1.2,2 insgesamt in einer Ebene, die mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls der Kameraröhre übereinstimmt. Das Kammfilter 30 weist daher eine Kammfilterkurve nur in horizontaler Abtastzeilenrichtung auf.

Fällt in das Kammfilter linear polarisiertes Licht ein, beispielsweise Licht, das einen halbdurchlässigen Spiegel passiert hat, oder Licht, das von einem halbdurchlässigen Spiegel reflektiert wurde, oder von einem Objekt reflektiertes Licht mit einer bestimmten Polarisierung kann die anhand von F i g. 7 beschriebene Ausführungsform des Kammfilters verwendet werden, bni der eine erste Phasenplatte 20a an der Vorderfläche des ersten Kammfilterelements 10a angeordnet ist. Eine zweite Phasennlatte 206 ist zwischen dem ersten Kammfilterelement 10a und dem zweiten Kammfilterelement 106 eingesetzt. Das einfallende Licht wird durch die erste Phasenplatte 20a in im wesentlichen zirkulär polarisiertes Licht umgewandelt, auch wenn es die zuvor erwähnte Polarisierung hat. Das zirkulär polarisierte Licht tritt in das erste Filterelement 10a ein und wird in einen ordentlichen und einen außerordentlichen Strahl, ähnlich wie in Verbindung mit F 1 g. 4 beschrieben aufgeteilt. Infolgedessen werden die Frequenz f\ und ungeradzahlige Vielfache dieser Frequenz in dem Filterelement 10a gedämpft und gelöscht. Das vom ersten Filterelement 10a austretende Licht durchsetzt die zweite Phasenplatte 206 und tritt in das /weite Filterelement 106 ein. wo die Frequenz /j und Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache derselben darstellen, auf ähnliche Weise gedämpft und eliminiert werden, wie dies bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform der Fall ist.

Fine Anwendung des erfindungsgemäßen Filters mit guten Ergebnissen erfolgte bei einem NTSC-System mit einer Farbfernsehkamera, bei der ein Einzoll-Vidikon verwendet wurde. Bei diesem Beispiel sind die Phasenplatten 20a und 206 A/4-Platten aus Acetat-Harz und deren Versetzung zwischen den Strahlen beträgt 147 mm. Das Filterelement 10a ist eine Quarzplatte mit einer Dicke von 5.865 mm und weist eine Kammfilterkurve auf, die imstande ist. eine Frequenz von 3,6 MHz sowie Frequenzen, die ungeradzahlige Vielfache dieser Frequenz sind, zu dämpfen. Das Filterelement 106 ist eine Quarzplatte mit einer Dicke von 2.933 mm und hat eine Filterkurve zur Dämpfung einer Frequenz von 72 MHz 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 ge löscht werden sollen, werden drei Filterelemente 10a, 106. 10c mit Filterkurven verwendet, die Dämpfungspunkte für die Zwischenfrequenzen Λ, 4 f₃ sowie den zugehörigen ungeradzahligen Vielfachen dieser Frequenzen haben, wie dies bei der in F i g. 8 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist Die Phasenplatten 20a, 296 sind nach F i g. 8 zwischen den Filterelementen 10a und iOb einerseits und zwischen den Filterelementen 10fr and 10c andererseits eingesetzt. Eine Erläuterung der Funktionsweise dieses Kammfillers erübrigt sich, da

sie sich ohne weiteres aus der voranstehenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kammfilters ergibt.

Bei den vorstehend angegebenen Ausführungsformen wird als Phasenplatte jeweils eine λ/4-Platte verwendet;

10

es kann jedoch auch eine andere Platte anstelle der λ/4-Phasenplattc verwendet werden, die derart angeordnet wild, daß ihre optische Achse in einem geeigneten Winkel gegenüber der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls der Kameraröhre liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optisches Kammfilter mit mehreren Kammfilter-Elementen, die aus doppelbrechenden Platten bestehen, welche aufeinanderfolgend in der Fortpflanzungsrichtung eines Lichtbündels angeordnet sind und jeweils eine solche Parallelversetzung zwischen den ordentlichen und außerordentlichen Strahlen hervorrufen, daß sie eine Kammfilterkurve zur Dämpfung und Entfernung einer zugehörigen Zwischenfrequenz haben, die mit keiner der Zwischenfrequenzen der anderen doppelbrechenden Platten oder mit deren ungeradzahligen Vielfachen übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen benachbarten Kammfilter-Elementen (10a, 106, \0c) eine Phasenplatte (20, 20a, 20b) eingesetzt ist, die die aus dem jeweils vorhergehenden Element austretenden, linear polarisierten Strahlen in im wesentlichen zirkulär polarisiertes Licht umsetzt.

2. Opi.sches Kammfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phascnplaüc (20) eine flache λ/4-Plattc ist.

3. Optisches Kammfilter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Kammfilter-Elemente derart angeordnet sind, daß die Richtung der Trennung der ordentlichen und außerordentlichen Strahlen, die aus den Filterelementen austreten, mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahles einer Kameraröhre zusammenfällt.

4. Optisches Kammfilter nach einem der vorangehenden Ar -prüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Phascnplatte (2OaJ vor der Vordcrfiäche des in Lichtrichtung ersten Kammfilter-Elements (lüajangeordnct ist.

5. Optisches Kammfilter nai.n einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Farbfernsehkamera, die ein Farbtrenn-Streifenfilter und eine Kameraröhre zur Lieferung von Farbfernsehsignal aufweist, wobei die Zwischenfrequenzen durch das F'arbtrenn-Streifenfilter bestimmt sind und die Trennrichtungen der ordentlichen und außerordentlichen Strahlen, 'Uc aus den Filterelementen austreten, mit der horizontalen Abtastrichtung des Elektronenstrahls der Kameraröhre zusammenfallen.