DE3139908A1

DE3139908A1 - Farbfernsehkamera mit einem farbtrenn-kreuzstreifenfilter

Info

Publication number: DE3139908A1
Application number: DE19813139908
Authority: DE
Inventors: Yuzuru Machida Tokyo Inoue; Shinsuke Yokosuka Kanagawa Ono; Yoshichi Kamakura Kanagawa Otake; Takashi Yokohama Shinozaki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-10-07
Publication date: 1982-06-16
Also published as: KR880000951Y1; GB2086179B; DE3139908C2; US4417272A; FR2491709B1; GB2086179A; FR2491709A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Farbfernseh- oder Videokamera und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Farbfernsehkamera mit einem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter in ihrem Lichtweg.

Bei einer Farbfernsehkamera, die so ausgelegt ist, daß ein Farb-Fernsehsignal als Ausgangssignal einer Aufnahmeröhre durch Verwendung eines Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters mit einem bestimmten Verteilungsmuster erhalten wird, das in dem zur fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre führenden Lichtweg enthalten ist, wird ein Signal mit einer bestimmten räumlichen Frequenz gemäß den Einzelheiten der wiederholten Anordnung von Farbstreifen des Farbtrennstreifenfilters in dem Lichtweg zwischen dem Aufnahmegegenstand und der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre im Ausgangssignal der Aufnahmeröhre in Form eines durch das Farbsignal modulierten Signal erhalten.

Deswegen stört oder interferiert das Signal mit der gegebenen Raumfrequenz in Übereinstimmung mit den Einzelheiten der bestimmten wiederholten Anordnung der Farbstreifen des erwähnten Farbtrenn-Streifenfilters mit einem vom Gegenstand erhaltenen Signal, und es ergibt sich so die Schwierigkeit, daß eine Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenen Bild auftritt.

Bis zu dieser Zeit sind Versuche bekannt, dieses Problem der erwähnten Schwebungsinterferenz zu beseitigen oder zu reduzieren, wie sie beispielsweise in der JP-OS 43-1910 vorgeschlagen sind. Ein optisches Abbild eines Gegenstandes mit einer bestimmten Helligkeitsverteilung wird auf die fotoelektrische Wandlerfläche der Aufnahmeröhre unter der Bedingung geworfen, daß das Bild nur in Richtung der Abtastzeile unter Verwendung einer gerasterten Linse (lenticular

/6

lens^ einer Phasengitterplatte oder dergleichen defokusiert oder unscharf gemacht ist. In der JP-Gebrauchsmusterschrift 47-18688 ist vorgeschlagen, ein optisches Abbild eines Gegenstandes mit einer bestimmten Helligkeitsverteilung auf die fotoelektrische Wandlerfläche der Aufnahmeröhre in dem Zustand zu werfen, daß das Bild nur in Richtung der Abtastzeile defokusiert oder unscharf -ist, durch Verwendung einer ebenen Fläche einer transparenten anisotropen Substanz (wie einer flachen Kristallscheibe) mit Doppelbrechungs-Eigenschaften, z. B. einen optischen Interdigitalfilter, so daß die Raumfrequenz in Übereinstimmung mit der bestimmten sich wiederholenden Anordnung der Farbstreifen des Farbtrenn-Streifenfilters und eine Frequenz, die eine ungerade Vielfache der Raumfrequenz ist, sich in den Spitzen-Dämpfungspunkten derselben ergibt, während eine Raumfrequenz Null und geradzahlige Vielfache der Raumfrequenz den Durchlaßbereich bilden.

Obwohl die erwähnten Auflösungsverfahren wirksam sind, wenn das Farbtrenn-Streifenfilter so aufgebaut ist, daß vertikalerstreckende Farbstreifen des Filters in Richtung der Abtastzeile (Horizontalrichtung) in gegebener Wiederholordnung angeordnet sind, so kann, wenn das Farbtrenn-Streifenfilter ein Kreuzfilter ist, Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenen Bild nicht zufriedenstellend entfernt oder reduziert werden, da die Anzahl der Helligkeitsverteilungen eines Gegenstandes, die das Auftreten von Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenen Bild'in Verbindung mit der Verteilung des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters verursacht, größer als 1 ist.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um diese Nachteile der üblichen Farbfernsehaufnahmekamera mit einem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter zu beseitigen.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Farbfernsehkamera zu schaffen, bei der die durch das Vorhandensein eines Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters verursachten Schwebungsinterferenzen nicht mehr auftreten.

Erfindungsgemäß werden ein optisches oder mehrere optische Filter und/oder eine Apertur-Blende zusätzlich in dem Lichtweg der Fernsehkamera vorgesehen. Das optische Filter besitzt eine besondere Defokusierungscharakteristik in einer bestimmten Richtung in einem bestimmten Ausmaß, während die Apertur-Blende eine Apertur besitzt, mit der eine Defokusierung durch die Abbildungsfehler der Linse der Fernsehkamera in einer bestimmten Richtung in einem bestimmten Ausmaß bewirkt wird.

Erfindungsgemäß wird eine Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines für ein Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes bezeichnenden elektrischen Ausgangssignales geschaffen, die folgende Teile enthält:

a) Ein Linsensystem,

b) ein das durch das Linsensystem auffallende Licht aufnehmendes und das elektrische Signal erzeugendes Aufnahmeelement,

c) ein im Lichtweg der Farbfernsehkamera angebrachtes Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter, das zwei Reihen von sich wiederholenden Anordnungen aus zueinander parallelen Farbstreifen besitzt, die sich jeweils in verschiedenen Richtungen erstrecken, wobei jede der beiden Reihen sich wiederholende Farbstreifen in einer Vielzahl von bestimmten Farben besitzt, und

d) ein in dem Lichtweg zur Defokusierung des Bildes auf der fotoelektrischen Wandlerfläche des Aufnahmeelementes eingesetztes optisches Filter, das so angeordnet ist, daß eine Unscharfe (blur) in einer im wesentlichen senkrecht

auf der Erstreckungsrichtung eines Bildes eines Farbstreifens auftritt und die Breite der Unscharfe eine Funktion von Ph ist, wobei Ph die Länge des Bildes eines Farbstreifens in Richtung der Abtastzeile in dem Abbild einer der sich wiederholenden Anordnungen des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters ist. Erfindungsgemäß wird auch eine Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines für ein Abbild eines Gegenstand bezeichnenden elektrischen Ausgangssignales geschaffen, die folgende Teile enthält:

a) Ein Linsensystem,

c) ein in dem Lichtweg der Farbfernsehkamera angeordnetes Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter mit zwei Reihen von sich wiederholenden Anordnungen aus parallen, sich jeweils in unterschiedliche Richtungen erstreckenden Farbstreifen, wobei jede der beiden Reihen sich wiederholende Farbstreifen in einer Vielzahl von bestimmten Farben besitzt, und

d) ein in dem Lichtweg zur Defokusierung des Abbildes auf fotoelektrischen Wandlerfläche des Aufnahmeelementes eingesetztes optisches Filter, das so ausgelegt ist, daß die Richtung und die Breite der Unscharfe einer Diagonalen eines Rechteckes entspricht, das so gebildet wird, daß die Grundlinie eine Länge Ph in Richtung der Abtastzeile und die vertikale Seite eine Länge Pv/2 besitzt, wobei Ph die Breite eines Bildes eines Farbstreifens in Abtastzeilenrichtung und Pv die Breite des Abbildes des Farbstreifens in einer senkrecht auf der Abtastzeilenrichtung stehenden Richtung ist.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines für ein Abbild eines Gegenstandes bezeichnenden elektrischen Ausgangssignals geschaffen, die folgende Teile enthält:

a) Ein Linsensystem,

c) ein in dem Lichtweg der Farbfernsehkamera angeordnetes Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter mit zwei Reihen von sich wiederholenden Anordnungen aus parallelen, sich jeweils in unterschiedlichen Richtungen erstreckenden Farbstreifen, wobei jede der beiden Reihen sich wiederholende Farbstreifen in einer Vielzahl bestimmter Farben besitzt, und

d) eine in den Lichtweg eingesetzte Aperturblende, die eine Defokusierung des auf die fotoelektrische Wandlerfläche des Aufnahmeelementes durch das Linsensystem entworfenen Abbildes in einem bestimmten Ausmaß infolge der Abbildungsfehler des Linsensystems in einer bestimmten Richtung erzeugt, die auf die Verteilung des Farbtrenn-Kreuzstreifenmusters bezogen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichung beispielsweise näher erläuter; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Anteil des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters in dem Lichtweg einer Farbfernsehkamera,

Fig. 2 und 3 vergrößerte Ansichten eines Ausschnittes des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters nach Fig. 1 zur Erläuterung des Aufbauprinzips einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera,

Fig. 5 und 6 vergrößerte Ausschnitte von Teilen des Farbtrenn-KreuzStreifenfilters nach Fig. 1 zur Beschreibung des Aufbauprinzips der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine weitere vergrößerte Ansicht eines Teiles des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters nach Fig. 1 zur Beschreibung des Aufbauprinzips der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Grundaufbaus der dritten Ausführung der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera .

Gleiche oder entsprechende Elemente sind in allen Figuren der Zeichnung mit gleichen Bezugszeichen benannt.

Vor der Beschreibung der einzelnen Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden Aufbau und Wirkungsweisen des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters erläutert, wie es in bekannten Farbfernsehkamera-Ausführungen verwendet wird, um ein besseres Verständnis der Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters F; dabei bedeutet die mit S-S bezeichnete Linie die Abtastzeilenrichtung, während mit N-N eine Senkrechte auf"die Abtastzeile bezeichnet ist. In Fig.1 sind Filterstreifen (Farbstreifen W) dargestellt, die alle Farben durchlassen, während Y Farbstreifen bezeichnet, die für gelbes Licht durchlässig sind und C Filterstreifen bezeichnet, die zyan-farbiges Licht durchlassen. Jeder Farb-

streifen W, Y, C besitzt eine Streifenbreite P. Die Farbstreifen Y und die Farbstreifen W sind abwechselnd parallel zueinander so angeordnet, daß ihre Erstreckungsrichtung R im Uhrzeigersinn um einen Winkel ji gegen die Senkrechte N-N auf der Abtastzeile S-S verdreht ist, während die Farbstreifen C und W abwechselnd parallel zueinander so angeordnet sind, daß ihre Erstreckungsrichtung B im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkel <^ gegen die Senkrechte N-N verdreht ist. Damit wird ein Farbabtrenn-Kreuzstreifenfilter F durch die erwähnten zwei wiederholten Farbstreifenanordnungen gebildet, die jeweils unterschiedliche Erstreckungsrichtungen R und B von zwei Farbstreifen besitzen. Mit dieser Kreuzung oder Überschneidung werden wiederholte Flächenanordnungen von Farbtafeln oder Farbkaros W,G,W,G in Richtung der Abtastzeile und eine weitere Verteilung oder ein weiteres Muster C,Y,C,Y nebeneinander, in Richtung der Senkrechten zur Abtastzeile verschoben, gebildet. Dabei bedeutet G grüne Filterabschnitte.

Bei dem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter F nach Fig. 1 wird der Quer- oder Horizontal-Identitätsabstand des Filtermusters in Richtung der Abtastzeile S-S durch die Länge Ph bezeichnet, während der Längs- oder Vertikal-Identitätsabstand in' der senkrecht auf der Abtastzeile stehenden Richtung N-N durch die Länge Pv bezeichnet ist. Dabei besitzt jeder Farbstreifen W, C oder Y die gleiche Breite P. Eine Schwebungsinterferenz tritt in dem wiedergegebenen Bild in verschiedenen Fällen auf, insbesondere unter der Bedingung, daß das Abbild des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters F, das von einem Filtermuster mit dem Quer-Identitätsabstand Ph und dem Längs-Identitätsabstand Pv auf die fotoelektrische Wandlerfläche einer Bildröhre geworfen wird und wenn sich ein Schwarz/weiß-Ver-

/12

tikalstreifenmuster, das sich in Richtung N-N senkrecht zur Abtastzeilenrichtung S-S mit einer Breite Ph in Abtastrichtung erstreckt, durch das Abbild des Gegenstandes auf der fotoelek,trischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre bildet. Falls das Abbild des Gegenstandes auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre ein schwarz/weißes Querstreifenmuster ist, das sich in Richtung S-S der Abtastzeile erstreckt und eine Breite Pv/2 in Richtung N-N besitzt, entsteht ebenfalls ein Schwebungsmuster, und ebenso in dem Fall, daß ein Abbild des Subjektes auf die fotoelektrische Wandlerfläche der' Aufnahmeröhre als schwar/weiß-Schrägstreifenmuster in Richtung B oder R ergibt, in denen sich die Farbstreifen erstrecken, mit einer Streifenbreite von Ph in der Richtung senkrecht zu diesen Streifen.

Bei diesen aufgezählten unterschiedlichen Fällen, die zum Auftreten von Schwebungsinterferenz führen, kann, obwohl die ■ Schwebungsinterferenz, die durch Aufbringen eines Vertikalstreifenmusters des Gegenstandes auf die fotoelektrische Wandlerfläche der Aufnahmeröhre entsteht, zufriedenstellend durch die herkömmlichen Maßnahmen, die in der Einleitung erwähnt wurden, entfernt werden kann, Schwebungsinterferenz aus den anderen Gründen nicht durch die besprochenen Gegenmaßnahmen beseitigt werden.

Es ist allgemein zu sagen, daß eine Farbfernsehkamera, die unter Benutzung der in der Einleitung besprochenen herkömmlichen Verfahren so hergestellt wurde, daß ein bestimmtes Vertikal-Streifenmuster eines Gegenstandes nicht zum Auftreten eines Fehlerfarbsignales führt, welches durch Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenen Bild entsteht, für den praktischen Einsatz normalerweise ausreicht, da die meisten Schwebungsinterferenzen in dem wiedergegebenen Bild durch Vertikal-Streifenmuster erzeugt werden. Jedoch sind

/13

die Anforderungen in Verbindung mit der Bildqualität in letzter Zeit stark erhöht worden, und deswegen kann die bekannte Ausstattung von Farbfernsehkameraröhren nicht mehr als ausreichend im Hinblick auf diese gestiegenen Anforderungen betrachtet werden. Eine Verbesserung der Bildqualität ist unbedingt nötigt.

Durch die vorliegende Erfindung wurde dieses Problem dadurch gelöst, daß ein optisches oder mehrere optische Filter und/ oder eine Aperturblende im Lichtweg einer Fernsehkameraröhre mit einem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter vorgesehen werden.

In der nachfolgend beschriebenen ersten und zweiten Ausführung werden ein oder zwei optische Filter benutzt, um das Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes in einer bestimmten Richtung in einem bestimmten Ausmaß zu defokusieren, und in einer dritten Ausführung wird eine Aperturblende benutzt, um das Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes in einer bestimmten Richtung in einem bestimmten Ausmaß unter Benutzung der Aberration der Linse der Farbfernsehkamera zu defokusieren.

Das in der ersten Ausführung benutzte optische Filter verursacht eine Defokusierung oder eine Unscharfe (blur) auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre in der Richtung im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtüng eines Abbildes eines Farbstreifens, und die Länge oder Breite der Verwischung wird auf Ph bezogen, wobei Ph die Länge einer Projektion eines Farbstreifens in Richtung der Abtastzeile in einem Abbild einer wiederholten Anordnung von Farbstreifen in einer Vielzahl von bestimmten Farben ist, die aus einem Abbild von wiederholten Anordnungen von zwei Reihen von wiederholten Farbstreifen in einer Vielzahl von bestimmten Farben ausgewählt sind und unterschiedliche Erstreckungsrichtungen besitzen. Die Einzelheiten des in der

ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera benutzten optischen Filters werden nachfolgend beschrieben.

Es wird dabei auf Fig. 2 und 3 verwiesen, die beispielhafte Darstellungen zur Beschreibung der Defokusierungsrichtung und der Defokusierungsbreite zeigen, welche dem auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre erscheinenden Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes verliehen oder bei ihm erzeugt werden durch das in dem zur fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre bei der ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera angebrachte optische Filter. Diese Darstellungen sind vergrößerte Ansichten eines Ausschnittes aus dem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter F in Fig. 1, und es sind wiederum die Abtastzeilenrichtung S-S, die senkrecht darauf stehende Richtung N-N und die Farbstreifen W, Y, und C sowie die Farbstreifenrichtungen B und R dargestellt.

Das Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter F ist , wie bereits bemerkt, aus zwei Reihen von Farbstreifenanordnungen aufgebaut, nämlich einer ersten Reihe von Farbstreifen Y, W, Y .... mit der Erstreckungsrichtung R und einer zweiten Reihe von Farbstreifen C, W, C .... mit der Erstreckungsrichtung B. Auch auf die Bedeutung und Richtung gegenüber der normalen N-N der beiden Winkel (1 und 0*. ist bereits hingewiesen worden.

Die Länge DE = Ph der Projektion der Breite P der Farbstreifen W, Y und C beträgt bei den sich in Richtung R erstreckenden Farbstreifen Y und W Ph = P/cosfb bzw. für die sich in Richtung B erstreckenden Streifen C und W Ph = P/cos <λ .

In Fig. 2 bzw. 3 ist jeweils eine Linie E-J senkrecht zur Erstreckungsrichtung R bzw. B eines bestimmten Farbstreifens eingezeichnet, und die Länge EG zeigt die Breite B des je-

/15

weiligen Farbstreifens an. Da die erwähnten Winkelt und β eines Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters F normalerweise gleich sind, werden sie bei der späteren Darstellung, wo es nur auf allgemeine Größen ankommt, mit θ bezeichnet. In der ersten Ausführung der Erfindung wird in den zu der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre führenden Lichtweg ein optisches Filter eingesetzt, das eine Defokusierung eines Abbildes eines Aufnahmegegenstandes auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre in Richtung der Linie E-J hervorrufen kann, d.h. in der senkrecht auf der Erstreckungsrichtung jedes Streifens stehenden Linie, und zwar in einem bestimmten Ausmaß so, daß die Defokusierungsbreite in der erwähnten Richtung in der ersten Ausführung entweder EH = Ph oder E-J = Ph/cosβ bzw. EJ = Ph/cos <£ beträgt. Die Defokusierungsbreite kann auch auf einen Wert zwischen Ph und Ph/cos θ festgesetzt werden, wobei θ gleich ß> oder gleiche*, sein kann.

Falls dem Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre durch das erwähnte optische Filter eine Defokusierungsbreite von EH = Ph in Richtung der Linie E-J verliehen wird, tritt keine Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenem Bild auf, auch wenn ein schwarz/weißes Schrägstreifenmuster in Richtung der Farbstreifen auf die fotoelektrische Wandlerfläche einer Aufnahmeröhre als Bild des aufzunehmenden Gegenstandes geworfen wird. Falls die Defokusierungsbreite EJ = Ph/cos (i oder EJ = Ph/cos cC in Richtung der Line E-J dem Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre durch das erwähnte optische Filter verliehen wird, tritt keine Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenen Bild auf, auch wenn ein schwarz/weißes Vertikalstreifenmuster, das sich in Richtung N-N senkrecht zur

/16

Abtastzeilenrichtung S-S erstreckt, auf die fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre als Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes geworfen wird. Darüber hinaus wird im letzt genannten Fall auch dann, wenn ein schwarz/weißes Schrägstreifenmuster auf die fotoelektrische Wandlerfläche der Aufnahmeröhre als Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes geworfen wird, das sich in der gleichen Richtung wie die Erstreckungsrichtung der Farbstreifen erstreckt, die Schwebungsinterferenz bemerkenswert reduziert.

Als das erwähnte optische Filter kann ein optisches Filter, das eine bestimmte Defokusierungsbreite in einer Richtung senkrecht zu den Farbstreifen in Richtung R ergibt, und ein optisches Filter, das eine bestimmte Defokusierungsbreite in der Richtung senkrecht zu den in Richtung B sich erstreckenden Farbstreifen ergibt,einzeln oder gemeinsam vorgesehen werden. Falls nur ein optisches Filter aus diesen zweien ausgewählt wird, wird bevorzugt ein optisches Filter vorgesehen, das eine bestimmte Defokusierungsbreite in der senkrecht auf der Farbstreifenrichtung R stehenden Richtung ergibt, im Hinblick auf die Sichteigenschaften des Menschen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus der ersten Ausführung der Farbfernsehkamera entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei auch gleichzeitig die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung mit dargestellt wird. In Fig. 4 ist das Aufnahmeelement, beispielsweise eine Aufnahmeröhre oder ein Festkörper-Aufnahmeelement T gezeigt, das Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter F , ein Zoom-Linsensystem Z, ein Afocul-Linsensystem A, ein Hauptlinsensystem M und die optischen Filter K1 bzw. K2 entsprechend der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das optische Filter K1 bzw. K2 ist ein Filter, das eine Defokusierung des auf die fotoelektrische Wandlerfläche der Aufnahmeröhre geworfenen

/17

3139903

Bildes in Richtung der Linie E-J, d.h. der senkrecht zur Erstreckungsrichtung jedes Farbstreifens liegenden Richtung, in dem erwähnten Ausmaß erzeugt.

In Fig. 4 ist ein Filter K2 der beiden optischen Filtern nur punktiert eingezeichnet, da die zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendeten optischen Filter entweder an einer Stelle K1 oder K2 oder an beiden Stellen in Fig. 4 eingesetzt werden können. In der Stelle K2 in Fig. 4 kann jede Art von optischen Filtern, beispielsweise ein Kristallfilter, eine Rasterlinse, eine Phasengitterplatte, ein B!prismensystem oder dergleichen benutzt werden, falls es die erwähnten Eigenschaften besitzt. Es ist jedoch notwendig, an dieser Stelle kein Kristalfilter einzusetzen , wenn eines an der Stelle K1 in Fig. 4 benutzt wird.

Bei der Ausführung der ersten Erfindung kann auch ein optisches Hilfsfilter oder eine optische Einrichtung zusätzlich zu dem erwähnten optischen Filter oder den erwähnten optischen Filtern K1 und K2 so verwendet werden, daß die in dem wiedergegebenen Bild durch ein gestreiftes Muster in einer bestimmten Richtung eines Gegenstandes auftretende Schwebungsinterferenz entfernt werden kann.

Die Richtung und die Breite der durch das bei der ersten Ausführung verwendete optische Filter bewirkten Defokusierung kann geändert werden, so daß unterschiedliche Arten von Defokusierung verwirklicht werden. Bei der folgenden zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die Richtung und die Breite der Defokusierung jeweils gegenüber der bei dem optischen Filter der ersten Ausführung geändert.

Damit wird auf die .Fig. 5 und 6 verwiesen, die erklärende Schaubilder für die Beschreibung der Defokusierungsrichtung und -breite enthalten, die dem Abbild des aufzunehmenden Ge-

— I O ~

genstandes vermittelt werden, welches auf der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre erscheint und zwar, durch die oder das in dem Lichtweg zur fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre in der Farbfernsehkamera der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung vorgesehene oder vorgesehenen optischen Filter.

Diese Darstellungen sind wiederum vergrößerte Ansichten eines Ausschnittes des Farbtrenn-KreuzStreifenfilters F nach Fig. 1 und die Bedeutung der bereits besprochenen Bezugszeichen ist wiederum die gleiche.

Wie bereits anhand der Fig. 1 beschrieben, ist das Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter F aus zwei Reihen Farbstreifenanordnungen, d.h. Farbstreifen Y, W, Y .... mit Erstreckungsrichtung R und Farbstreifen C, W, C .... mit Erstreckungsrichtung B zusammengesetzt. Jeder Farbstreifen Y, W, Y mit der Richtung R und der Breite B ist im Uhrzeigersinn um einen Winkel (i gegenüber der Senkrechten N-N zur Abtastzeilenrichtung S-S verdreht, während jeder Farbstreifen C, W, C .... mit der Richtung B und der Breite P im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkel P^ zu der gleichen Senkrechten N-N zur Abtastzeilenrichtuhg S-S verdreht ist.

Die Länge DE = Ph, die die Projektion der Breite der Farbstreifen W, Y, C auf die Abtastzeilenrichtung bedeutet, kann als Ph = P/cos /i> mit Bezug auf Fig. 5 für die Streifen Y und W in Richtung R und mit Ph = P/cos t< (Fig. 6) für die Farbstreifen C und W mit der Richtung B bezeichnet werden.

Wird zur Vereinfachung #» = (h gesetzt, so beträgt die Länge Pv jedes Farbstreifens in der Richtung N-N senkrecht zur Ab-

/19

313990

tastzeilenrichtung S-S Pv = Ph cot β = Ph cot CX. , da in den meisten verwendeten Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter (K = (b gesetzt werden kann.

Diese Länge Ph ist der Quer-Identitätsabstand des Farbfrenn-Kreuzstreifenfilters F in Abtastzeilenrichtung S-S, während Pv der Längs-Identitätsabstand des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters F in der auf der Abtastzeilenrichtung S-S senkrechten Richtung N-N ist.

Es wird nun ein Rechteck DEGH in Fig. 5 und 6 gebildet mit einer Basis der Länge Ph in Richtung der Abtastzeile S-S und vertikalen Seiten mit einer Länge Pv/2 in Richtung N-N. Wenn ein optisches Filter in den zur fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre führenden Lichtweg eingesetzt wird, das dem auf der fotoelektrischen Wandlerfläche einer Aufnahmeröhre entworfenen Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes eine Unscharfe geben kann,deren Defokusierungsbreite der Länge der Diagonalen

. ■ —>

EH des Rechtecks DEGH in Richtung EH entspricht, wird das Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes an der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre in Abtastzeilenrichtung um den Queridentitätsabstand Ph und in der senkrecht zur Abtastzeilenrichtung stehenden Richtung um den Längsidentitätsabstand Pv defokusiert.

Da der Abstand zwischen benachbarten Abtastzeilen in dem Aufnahmeelement so ausgewählt ist, daß er die Hälfte des erwähnten Längsidentitätsabstandes Pv beträgt, wird durch das Einfügen eines optischen Filters mit den erwähnten Eigenschaften in den zur fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre führenden Lichtweg eine zufriedenstellende Ent-

/erreicht

fernung aller Schwebungsinterferenzen, die in dem wiedergegebenen Bild bei einem vertikalgestreiften Aufnahmegegenstand

/20

mit dem Identitätsabstand Ph und bei einem horizontalgestreiften Aufnahmegegenstand mit dem Identitätsabstand Pv/2 auftreten.

Das in der beschriebenen zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera verwendete optische Filter kann an der Stelle K1 und/oder K2 in Fig. 4 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung angebracht werden. D.h., die optischen Filter K1 und/oder K2, die in der zweiten Ausführung verwendet werden, sind zur Defokusierung des auf die fotoelektrische Wandlerfläche der Aufnahmeröhre entworfenen Abbildes in Abtastzeilenrichtung S-S um den Queridentitätsabstand Ph und in der senkrechten N-N auf der Abtastzeilenrichtung um die Hälfte des Längsidentitätsabstands Pv fähig.

An der Stelle K2 in Fig. 4 kann jede Art von optischen Filtern, wie ein Kristallfilter, eine Rasterlinse (lenticular lens), eine Phasengitterplatte, ein Biprismensystem oder dergleichen verwendet werden, wenn es nur die erwähnten Defokusierungseigenschaften besitzt. Es kann ein Kristallfilter nicht als optisches Filter an der Stelle K1 in Fig. 4 eingesetzt werden·. Ein optisches Hilfsfilter oder eine optische Einrichtung kann auch zusätzlich zu dem oder den erwähnten optischen Filter(n) K1 und/oder K2 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung verwendet werden, so daß in dem wiedergegebenen Bild durch ein gestreiftes Muster in einer bestimmten Richtung eines Aufnahmegegenstandes auftretende Schwebungsinterferenzen entfernt werden können. -

In den beiden beschriebenen ersten und zweiten Ausführungen werden ein optisches Filter oder mehrere solche Filter zur Defokusierung des Abbildes eines Gegenstandes in der beschriebenen Weise verwendet, jedoch kann .auch eine Aperturblende statt eines oder mehrerer solcher optischen Filter eingesetzt werden. Es ist bekannt, daß die zum Abbilden ei-

/21

- 21 - "" 3139903

nes Aufnahmegegenstandes auf der fotoelektrischen Wandlerflache einer Aufnahmeröhre verwendete Linse in einem gewissem Ausmaß eine Aberration aufweist und deswegen eine Verwischung oder Unscharfe in dem Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes auftritt, das auf der fotoelektrischen Wandlerfläche einer Aufnahmeröhre entstanden ist , und zwar in Übereinstimmung mit der Ausmaß der Aberration der oder des Abbildungsfehlers der Linse, und es ist auch bekannt, daß die Defokusierung geringer wird, solange man eine Einzellinse betrachtet, wenn eine Aperturblende verkleinert oder abgeblendet wird, da die Abbildungsfehler oder Aberrationen vermindert werden können, wenn die Aperturblende vom ganz offenen Zustand verkleinert wird.

Unter Beachtung der Tatsache, daß in der beschriebenen Weise infolge Abbildungsfehlern der Linse eine Unscharfe oder eine Verwischung auftritt, benutzt die dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung diese Bildunschärfe durch Abbildungsfehler der Linse, um Schwebungsinterferenzen infolge der Interferenz zwischen der Helligkeitsverteilung des aufzunehmenden Gegenstandes und der Verteilung der Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters zu entfernen oder zu reduzieren. Zu diesem Zweck wird nun eine Anleitung für die Form einer im Lichtweg der Farbfernsehkamera vorgesehenen Aperturblende gegeben.

Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters F nach Fig. 1, und auch hier sind die Bezugszeichen für die Abtastzeilenrichtung S-S, sowie die anderen Bezugszeichen N-N, Y, C, W, P, Ph, Pv, «* , f* usw. wie in Fig. 1 verwendet.

Das Muster oder die Helligkeitsverteilung eines aufzunehmenden Gegenstandes, das bzw. die zum Auftreten einer Schwebungsinterferenz mit dem Muster oder Verteilung eines Farbtrenn-

/22

Kreuzstreifenfilters F in dem wiedergegebenen Bild führt, ist, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, eine Vertikalstreifenverteilung mit dem Identitätsabstand Ph, eine Querstreifenverteilung mit dem Identitätsabstand Pv/2 oder ein Schrägstreifenmuster in Richtung R oder B mit einem Identitätsabstand P. Die Richtung und die Breite der entstehenden Verwischung oder Unscharfe, die in dem Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes an der fotoelektrischen Wandlerfläche der Aufnahmeröhre erzielt 'werden sollte, um die im wiedergegebenen Bild in Folge der erwähnten verschiedenen Helligkeitsverteilungen in den Abbildern der aufzunehmenden Gegenstände auftretende Interferenz zu entfernen, sind durch die Breite DE=Ph in Richtung der Abtastzeile S-S, die Breite DK = Pv/2 in Richtung der Senkrechten N-N auf der Abtastzeilenrichtung S-S, die Breite EH = Ph senkrecht zu den sich in Richtung R erstreckenden Farbstreifen und die Breite DM = Ph in der Richtung senkrecht zu den sich in Richtung B erstreckenden Farbstreifen bestimmt.

Obwohl es notwendig ist, das Abbild in den erwähnten unterschiedlichen Richtungen zu defokusieren, um die Schwebungsinterferenz im wiedergegebenen Bild vollständig zu entfernen, würde die erwünschte Auflösung nicht erreicht, wenn die genannte Defokusierung in diesen verschiedenen Richtungen ausgeführt wird.

Deswegen wird bei der praktischen Ausbildung der genannten dritten Ausführung der Erfindung die Richtung uni die Breite der Unscharfe, die dem Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes vermittelt wird, in den in Fig. 7 gezeigten Linienabschnitten ausgedrückt, so ausgewählt, daß die Unscharfe des Bildes des aufzunehmenden Gegenstandes einem der Abschnitte DE, DK, EH oder DM entspricht, so daß die Schwebungsinterferenz in Folge einer bestimmten Helligkeitsverteilung eines aufzunehmenden Gegenstandes entfernt werden kann, oder die Unscharfe des Abbildes des aufzunehmenden Gegenstandes entspricht dem

/23

3139300

Abschnitt EJ oder DQ, so daß die Schwebungsinterferenz infolge einer besonderen Vertikalstreifenverteilung eines Abbildes eines aufzunehmenden Gegenstandes entfernt werden kann, während die Schwebungsinterferenz infolge einer besonderen Schrägstreifenverteilung in Richtung R oder B im Abbild eines Gegenstandes reduziert werden kann, oder, falls das Abbild des aufzunehmenden Gegenstandes eine besondere Vertikalstreifenverteilung oder eine Quer- bzw. Horizontalstreifenverteilung besitzt, werden beide Störungsinterferenzen so entfernt, daß die dem Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes verliehene Unscharfe der Länge EK entspricht.

Um eine Unscharfe mit der erwähnten Richtung und Breite in dem Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes zu erzeugen, kann eine Aperturblende in Form einer Lamellenblende, die einen Kreis mindester Verwischung in einer erforderlichen Richtung erzeugt, verwendet werden. ·

Zusätzlich zur Verwendung der erwähnten Aperturblende kann eine Einrichtung zum Absperren von durch die Mitte einer Linse hindurchtretendem Licht eingesetzt werden (z.B. eine Maske an der Linsenmitte, ein Punktspiegel zum Reflektieren des Lichtes zu einem Sucher kann in der nähe der Mitte der Linse bei einem TTL-System verwendet werden, das Teilungsverhältnis des Lichtes kann durch einen halbverspiegelten Spiegel statt eines Punktspiegels gesteuert werden, oder ein ND-Filter kann an der Mitte der Linse statt der erwähnten Maske eingesetzt werden) .

Fig. 8 zeigt· eine schematische Darstellung des Grundaufbaus einer Farbfernsehkamera, und es sind wieder die aus Fig. 4 bekannten Bezeichnungen verwendet worden. Die in der dritten Ausführung eingesetzte Aperturblende ist mit AS bezeichnet und an einer bestimmten Stelle im Linsensystem untergebracht zwischen dem afokalen Linsensystem A und dem Hauptlinsensystem M

/24

in Fig. 8, die zusammen das Zoom-Linsensystem Z bilden.

Wie durch den Hinweis K2 in Fig. 8 angezeigt, kann das in den beschriebenen ersten und zweiten Ausführungen verwendete optische Filter zusätzlich zur Aperturblende AS verwendet werden. D.h. ein optisches Filter, das aus einer Rasterlinse, einer Phasenrasterplatte, einem Biprismensystem oder dergleichen besteht, kann erforderlichenfalls in den Lichtweg eingesetzt werden, um Schwebungsinterferenzen in Folge eines Streifenmusters mit einer bestimmten Richtung im Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes zu entfernen, die durch das Einfügen der Aperturblende AS nach der dritten Ausführung nicht zu beseitigen sind. Mit anderen Worten, die dritte Ausführung kann mit der ersten oder zweiten Ausführung kombiniert werden, so daß ein optisches Filter oder mehrere optische Filter nach der ersten oder zweiten. Ausführung zusammen mit der Aperturblende nach der dritten Ausführung eingesetzt werden können.

Wie bereits beschrieben, kann mit der erfindungsgemäßen Farbfernsehkamera das bekannte Problem bei den mit einem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter ausgestatteten Farbfernsehkameras zufriedenstellend gelöst werden, und durch die vorliegende Erfindung kann eine Farbfernsehkamera aufgebaut werden, bei der keine Schwebungsinterferenz in dem wiedergegebenen Bild mehr auftritt.

ZS Leerseite

Claims

EUROFEAN PATENT ATTORNEYS ""' ' ^ 1 ? 9 9 Π R MANITZ, FINSTERWALD & QRÄMKOW Victor Company of Japan, Ltd. 3-12, Moriya-cho, Kanagawa-ku, Yokohama Japan DFUTSCHL PATENTANWÄLTE DR. GERHARI MANITZ DIPL-PHYS MANFRED FINSTtRWALD DIPL ING DIPL WiRTSCH -ING WERNERGRAMKOW DIPL-ING DR HELIANE HEYN dipl -CHEM HANNS-JÖRG ROTERMUND · DlPL -PHYS BRITISH CHARTERED PATENT AGENT JAMES G MORGAN B SC (PHYS) D M s ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES L OFFICE EUROPEEN DES BBEVETS München, den "7i OKl. .1981 S/3/Hu-V 2157 Farbfernsehkamera mit einem Farbtrenn-Kreuzstreifenfilter Patentansprüche

1. Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines für ein Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes bezeichnenden elektrischen Ausgangssignals, gekennzeichnet durch

a) ein Linsensystem (Z;A,M),

b) ein Aufnahmeelement (T) für das durch das Linsensystem auftreffende Licht zur Erzeugung des elektrischen Signals,

c) ein in den Lichtweg der Farbfernsehkamera eingesetztes Kreuzstreifenfilter (F) zur Farbtrennung mit zwei Reihen von sich wiederholenden Anordnungen aus parallelen, sich jeweils in unterschiedlichen Richtungen (B;R) erstreckenden Farbstreifen (W,Y;W,C) in jeweils einer Vielzahl von bestimmten Farben und

d) ein in den Lichtweg eingesetztes optisches Filter (K1;

K2) zur Defokusierung des Abbildes an der fotoelektrischen

Wandlerfläche des Aufnahmeelementes (T), das so ausgelegt ist, daß eine Unscharfe in einer im wesentlichen senkrecht auf der Erstreckungsrichtung (B;R) eines Abbildes eines Farbstreifens stehenden Richtung mit'einer Unschärfen-Breite auftritt, die eine Funktion von Ph ist, wobei Ph die in Richtung der Abtastzeile gemessene Breite eines Abbildes eines Farbstreifens (W,Y,C) des Farbtrenn-Kreuzstreifenfliters (F) ist.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unschärfen-Breite im wesentlichen der Länge Ph enspricht.

3. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unschärfen-Breite im wesentlichen der Größe Ph/cos θ entspricht, wobei θ

der Winkel zwischen der Abtastzeilenrichtung (S-S) auf der fotoelektrischen Wandlerfläche des Aufnahmeelementes (T) und der mit Unscharfe zu versehenden Richtung ist.

4. Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines für ein Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes bezeichnenden elektrischen Ausgangssignals, gekennzeichnet durch

a) ein Linsensystem (Z;A,M),

b) ein das durch das Linsensystem einfallende Licht aufnehmendes und das elektrische Signal erzeugendes Aufnahmeelement (T) ,

c) ein in den Lichtweg der Farbfernsehkamera eingesetztes Kreuzstreifenfilter (F) zur Farbtrennung mit zwei Reihen von sich wiederholenden Anordnungen aus parallelen, sich in unterschiedliche Richtungen (B;R) erstreckenden Farbstreifen (W,Y;W,C) wobei jede Reihe sich wiederholende Farbstreifren in einer Vielzahl bestimmter Farben besitzt, und

ι* ·> t> a *

d) ein in den Lichtweg eingesetztes optisches Filter (KI; K2) zur Defokusierung des Abbildes an der fotoelektrischen Wandlerfläche des Aufnahmeelementes (T), wobei das Filter so angeordnet ist, daß die Richung und die Breite der Unscharfe einer Diagonalen (EH) eines Rechteckes (DEGH) enspricht, dessen Grundlinie eine Länge von Ph in Richtung der Abtastzeile (S-S) und deren Vertikalseiten eine Länge von Pv/2 senkrecht dazu besitzt, wobei Ph die Breite eines Abbildes eines Farbstreifens in Richtung der Abtastzeile (S-S) und Pv die Länge eines Abbildes des Farbstreifens in einer senkrechten Richtung (N-N) zur Abtastzeile ist.

5. Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines für ein Abbild eines aufzunehmenden Gegenstandes bezeichnenden elektrischen Ausgangssignals, gekennzeichnet durch

a) ein Linsensystem (Z; A, M),

b) ein das durch das Linsensystem einfallende Licht empfangendes und das elektrische Signal erzeugendes Aufnahmeelement

c) ein in den Lichtweg der Farbfernsehkamera eingesetztes Kreuzstreifenfilter (F) zur Farbtrennung mit zwei Reihen von sich wiederholenden Anordnungen paralleler, sich in unterschiedliche Richtungen (B;R) erstreckenden· Farbstreifen (W,Y;W,C), wobei jede der beiden Reihen sich wiederholende Farbstreifen in einer Vielzahl bestimmter Farben besitzt, und

d) eine in den Lichtweg eingesetzte Aperturblende (AS) zur Defokusierung des durch das Linsensystem (Z;A,M) auf die fotoelektrische Wandlerfläche des Aufnahmeelementes (T) abgebildeten Bildes in einem bestimmten Ausmaß in einer besonderen, auf das Verteilungsmuster des Farbtrenn-Kreuzstreifenfliters (F) bezogenen Richtung.

6. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich in den Lichtweg eine Aperturblende (AS) eingesetzt ist zur Erzielung einer Defokusierung des durch das Linsensystem auf die fotoelektrische Wandlerfläche des Aufnahmeelementes (T) abgebildeten Bildes in einem bestimmten Ausmaß' in einer besonderen, auf das Verteilungsmuster des Farbtrenn-Kreuzstreifenfilters (F) bezogenen Richtung.