DE721958C - Optische Anordnung zur Umwandlung eines rechteckigen Bildes in die Form des Bildfensters einer als Abtastvorrichtung dienenden Nipkowscheibe - Google Patents

Description

Das mittels einer Nipkowscheibe abgetastete Bildfeld hat wegen der zunehmenden Steigung der Abtastspirale die Form eines Trapezes, dessen Grundlinien durch zwei konzentrische Kreisbögen von verschiedenem Radius dargestellt werden. Wenn ein derartiges Bild durch eine Kathodenstrahlröhre mit rechteckigem Bildformat wiedergegeben werden soll, so wird sein Inhalt zwangsläufig verzerrt.

Die Verzerrung kann nur bis zu einem gewissen Grade beseitigt werden, wenn, wie bereits bekannt, die optische Achse des abbildenden Systems gegen die Scheibe geneigt wird, so dab ein rechteckiges Bild auf der Scheibe eine Fläche einnimmt, deren Seitenkanten wie bei einem Trapez gegeneinander geneigt sind.

Auf diese Weise können aber nur die Ver-

ao zerrungen, welche von dem durch die Steigung der Abtastspirale gegebenen Radialwinkel verursacht sind, beseitigt werden; jedoch kann die Verzerrung, die in der Krümmung der beiden kreisbogenförmigen Grundseiten des Trapezes liegt, damit nicht aus dem Wege geräumt werden.

Gemäß der Erfindung entwerfen nun optische Abbildungsmittel durch geeignete Anordnung reflektierender oder brechender Flächen auf der Nipkowscheibe von einem rechteckigen Bildfeld die durch die Abtastspirale bestimmte Trapezform mit den gekrümmten Grundseiten. Für die Vorverzerrung ist es wesentlich, daß, die beiden gegenüberliegenden gekrümmten Seiten konzentrische Kreisbögen darstellen.

Es ist möglich, aus den bekannten Grundlagen der geometrischen Optik zu berechnen, wie die gekrümmte Fläche bzw. die Flächen gestaltet und wie diese bei gegebenem Pro-

jektionssystem und gegebener Nipkowscheibe in bezug aufeinander angeordnet sein müssen, um die erforderliche verzerrte Trapezform herzustellen. Da derartige Berechnungen im Rahmen der Beschreibung der Erfindung zu weit führen würden, sind sie im folgenden nicht durchgeführt worden; jedoch kann in der Praxis das erstrebte Ziel am besten durch Versuche und Korrekturen vorgenommen werden. Im folgenden sollen einige Hinweise gegeben werden, wie die Anordnung im allgemeinen getroffen werden soll.

Im allgemeinen genügt bei der Reflexion eine gekrümmte Oberfläche, wenn hierdurch die trapezförmige Verzeichnung des Bildes konvex nach oben und die gekrümmte Fläche ebenfalls nach oben gekrümmt ist. Die Verhältnisse für eine Brechung bei der Abbildung werden weiter unten behandelt. Es ist ao nicht allgemein möglich, durch eine einfache Reflexion oder Brechung an einer einfach gekrümmten Fläche, beispielsweise einem geraden Kreiszylinder, genau die gewünschte verzerrte Trapezform zu erhalten, so daß die Krümmungen der beiden Bildkanten wirklich genau mit den Krümmungen der Begrenzungslinien der Teilungsfläche auf der Nipkowscheibe übereinstimmen; jedoch ist eine vollständige Übereinstimmung im allgemeinen nicht erforderlich. Die totale Verzeichnung ist normalerweise verhältnismäßig klein; solange wie die mittlere Krümmung der Begrenzungslinien der Teilungsfläche übereinstimmt, wird praktisch der Erfolg bereits erzielt sein.

Im folgenden sollen einige Ausführungsbeispiele zur Durchführung des erfindungsgemäßen Gedankens mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben werden. Abb. ι zeigt eine teilweise perspektivische, jedoch nicht maßstabgerechte Anordnung sowie eine unverzerrte und eine verzerrte Fläche. Die Abb. 2, 3 und 4 zeigen einige der optischen Mittel, mit welchen die Verzerrung ausgeführt werden soll.

Abb. 5 zeigt ein geeignetes Mittel zur Erzielung der- Verzerrung vermittels Lichtbrechung.

Im besonderen ist in Abb. 1 der optische Projektionsapparat dargestellt, welcher, wie üblich, aus einer Lichtquelle mit Kondensor 1 besteht und das Bildfenster 2, an dem der Film 3 vorbeigeführt wird, beleuchtet. Es wird ein Bild des Films mittels der Projektionsoptik 4 hergestellt. Die Bedeutung der Teile 8 und 4' soll später erläutert werden; vorläufig bleiben sie außer Betracht. Der Lichtstrom, welcher von der Linse 4 ausgeht, wird von der Fläche 5, welche konvex gestaltet ist, auf die Nipkowscheibe 6 gewoffen, welche in einer Normalebene zur Linsenachse 4 liegt. Wenn die Fläche 5 nicht vorhanden ist, würde der Lichtstrahl auf der Scheibe ein rechteckig begrenztes Bild, wie es bei a dargestellt ist, abbilden. Auf Grund der gekrümmten Oberfläche 5 wird der Lichtstrahl gemäß der Linie 7 abgelenkt, und die verzerrte Trapezform gemäß b wird auf diese Weise entstehen.

In der Abb. 2 ist die reflektierende Fläche a der polierte Teil der konvex gekrümmten Fläche eines geraden Kreiszylinders. Die übrige Fläche des Zylinders ist zweckfnäßigerweise undurchsichtig.

Die Zylinderachse ist gegen die Drehachse der Nipkowscheibe geneigt. Die Neigung der Achse kann eingestellt werden, um die Verrzerrung durch den bestimmten Winkel, den die Radialbegrenzungsflächen miteinander bilden, zu beseitigen. Die Krümmung der Fläche muß dann so gewählt werden, daß gerade die Krümmung der beiden anderen Begrenzungskanten resultiert.

In der Abb. 3 ist die reflektierende Fläche nicht zylindrisch, sondern konisch; die Krümmung der Oberfläche kann dann dadurch beliebig gewählt werden, daß der Kegel parallel jener erzeugenden Geraden verschoben wird, welche in der Mitte des Teils der Fläche liegt, welche für die Reflexion ausgenutzt wird.

In jeder der Abb. 2 oder 3 kann die reflektierende Fläche die äußere Oberfläche eines vollen zylindrischen oder konischen Körpers sein oder die innere Fläche einer durchsichtigen Röhre. Da jedoch nur ein kleiner Teil des vollständigen Zylinders oder Konus zur Reflexion ausgenutzt wird, braucht der übrige Teil nicht vorhanden zu sein.

Abb. 4 zeigt eine Glasplatte mit einer ebenen Fläche oder mit ebenen Flächen, durch die das Licht hereintritt und durch die es sie wieder verläßt, sowie eine zylindrische oder konische Fläche, an der das Licht reflektiert wird. Diese Fläche kann versilbert sein, oder sie kann so gegen das einfallende Licht geneigt sein, daß eine totale Reflexion an der Glasoberfläche erfolgt.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine gekrümmte brechende Oberfläche an Stelle der reflektierenden Flächen verwendet werden. Die Ausführungsformen, welche in der Anordnung nach Abb. 1 verwendet werden können, können beliebig gewählt werden. So kann in den Lichtweg ein Prisma eingeschaltet werden, dessen Eintritts- und/oder Austrittsflächen gekrümmt sind, so daß die Dicke des Prismas, durch welche das Licht hindurchtritt, in der Mitte verschieden ist von der Dicke der Enden. Das Prisma wird vorzugsweise mit achromatischer Korrektion verwendet. Auch hierbei treffen durch die Brechung des Prismas die

Strahlen die Nipkowscheibe anders, als es sonst der Fall ist, und die erstgenannte Verzerrung wird dadurch korrigiert. Die Krümmung des Prismas kann derart gewählt werden, daßi die zweite Verzerrung, wie oben ausgeführt wurde, ebenfalls beseitigt wird.

Wenn das Prisma mit einer reflektierenden Fläche, von deren oberen konvexen Fläche der Lichtstrahl reflektiert wird, gleichbedeutend

ίο ist, muß· das Prisma, welches die brechende Kante nach unten aufweist, in der Mitte dicker sein als an den Enden. Solch ein Prisma ist in beispielsweiser Ausführungsform in der Abb. 5 dargestellt.

Aus bekannten Gründen wird der größere Teil der Trapezfläche weniger hell sein als der kleinere Teil. Demgemäß werden bei der Wiedergabe, beispielsweise durch eine Kathodenstrahlröhre, die beiden Bildhälften

ao verschiedene Allgemeinhelligkeiten aufweisen. Dieser Fehler kann beseitigt werden, indem in den Lichtweg von dem Filmbild bis zur Nipkowscheibe oder der Photozelle ein Graukeil eingeführt wird, welcher die Intensität der beiden Teile auszugleichen gestattet. Eine derartige Einrichtung ist bei 8 in der Abb. ι dargestellt. Ein derartiger Graukeil wird aber zweckmäßig genau in die Brennpunktsebene des Objektivs 4 gelegt, so daß entspre- chend die Linse 4 ihren Brennpunkt bei 8 besitzt, wodurch die Einführung einer weiteren Linse 4' notwendig wird, welche die Abbildung auf der Nipkowscheibe über die Kompensationseinrichtung S leistet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Optische Anordnung zur Umwandlung eines rechteckigen Bildes in die Form des Bildfensters einer als Abtastvorrichtung dienenden Nipkowscheibe, das ist eines Bildes mit zwei gekrümmten Seiten und zwei radial gerichteten Seiten, für Übertragungen, bei denen auf der Empfangsseite mit einer Braunschen Röhre gearbeitet wird, gekennzeichnet durch die Anwendung von spiegelnden oder brechenden Abbildungsmitteln mit zylindrisch oder kegelmantelförmig gekrümmten Flächen, deren Achse zu der der Nipkowscheibe geneigt ist.

2. Abbildungsmittel nach Anspruch 1 mit kegelmantelförmigen Flächen, dadurch gekennzeichnet, 'daß> dasselbe in der Richtung der Achse verschiebbar ist, um den wirksamen Krümmungsradius ändern zu können.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von sonst entstehenden Helligkeitsunterschieden des erzeugten Bildes ein Graukeil verwendet wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen