KR790001241B1 - 칼라 촬상용 색분해필터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라 촬상용 색분해필터

제 1 도는 색분해 필터의 일예를 도시한 도면.

제 2 도는 이로부터 얻어지는 칼라 촬상을 행하는 경우에 얻어지는 신호의 파형도.

제 3 도 및 제 4 도는 이 경우의 휘도 신호의 레벨 불균형을 설명하기 위한 도면.

제 5 도는 본 발명에 의한 색분해 필터의 일예의 도면.

제 6 도 및 제 7 도는 그 제조법의 예를 도시한 도면.

제 8 도는 본 발명에 의한 색분해 필터의 다른 예를 도시한 도면.

제 9 도는 제 5 도 혹은 제 8 도의 색분해 필터를 사용하는 경우에 얻어지는 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면.

제 10 도는 신호를 설명하기 위한 벡터도.

제 11 도는 복조회로의 한예의 계통도.

제 12 도는 첨예도를 설명하기 위한 파형도.

제 13 도 및 제 14 도는 각각 NTSC 인코오더의 일예의 계통도.

제 15 도는 본 발명에 의한 색분해 필터의 또 다른 예의 도면.

제 16 도는 그것을 사용한 경우에 얻어지는 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면.

제 17 도는 이 경우의 신호의 설명을 위한 벡터도.

제 18 도는 이 경우의 복조회로의 일예의 계통도.

본 발명은 칼라 촬상장치로써, 색분해 필터에 의해 피사체의 색분해상을 형성함과 동시에, 이 색분해상을 단일의 촬상관에 의해 촬상하여 이로부터 휘도신호와 색신호(반송색신호)와의 합성 신호를 얻고저 한 것이다.

즉 색분해 필터는 기본적으로 제 1 도에 도시된 것처럼 모든 색광을 투과시키는 스트라이프 S_W와 소정의 색광만을 투과시키는 스트라이프 S_X가 서로 교차 배열되어지고, 이와 같이 형성된 색분해상을 촬상함으로써 촬상관에 의해 제 2 도에 도시한 바와 같이 휘도신호 Yi와 스트라이프 S_W및 S_X의 피치에 대응하는 반송 주파수의 색신호 Ci와의 합성신호 Ei가 얻어지는 것이다. 또, 이 경우 일반적으로 스트라이프 S_w와 S_X는 수평주사 방향에 대해 같은 폭으로 되어 있으므로, 색신호 Ci의 듀우티훽터(duty factor)는 1 : 1로 되고, 또 휘도신호 Yi와 색신호 Ci는 같은 레벨로 된다.

그런데 이러한 촬상 장치에 있어서, 촬상관은 광-전기 변환 수단으로 생각되지만, 이 변환 특성은 일반적으로 비직선성이므로, 다음에 말하는 이유에 의해 휘도신호에 레벨의 불안정이 생기게 한다. 간단히 하기 위해 제 3 도에 도시된 바와 같이 촬상관(12)가 비직선성이 없는 이상(理想) 촬상관(101)과, 입출력특성에 비직선성이 있는, 신호 전송 회로(102)로 된다고 하고, 또 전송회로(102)의 비직선특성이 제 4 도의 곡선(103)으로 표시되는 것으로 하면, 촬상관(101)에서는 비직선성의 영향을 받지 않고 있는 휘도신호 Y₀와 색신호 C₀와의 합성신호 E₀가 얻어지고, 이것이 전송회로(102)에 의해 비직선특성의 영향을 받은 휘도신호 Y_i와 색신호 C_i의 합성신호 E_i로 만들어진다고 볼 수가 있다.

그런데 이 경우, 색신호 C₀가 전송회로(102)를 통하면 그 비직선 특성(103) 때문에 색신호 C₀는 검파되어 버린다. 그리고 이때 색신호 C₀는 모든 색정보를 가지고 있으므로, 그 검파신호는 휘도 신호에 불과하고, 이 검파 작용에 의해 휘도 신호가 본래의 휘도신호 Y₀에 혼입되어 버린다. 즉, 색신호 C₀가 비직선특성(103)에 의해 검파되어 휘도 신호가 형성되고, 이 휘도 신호와 본래의 휘도 신호 Y₀와의 혼합신호가 휘도신호 Yi로써 얻는 것이 된다.

그리고 색분해 필터의 스트라이프의 폭이 피치의 1/2이라하면, 제 4 도의 도시와 같이, 신호 E₀중의 휘도 신호 Y₀의 레벨(일점 쇄선도시)는 색신호 C₀의 피크 투 피크(peak to peak) 레벨의 1/2로 되지만, 비직선특성(103)의 경우에는, 그 검파작용에 의해 신호 Ei중의 휘도신호 Yi의 레벨(일점쇄선 표시)은 색신호 Ci의 피크 투 피크 레벨의 1/2(점선표시) 이상으로 증가한다. 이 증가분이 색신호 C₀가 검파되므로써 형성된 휘도 신호분이지만, 이 증가분은 도면에서 명백한 바와 같이 신호 E₀의 레벨이클수록, 즉 피사체(11)이 밝을수록 크게 되므로, 이 결과 휘도신호 Yi에 레벨이 불균형이 되어 재생화면에서는 휘도가 불균형으로 되어 나타난다.

또 전송회로(102)의 비직선 특성이 곡선(104)로 표시될시는 신호 Ei중의 휘도신호 Yi의 레벨은 색신호 Ci의 피크 투 피크 레벨의 1/2보다 더 감소함과 동시에, 그 강소분은 휘도가 높을수록 많아지고, 더우기 같은 모양의 휘도 불안정이 생긴다.

본 발명은 이와 같은 휘도신호의 레벨 불균형이 생기지 않는 색분해 필터를 제공하는 것으로서, 이하 본 발명에 의한 색분해 필터의 일예를 제 5 도 이하에서 설명하겠다.

본 발명에 의한 필터는 백색광이 전면에 걸쳐서 투과할 수 있도록 한 것이다.

제 5 도는 그 일예로, 스트라이프(stripe) S_B는 청색광을 충분히 투과시킴과 동시에 적 및 녹 색광도 조금 투과시키는 스트라이프이고, 스트라이프 S_R은 적색광을 충분히 투과시킴과 동시에 청 및 녹색광도 조금 투과시키는 스트라이프로서 스트라이프 S_B에 대해 θ₁만큼 기울어져 있고, 또 스트라이프 S_G는 녹색광을 충분히 투과시킴과 동시에 청 및 적색광도 약간 투과시키는 스트라이프이고, 스트라이프 S_B와는 반대 방향으로 θ₁만큼 끼울어져 있다. 따라서 이들 스트라이프 S_B, S_R, S_G의 부분은 어느 것이나 백색광을 조금씩 투과시키고, 특히 이들 3개의 스트라이프 S_B, S_R및 S_G의 교점의 부분은 W로 표시한 것으로서 백색광을 가능한만큼 투과시킨다. 또 스트라이프 S_B의 사이의 부분, 스트라이프 S_R의 사이의 부분, 스트라이프 S_G의 사이의 부분과, 이들 사이의 부분의 교점의 사선으로 표시된 부분은 백색광을 조금씩 투과시킨 것이다.

따라서 B, R, G를 부착한 부분은 각각 청, 적, 녹의 색광을 충분히 통과시킴과 동시에 다른 색광도 조금씩 통과시키고, R_B, R_G, G_B를 부착한 부분은 적 및 청(즉 마젠더), 적 및 록(즉 옐로우), 녹 및 청(즉 시안)의 색광을 충분히 통과시킴과 동시에 다른 색광도 조금씩 통과시킨다.

그리고 이 예에서는 각 스트라이프 S_B, S_R, S_G의 스트라이프 S_B의 연장 방향에 대해 직각인 방향에서의 피치가 서로 같게되고, 또 폭은 피치의 1/2로 된다.

그리고 이 필터에 의한 피사체의 색분해상을 촬상관의 광전 변환면상에 투영할 때, 전자빔이 i-1, i, i+1, ………로 표시된 것 같이 색분해상의 스트라이프 S_B에 대응하는 스트라이프의 배열방향으로 주사하도록 한다.

이 경우 각 스트라이프 S_B, S_R, S_G의 전자빔의 주사방향에 대응하는 한 방향에 대한 피치를 P, 서로 인접하여 합쳐진 빔 주사 위치에 대응하는 위치간의 거리를 d로 하면

이다.

이 경우 촬상관의 광전 변환면의 유효 주사면이, 가령 종과 횡의 비가 3 : 4인 9㎜×12㎜의 크기라하면, 이 유효 주사면 내에서 스트라이프 S_B에 대응하는 스트라이프상이 186개 형성하도록 할 때 상술한 피치 P는 광전변환명상에 환산해서 12㎜/186 즉 64μ로 된다. 또 유효 주사선수를 250으로 하면 상술의 거리 d는 광전 변환면상에 환산해서 9㎜/250 즉 36μ로 된다. 따라서 상술한 예에서 θ를 약 30.6°으로 선택한다.

물론 유효 주사면의 종과 횡의 비를 3 : 4가 아니고 가령 1 : 2로 다르게 하면, 이에 따른 경사각 θ₁도 달라지게 된다.

비월주사의 경우 다음의 필터에 있어서는 빔주사 위치가 도면의 i-1, i, i+1, ………로 표시된 위치 사이로 된다.

이와 같은 필터는 다음과 같은 방법에 의해 얻을 수가 있다.

즉 가색법의 원리에 의한 경우로, 제 6 도에 도시한 바와 같이 카메라(1) 내에 리버셜(reversal) 타입의 칼라 필림(2)를 넣고, 우선 동도 a에 도시한 바와 같이 W로 표시된 모든 색광을 투과시키는 스트라이프와 B_L로 표시된 모든 색광을 투과시키지 않는 스트라이프가 같은 폭으로 서로 교차 배열된 필터(3)을 청색의 필터(6B)를 통해 촬영하고 필림(2)를 청색광으로 스트라이프상에 노광하고, 계속해서 동도 b에 도시한 바와 같이 스트라이프의 연장방향이 필터(3)의 그것에 대해 기울어진 필터(4)를 녹색의 필터(6G)를 통해 촬영하여 필림(2)를 녹색광으로 스트라이프상에 노광하고, 계속해서 동도 c에 도시한 바와 같이 스트라이프의 기울기 방향이 필터(4)의 방향과 반대인 필터(5)를 적색필터(6R)을 통해 촬영하고 필림(2)를 적색광으로 스트라이프상에 노광하고, 최후에 도시되지 않았지만 필림(2)를 비교적 약한 백색광으로 전면에 걸쳐 노광한다. 그리고 이 필림(2)를 현상하면 상술의 필림이 얻어진다.

또, 동도 a와 같이 필림(2)를 청색광으로 스트라이프상에 노광하기전 혹은 그 후에 이것을 청색의 약한 색광으로 전면에 걸쳐 노광하고, 동도 b와 같이 필림(2)를 녹색광으로 스트라이프상에 노광하기전 혹은 그 후에 이것을 녹색의 약한 색광으로 전면에 걸쳐 노광하고, 똑같이 동도 c에서 필림(2)를 적색광으로 스트라이프상에 노광하기전 혹은 그 후에 그것을 약한 적색광으로 전면에 걸쳐 노광하는 것도 좋다.

감색법의 원리에 의한 경우에도, 제 7a 도에 도시한 바와 같이 R_G로 표시한 적 또는 녹색광을 충분히 투과시키고 또한 창색광도 조금씩 투과시키는 스트라이프와, W로 표시한 모든 색광을 충분히 투과시키는 스트라이프와 같은 폭으로 상호 교차 배열된 필터(7)과, 동도 b에 도시한 바와 같이 R_B로 표시한 적 및 창색광을 충분히 투과시키고 녹색광도 조금씩 투과시키는 트스라이프가 같은 폭으로 상호 교차 배열되고 그리고 그 스트라이프가 필터(7)의 그것에 대해 기울어진 필터(8)과, 동도 c에 도시한 바와 같이 BG로 표시한 청 및 녹색광을 충분히 투과시키고 또한 적색광도 조금씩 투과시키는 스트라이프와 W로 표시한 모든 색광을 충분히 투과시키는 스트라이프와 같은 폭으로 서로 교차 배열되고 또한 그 스트라이프의 기울기 방향이 필터(8)의 그것과 반대인 필터(9)를 동도 d에 도시한 것 같이 중복으로 합쳐진다. 따라서 이 3매의 필터(7) 내지 (9)가 중복으로 합쳐진 것은 상술과 같은 필터로 된다.

제 8 도의 예는 스트라이프 S_R, S_B, S_G가 모든 빔의 주사방향에 대응하는 한 방향과 직각의 방향에 대해 기울어져 있는 경우로, 다른 것은 제 5 도의 예와 같다. 즉, 이 경우 스트라이프 S_R및 S_G는 빔의 주사 방향에 대응하는 한 방향과 직각의 방향에 대해 서로 반대 방향으로 θ₄만큼 기울어져있고, 스트라이프 S_B는 이 직각 방향에 대해 스트라이프 S_R의 기울기 방향과 같은 방향으로 θ₄보다 큰 θ₅만큼 기울어져 있다. 이 경우

이다.

상술한 본 발명의 색분해 필터에 의하면, 백색광의 투과량이 많아지므로 촬상관(12)로부터의 합성 신호 Ei의 주파수 스펙트럼은 제 9 도에 도시한 바와 같이 되고, 색신호 Ci의 레벨은 휘도신호 Yi의 레벨에 비해 작게된다. 그리고 이때 이상 촬상관(101)으로부터의 색신호 C₀의 레벨도 휘도신호 Y₀의 레벨에 비해 작게 되어 있으므로, 전송회로(102)의 비직선 특성(103)으로부터 색신호 C₀가 검파되지만, 이 검파에 의해 형성되는 휘도신호의 레벨은 본래의 휘도신호 Y₀의 레벨에 비해 작으므로, 이에 의한 휘도신호 Y₀에의 영향은 거의 없어지고, 따라서 촬상관(12)에서는 레벨 불균형이 거의 없는 휘도신호 Yi를 얻을 수가 있다.

다음에 상술한 본 발명의 색분해 필터를 사용하는 칼라 촬상 방법에 관하여 설명한다.

상술한 각 필터에 의해 피사체를 색분해하여 그 색분해상을 촬상관의 광전 변환면상에 투영하고, 이것을 전자빔으로서 주사하면, 각 스트라이프 S_R, S_B, 및 S_G의 전자빔의 주사 방향에 대응하는 한 방향에 대한 피치가 서로 같으므로, 적, 청 및 녹의 각 색신호 성분은 같은 캐리어 주파수로 캐리어화된 신호로 얻어지고, 또한 각 스트라이프 S_R, S_B및 S_G의 기울기의 방향이 서로 다르므로 인접하여 합해지는 수평 주사 구간에서의 위상차는 각 색신호 성분에 대해서 서로 다르게 된다.

가령 피치 P를 상술과 같이 선정한 경우에는 어느쪽의 필터의 경우에도 각색신호 성분의 캐리어 주파수 fc가 3.58㎒로 된다.

즉 임의의 i번째의 수평 주사구간에 촬상관에서 얻어지는 합성신호 Ei는

로 표시된다. 그리고 이 식에 있어서

는 휘도신호로 있으므로, 이것을 Yi로 표시하고, 또

로 하면

는 색신호로 있으므로 이것을 Ci로 표시하였다. 여기서

및

는 각 스트라이프의 기울기로 결정되는 위상각,

_R,

_B및

_G는 초기 위상각이고, 제 5 도의 경우에

=2/3

,

=0, 제 8 도의 경우에

=2/3

,

=

이다. 그리고 이 경우 n〉1/2m이다. 또한 신호 Ei의 주파수 스펙트럼의 일예를 제 9 도에 표시하였다.

즉 가령 제 5 도의 경우, 제 10 도의 원신호의 난에 도시한 바와 같이 적색신호 성분에 관하여는 다음의 수평 구간에서 앞의 수평 구간에 대해 위상이 2/3

진행하고, 청색신호 성분에 대해서는 인접하여 합쳐지는 수평 구간에의 위상차가 0으로 되고, 녹색신호 성분에 있어서는 다음의 수평 구간에서 앞의 수평 구간에 대해 위상이 2/3

지연된다.

따라서 순차 인접 합성된 3개의 수평 구간에서의 색신호 성분에 있어서 적당한 이상(移相) 및 연산 조작을 하면 적, 청 및 녹의 각색신호 성분 Ri, Bi 및 Gi를 분리할 수 있다.

이에 따른 구체적 회로는 제 11 도에 도시한 바와 같이 구성할 수 있다. 즉 동도에 있어서, (11)은 피사체, (12)는 촬상관을 표시하고, 이들 사이의 광로상에는 주 렌즈(13)을 배치하고, 또 이 결상위치에는 제 5 도에 도시한 색분해 필터(14)를 배치하고 피사체(11)의 색분해상을 형성함과 동시에, 이 색분해상을 필드(field) 렌즈(15)와 릴레이렌즈(16)에 의해 촬상관(12)의 광전 변환면에 투영하여 이로부터 i+1번째의 수평기간에 상술한 합성신호 Ei+1을 얻는다.

이 합성 신호 Ei+1은 저역통과 필터(21)에 공급되어 휘도신호 Yi+1을 취출하고, 이것을 지연선(22)에 공급하여 1수평 주기 지연시켜 i+1번째의 수평구간에서 휘도신호 Yi를 얻는다. 또한 촬상관(12)로부터의 신호 Ei+1을 대역통과 필터(24)에 공급하여 색신호 Ci+1을 취출하고, 이것을 각각 1수평 주기 지연시킨 지연선(25) 및 (26)에 순차 공급하여 i+1번째의 수평 구간에 지연선(25)로부터 색신호 Ci를 얻고, 지연선(26)에서부터 색신호 Ci-1을 얻는다. 따라서 필터(24), 지연선(25) 및 (26)에서부터 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1이 동시에 얻어지게 된다.

이렇게 하여 동시에 얻어지는 색신호중 색신호 Ci+1은 2/3

지상시키는 이상기(移相器)(31)을 통해, 색신호 Ci는 그대로, 또 색신호 Ci-1은 2/3

진상시키는 이상기(32)를 통하여 각각 가산기(37)에 공급한다. 따라서 가산기(37)에 공급되는 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1중의 각 색신호 성분의 위상 관계는 제 10 도의 2란에 도시한 바와 같이 되고, 즉 적색신호성분

은 모두 동상으로 되고, 청색신호성분

은 서로 2/3

위상차로 되며, 또 녹색신호 성분

도 서로 2/3

위상차로 된다. 따라서, 가산기(37)에서 청색 신호성분은 서로 상쇄되고, 또 녹색 신호성분도 서로 상쇄되므로 가산기(37)에서는 적색신호 성분

의 가산 신호가 얻어진다. 더우기 이들 성분

및

은 성분

와 거의 같으므로, 이 가산신호는

, 즉 적색신호 성분

이다. 이리하여 얻어진 적색신호 성분

는 검파회로(41)에서 포락선 검파하여 적색신호 R_C를 얻는다.

또 필터(24), 지연선(25) 및 (26)으로부터 동시에 얻어지는 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1을 가산기(38)에 공급한다. 따라서 가산기(38)에 있어서는 제 10 도의 3번난에 도시한 바와 같이, 적색신호 성분

에 서로 2/3

의 위상차가 있고, 청색신호 성분

은 서로 동상으로 되며, 또 녹색신호성분

에는 서로 2/3

의 위상차가 있으므로, 가산기(38)에서는 청색신호 성분

가 얻어진다. 이 청색신호성분

는 검파회로(42)에서 포락선 검파하여 청색신호 B_C를 얻는다.

또 다시 필터(24)로부터의 색신호Ci+1을 2/3

진상시키는 이상기(移相器)(32)를 통하여, 지연선(25)로 부터의 색신호, Ci를 그대로, 또 지연선(26)으로부터의 색신호 Ci-1을 2/3

지상시킨 이상기(34)를 통하여 각각 가산기(39)에 공급한다. 따라서 가산기(39)에 있어서는 제 10 도의 1번 아래난에 도시한 바와 같이, 적색신호성분

이 서로 2/3

의 위상차로 되고, 청색신호 성분

도 서로 2/3

의 위상차로 되지만, 녹색신호 성분

은 서로 동상으로 되므로, 가산기(39)에서의 녹색신호성분

가 얻어진다. 이 녹색신호 성분

는 검파회로(43)에서 포락선 검파하여 녹색신호 G_C를 얻는다.

더우기 이 경우, 지연선(22)의 지연시간을 1수평 주기로 하여 휘도신호 Yi로 한 것은, 3원색신호 R_C, B_C및 G_C를 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1로서 얻을 수 있으므로, 휘도신호 Yi로 하므로써 3원색 신호 R_C, B_C및 G_C와 시간적인 대응 관계를 맞초기 위한 것이다. 따라서 간이형에 있어서는 반드시 이와 같이 할 필요는 없고, 지연선(22)의 지연시간을 색복조계의 시간 지연에만 대응시켜 0.7 내지 0.8μ초 정도만으로 해도 좋다.

그런데 이러한 단관식의 칼라 촬상 장치에 있어서는, 휘도신호 Yi의 대역이 제한되어 첨예도가 저하하는 경향이 있다. 또 촬상관(12)의 광전 변환면 및 광학계는 중심이 가장 해상도가 높고, 주변에서는 색채가 희미해지므로 3원색신호의 첨예도가 저하하거나 칼라 쉐이딩(shading)을 생기게 할 수도 있다.

이 때문에 이 예에 있어서는 휘도신호 Yi에 의한 첨예도의 저하를 개선하는 첨예도 개선회로와, 3원색 신호를 보정하는 회로를 설치하는 경우이다.

첨예도 개선회로는, 휘도신호 Yi에 프리슈트(pre shoot) 및 오우버슈트(over shoot)를 붙여서 첨예도를 개선한 것이므로, 검파회로(41), (42) 및 (43)으로부터의 삼원색신호 R_C, B_C및 G_C를 가산기(54)에 공급하여, 휘도신호 Y_C를 얻는다. 이 경우 색신호 Ci의 대역은 비교적 좁아지므로, 휘도신호 Y_C의 대역도 비교적 좁아지고, 휘도신호 Yi가 제 12a 도와 같이 구형파라고 하면, 휘도신호 Y_C는 등도 b에 실선으로 표시된 것같이 위아래가 느슨한 신호로 된다. 이 휘도신호 Y_C를 에테뉴에이터(55)에 의해 동도 b에 점선으로 표시한 것과 같이 소정의 레벨로 하고서 감산기(51)에 공급하여 휘도신호 Yi로부터 휘도신호 Y_C를 감산한다. 따라서 감산기(51)에서는 동도 c에 표시한 것과 같이 프리슈트 및 오우버슈트가 붙게 되는 수평방향의 첨예도의 개선에 휘도신호 Y_W가 얻어진다. 또 이 경우, 휘도신호 Y_C는 3개의 수평구간 i+1, i 및 i-1에 있어서 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1을 기초로 하여 얻어지므로, 수평 방향의 첨에도와 동시에 수직방향의 첨예도도 개선된다.

다시 3원색의 보정 회로로서 연산회로(56)을 설계, 이것에 검파회로(41), (42) 및 (43)으로부터의 삼원색신호 R_C, B_C및 G_C와 감산기(51)로부터의 휘도신호 Y_W와를 공급함과 동시에, 가산기(54)로부터의 휘도신호 Y_C를 에테뉴에이터(57)에 의해서 소정의 레벨로서 공급하고, 연산회로(56)에서,

되는 연산을 한다. 이 경우, 신호 R_C, B_C, G_C및 Y_C는 상술과 같이 대역이 비교적 좁고, 한쪽신호 Y_W는 대역이 넓지만, 광대역의 3원색신호를 R_W, B_W및 G_W로 하면 (R_W+B_W+G_W=Y_W) , 일반적으로 R_W=K·R_C, B_W=K·B_C및 G_W=K·G_C가 성립한다. 단 K는 촬상관(12)의 광전변환면상에 있는 각부의 상이 흐르는 상태에 의해 변화하는 계수로 0

K

1이다.

따라서 연산회로(56)에 있어서 상술의 연산을 행할 시에는, K의 값에 관계없이 삼원색 R_C, B_C및 G_C의 레벨은 일정하게 되고, 즉 흐르는 상태에 관계없이 고해상도를 갖는 3원색 신호 R_W, B_W및 G_W로 된다. 또 일정 레벨로 되므로써 칼라 쉐이딩도 생기지 않게 된다. 이렇게 하여 얻어지는 고해상도(高解傷度)를 가지며, 즉 광대역의 3원색신호 R_W, B_W및 G_W는 예를 들면 NTSC 인코오더(60)에 공급된다.

이 NTSC 인코오더(60)은 제 13 도와 같이 구성된다. 즉 보정회로(56)으로 부터의 3원색신호 R_W, B_W및 G_W를 가산기(61)에 공급하여 가산하는 광대역의 휘도신호 Y_W를 얻고, 이 신호 Y_W및 보정회로(56)에서의 청색신호 B_W를 감산기(62)에 공급하여, 청색차신호 B_W-Y_W를 얻고, 이것을 평행 변조기(63)에 공급하여, 청색 차신호에 의한 평행 변조신호를 얻음과 동시에, 가산기(61)로부터의 신호 Y_W와 보정회로(56)에서의 적색신호 R_W를 감산기(64)에 공급하여 적색차신호 R_W-Y_W를 얻고, 이것을 평행 변조회로(65)에 공급하여 청색차신호에 의한 평행 변조신호와는 위상이

/2 어긋난 적색차신호에 의한 평형 변조신호를 얻는다. 그리고 청 및 적색차신호에 의한 각 평형 변조신호를 변조기(63), (65)로부터 가산기(66)에 공급하여 가산하고, 적 및 청색차신호에 의한 직각 2상 평행 변조신호를 얻음과 동시에, 가산기(61)로부터 이 가산기(66)에 휘도신호 Y_W를 공급하고, 또 신호발생기(67)로부터 수직 및 수평 동기 신호와 버스트(burst)신호를 공급하고, 이렇게 하여 가산기(66)으로부터 NTSC 방식에 의한 칼라 영상 신호를 얻고, 이것을 출력단자(68)에서 취출한다.

또한 보정회로(56)을 설치하지 않은 경우에, 인코오더(60)은 제 14 도와 같은 구성이 된다. 즉 이 경우에는 검파회로(41), (42) 및 (43)으로부터 3원색신호 R_C, B_C및 G_C를 가산기(61)에 공급하고 휘도신호 Y_C를 얻고, 또 감산기(62), (64)에서 신호 Y_C와 신호 B_C및 R_C로부터 청 및 적색차신호 B_C-Y_C및 R_C-Y_C를 얻음과 시동에, 감산기(51)로부터 광대역의 휘도신호 Y_W를 가산기(66)에 공급하므로서 단자(68)에 NTSC 방식의 칼라 영상 신호를 얻는다.

이렇게 하여 칼라 영상 신호가 얻어지지만, 이 경우 본 발명에 의하면 필터(14)는 백색광이 전면에 걸쳐서 투과되므로 상술과 같이 촬상관(12)으로부터의 합성신호 Ei중의 휘도신호 Yi의 레벨이 색신호 Ci의 피크레벨에 비해 크게 되고 휘도신호 Yi의 레벨이 휘도에 의해 변화될 수가 없고, 따라서 얻어진 칼라영상 신호도 휘도에 의한 불균형이 없는 고품질의 것이 된다. 또한 이러한 목적의 구성은 필터(14)의 상술과 같은 제법에 의해 백색광을 전면에 걸쳐 투과하는 것만으로도 족하므로 간단하고 가격이 저렴하게 된다.

제 15 도의 예는 스트라이프 S_C가 전자빔의 주사방향에 대응하는 한 방향에 직각인 방향으로 연장하고, 스트라이프 S_R과 S_B가 스트라이프 S_G에 대해 서로 반대방향으로 θ₉만큼 기울게 되고, 더구나, 스트라이프 S_G의 빔의 주사방향에 대응하는 한 방향에 있어서의 피치는 P로 되어 있지만 스트라이프 S_R및 S_B의 빔의 주사 방향에 대응하는 한쪽의 방향에 있어서의 피치는 2P로 되는 경우로, 그 밖에는 제 5 도 및 제 8 도의 예와 같다. 이 경우

이다.

이 필터에 의해 피사체를 색분해하여 그 색분해상을 촬상관의 광전 변환면상에 투영하고, 이것을 전자빔으로서 주사하면, 스트라이프 S_G의 빔의 주사방향에 대응하는 한 방향에 있어서의 피치는 P로, 스트라이프 S_R및 S_B의 빔의주사 방향에 대응하는 한 방향에 있어서의 피치는 2P로 되므로 녹색 신호 성분은 어느 소정의 캐리어 주파수로 캐리어화 된 신호로써 얻어지고, 적 및 청색신호 성분은 각각 이 캐리어 주파수의 1/2의 캐리어 주파수로 캐리어화된 신호로써 얻어진다. 예를 들어 피치 P를 상술과 같이 선정하는 경우에는 녹색신호 성분의 캐리어 주파수 fc는 3.58㎒로 되고, 적 및 청의 각 색신호 성분의 캐리어 주파수는 1.79㎒로 된다. 더구나 각 스트라이프 S_G, S_R및 S_B의 기울기의 방향이 달라져 있으므로 다음의 수평 구간앞의 수평 방향에 대한 위상의 어긋남은 녹, 적 및 청의 각색신호 성분에 있어서 서로 다르게 된다. 또 도면에서 명백한 바와 같이 스트라이프 S_R및 S_B의 빔이 시간적으로 인접하여 합쳐서 주사하는 위치에 대응하는 위치 사이에서 빔의 주사 방향에 대응하는 한 방향에 있어서의 위치의 어긋남은 4/3P로 되어 있어서, 이들 스트라이프 S_R및 S_B의 빔의 주사방향에 대응하는 한 방향에 있어서 피치가 2P의 1/2P 혹은 그 정수배에 일치하게 되지 않으므로 같은 캐리어 주파수의 적 및 청색신호 성분에 있어서는 각각 인접하게 합하여 수평 구간에서의 위상차가

내지 그의 정수 배와는 다르게 된다.

즉 이 경우 색신호 성분은 구형파 신호로 되어서, 기수차의 고주파 성분 밖에 포함하지 않고, 적 및 청색신호 성분의 2차 고조파가 녹색신호 성분에 혼입하여 버리는 일이 없기 때문에, 임의의 i번째의 수평 주사 구간에 촬상관으로부터 얻어지는 합성신호 E_i는

로 표시된다. 그리고 이 식에 있어서

는 휘도신호이므로 이것을 Yi로 표시하고, 또

로 되면

는 색신호이지만 이중

를 Ci로 표시한다. 여기에서

_R,

_B,

_G는 초기 위상각이다. 그리고 이 경우

이다. 또 신호 Ei의 주파수 스펙트럼의 일예를 제 16 도에 표시한다.

즉 이 경우 제 17 도의 원신호난에 표시한 바와 같이 적색신호 성분에 있어서는 다음의 수평 구간에서 앞의 수평 구간에 대해 위상이 4/3

진행하고, 청색신호 성분에 있어서는 다음의 수평 구간에서 앞의 수평구간에 대해 위상이 4/3

지연된다.

따라서 녹색신호 성분

에 있어서는 주파수적으로 분리할 수 있고, 나머지 적 색 녹색신호 성분

및

에 있어서는 각 수평 주사 구간의 사이에서의 위상차를 이용하여 신호의 지연 조작과 적당한 이상(移相) 및 연상 조작을 실시하도록 분리할 수 있다.

이러한 구체적인 회로는 제 18 도에 도시한 바와 같이 구성할 수가 있다.

즉 촬상관(12)로부터 상술한 바와 같은 i+1번째의 수평 구간에서 상술한 합성신호 Ei+1을 얻고, 이 합성신호 Ei+1을 저역통과 필터(21)에 공급하여 휘도신호 Yi+1을 취출하고, 이것을 지연선(22)에 공급하여 1수평 주기 지연시켜 i+1번째의 수평 구간에 휘도신호 Yi를 얻는다. 또 촬상관(12)로부터의 신호 Ei+1을 대역 통과필터(23)에 공급하여 녹색 신호성분 Gi+1을 취출하고, 이것을 1수평 주기 지연시키는 지연선(27)에 공급하여 i+1번째의 수평구간에 녹색신호 성분

를 얻고, 이것을 검파회로(43)에 공급하여 포락선 검파하여 녹색신호 G_C를 얻는다.

또 촬상관(12)로부터의 신호 Ei+1을 대역통과필터(24)에 공급하여 색신호 Ci+1을 취출하고, 이것을 각각 1수평주기 지연시키는 지연선(25) 및 (26)에 순차 공급하여 i+1번째의 수평 구간에 지연선(25)로부터 색신호 Ci를 얻고, 지연선(26)으로부터 색신호 Ci-1을 얻는다. 따라서, 필터(24), 지연선(25) 및 (26)에서는 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1이 동시에 얻어지게 된다.

이리하여 동시에 얻어지는 색신호중 색신호 Ci+1은 4/3

지상시키는 이상기(31)을 통하여, 색신호 Ci는 그대로, 또 색신호 Ci-1은 4/3

진상시키는 이상기(32)를 통하여 각각 가산기(37)에 공급한다. 따라서 가산기(37)에 공급되는 색신호 Ci+1, Ci 및 Ci-1 중의 적 및 청의 색신호성분의 위상 관계는, 제 17 도의 정가운데의 난에 도시한 바와 같이 되고, 즉 적색신호성분

은 모두 같은 위상으로 되고, 청색 신호성분

은 서로 2/3

위상차로 된다. 따라서 가산기(37)에서 청색신호 성분은 서로 상쇄되고, 가산기(37)에서는 적색신호 성분

의 가산 신호(이것은 신호성분

와 같은 값이므로 이후 적색신호성분

로 표시한다)가 얻어진다. 이렇게 얻어진 적색신호 성분

는 검파회로(41)에 포락선 검파하여 적색신호 R_C를 얻는다.

또 필터(24), 지연선(25) 및 (26)으로부터 동시에 얻어지는 색신호중 색신호 Ci+1을 4/3

지상시킨 이상기(35)를 통하여, 색신호 Ci를 그대로, 또 색신호 Ci-1을 4/3

지상시킨 이상기(36)을 통하여 각각 가산기(38)에 공급한다. 따라서 가산기(38)에 있어서는 제 17 도의 1번 아래난에 도시한 바와 같이, 적색신호성분

은 서로 2/3

의 위상차로 되고, 청색신호성분

은 서로 동상으로 되므로, 가산기(38)에서는 청색신호 성분

가 얻어진다. 이 청색신호 성분

는 검파회로(42)에서 포락선 검파하여 청색신호 B_C를 얻는다.

다른 구성은 제 11 도의 경우와 같으므로 이 설명을 생략한다.

이 예의 경우도 상술의 예와 같은 효과가 있는 것이 명백하다.

상술의 예는 텔레비 카메라를 구성하는 경우이지만, 얻어진 색분해상을 흑백사진 필림에 촬상하고, 이 촬상된 필림에 현상 정착 및 프린트 등의 필요한 처리를 한 후에, 촬상관(12)로 촬상하면 촬상관(12)에는 색분해상이 투영되고, 따라서 칼라 영상 신호를 얻을 수 있다.

또 합성신호 Ei를 전자빔 기록법에 의해 필림등에 기록하고, 이 기록한 필림 혹은 프린트 필림을 전용 플레이어에 의해 재생할 수도 있다. 또한 홀로그램을 이용하여 소위 셀렉터비죤과 같이할 수도 있다.

상술과 같은 본 발명 색분해 필터에 의해서 칼라촬상을 하면, 휘도 신호의 레벨 불균형을 생기지 않게 하는 좋은 칼라 영상 신호를 얻을 수가 있다.

또한, 본 발명은 상술의 예 이외에도 예를 들어 3개의 스트라이프의 기울기가 서로 다르게 되고, 그리고도 각각의 전자빔의 주사 방향에 대응하는 한 방향에 있어서 피차가 서로 조금씩 다르게 되고, 따라서 적, 녹 및 청의 각색신호 성분이 서로 근접하여 다른 캐리어 주파수로 캐리어화한 신호로써 얻어지는 경우 등에 널리 적용된다.

Claims (1)

1. 본문에 설명되고 도면에서 예시한 바와 같이, 모든 색광을 통과하는 부분과, 선택적으로 색광을 통과시키는 부분 등이 소정의 반복피치로 배열되어 있으며 상기 선택적으로 색광을 통과하는 부분에 있어서도 소정의 비율로 다른 색광을 통과시키는 칼라 촬상용 색분해 필터.

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