NL8001990A - Kleurenoplosstrepenfilter voor een camerabuis. - Google Patents

Description

* V »

Kleurenoplosstrepenfilter voor een camerabuis.

De uitvinding heeft betrekking op kleurenoplosstrepenfilters, aangebracht bij camerabuizen en in het bijzonder op een kleurenoplosstrepenfilter met een uitvoering voor het afleiden van een uitgangssignaal met een grote signaal-ruisverhouding 5 vanuit een camerabuis.

Bij de eenvoudige soorten van bekende kleuren-televisie-camera's is er een zogenaamde enkele-buissoort, waarbij een enkele opneem- of camerabuis met een kleurenoplosstrepenfilter in zijn optische stelsel wordt gebruikt voor het opwekken van 10 luminantiesignalen en kleursignalen. Ook heeft een kleuren- televisiecamera twee buizen in een opneem- of camerabuis. De ene buis wordt gebruikt voor het opwekken van luminantiesignalen en de andere buis heeft een kleurenoplosstrepenfilter binnen zijn optische stelsel voor het opwekken van kleursignalen.

15 Bij elke soort van de bovengenoemde kleurentelevisie- camera’s worden de kleurenoplosstrepenfilters van de faseschei-dings- of de frequentiescheidingssoort gebruikt.

Bij een kleurenoplosstrepenfilter van de fasescheidings-soort echter is er de nadelige eis, dat het kleurenoplosstrepen-20 filter een ingewikkelde constructie heeft, voorzien van index-strepen. Een andere nadelige eis is, dat een ingewikkelde constructie is vereist voor het opwekken van monsterimpulsen qp de basis van informatie verkregen uit deze indexstrepen. Een verder probleem is, dat ruis resulteert uit het omzetten van kleuren-25 informatiesignalen door een "monstervasthouding" van een punt-wisselstelsel. In dit stelsel wordt een signaal verkregen door monsteren en onopzettelijk invoeren van ruis van hoge frequentie in gelijktijdige kleureninformatiesignalen aanwezig in het punt-wisselstelsel. De kleureninformatiesignalen worden gestrekt langs 8 0 0 1 9 9 6 2 de tijdas en worden omgezet in ruis van bijzonder lage frequentie, waardoor de signaal-ruisverhouding laag wordt.

Een kleurenoplosstrepenfilter van het frequentiescheidings-stelsel ondervindt niet de boven beschreven moeilijkheden van een 5 bekend kleurenoplosstrepenfilter van de fasescheidingssoort. Er zijn echter storingsfranjes (moiré) tengevolge van verschillende oorzaken, aangezien twee platen van strepenfilters van verschillende spatiefrequentievaarden worden vervaardigd in combinatie. Buitendien vormt de frequentiefluctuatie van een draaggolf, opge-10 wekt in het uitgangssignaal, als resultaat van niet-lineariteit van het afbuigstelsel van de camerabuis, een groot probleem. Vaak zijn er verdere moeilijkheden, zoals schaduwwerking tengevolge van een verschil in modulatiegraden, bij het omtreksgebied en het centrale gebied van het doeloppervlak van de camerabuis.

15 De bovengenoemde nadelen worden overwonnen in het

Amerikaanse octrooischrift U.0U1.528 van aanvrager. Deze eerder ontwikkelde kleurentelevisiesignaalopwekinrichting omvat een kleurenoplosstrepenfilter, in een camerabuis, voor het scheiden van het uitgangssignaal van de camerabuis in vereiste signalen.

20 Detectororganen detecteren de omhullenden van speciale positieve en negatieve golfsignalen, aldus gescheiden. De uitgang van de camerabuis is een gesuperponeerd signaal van een direct golf-signaal, dat signalen van de drie primaire kleuren bevat, van extra gemengde kleuren en een hoge-bandcomponentsignaal voorzien 25 van een groep gemoduleerde kleursignalen. Dit camera-uitgangs- signaal resulteert uit de amplitudemodulatie van een draaggolf aansprekend op filterstrepen in het kleurenoplosstrepenfilter.

De draaggolfcomponenten hebben een hogere harmonische relatie met betrekking tot de twee primaire kleursignalen. De scheidings-30 organen omvatten een eerste scheidingsorgaan voor het scheiden van het directe signaal ten opzichte van het bovengenoemde gesuperponeerde signaal en een tweede scheidingsorgaan voor het scheiden van het hoge-bandcomponentsignaal. De omhullende-detectororganen omvatten een eerste detector voor het leveren van 35 een gedemoduleerd uitgangssignaal in overeenstemming met een om hullende resulterend uit een opvolgende verbinding van piekwaarden 80 0 1 9 90 3 i 1 van de positieve golf van het aldus gescheiden hoge-bandcomponent-signaal. Een tweede omhullende-detectororgaan levert een gede-moduleerd uitgangssignaal in overeenstemming met een omhullende resulterend uit een opvolgende verbinding van piekwaarden van de 5 negatieve golf van het aldus afgescheiden hoge-bandcomponent-signaal.

Een kleurenoplosstrepenfilter omvat een aantal groepen van fliterstrepen. De groepen zijn parallel geplaatst en opvolgend in een opeenvolgingsherhalingsopstelling. Elk van de 10 groepen omvat tenminste drie filterstrepen van een eerste filterstreep met een lichttransmissiekarakteristiek voor het overdragen van het licht van een van de drie primaire kleuren van een extra mengkleur, een tweede filterstreep met een lichttransmissiekarakteristiek voor het overdragen van het licht van 15 een gemengde kleur dat de primaire kleur omvat doorgelaten door de eerste filterstreep, en een van de andere twee primaire kleuren, en een transparante derde filterstreep voor het doorlaten van wit licht. De tenminste drie filterstrepen zijn parallel geplaatst en opvolgend in een speciale opeenvolging.

20 De boven beschreven inrichting heeft de volgende bijzon dere kenmerken.

Aangezien een filter voorzien van filterstrepen van respectievelijk gelijke sp at i e f re quent i e wordt gebruikt voor het kleurenoplosstrepenfilter, treedt moire niet op. Aangezien het 25 stelsel niet een fasescheidingsstelsel is, zijn strepen niet noodzakelijk voor het opwekken van indeximpulsen in het kleurenoplosstrepenfilter, de earnerabuis en andere onderdelen. Daarom kunnen het kleurenoplosstrepenfilter en de camerabuis eenvoudig zijn en gemakkelijk worden vervaardigd. Aangezien verder de 30 sterkte van gebruik van het invallende licht wordt verbeterd, wordt grote gevoeligheid verkregen. Door het instellen van de spectraalaanspreekkarakteristieken van de filterstrepen van het kleurenoplosstrepenfilter en de spectraalaanspreekkarakteristiek van de camerabuis, worden de uitgangsniveau's van de drie 35 primaire kleursignalen respectievelijk gelijk wanneer er een opname is van een licht met alle kleuren (wit licht). Het is 800 1 9 90

U

gemakkelijk de schaduwwerking te verminderen, welke het gevolg is van de modulatiegraadkarakteristiek van de camerabuis. De positieve en negatieve golven van het hoge-bandcomponentsignaal zijn respectievelijk omhullende-gedetecteerd voor het verkrijgen vein 5 twee 2-kleurenmengsignalen. Het is aldus mogelijk een kleuren-televisiesignaalopwekinrichting te vormen met een zeer goede werking, welke eenvoudig is en met geringe kosten kan worden vervaardigd. Aangezien een vertikale correlatie niet wordt gebruikt, wordt niet een toevallig kleurensignaal (interferentiesignaal) 10 opgewekt overeenkomend met grenzen van patronen.Verder wordt een vertikale resolutie niet verlaagd.

Dan zijn bij de bovengenoemde kleurentelevisiesignaal-opwekinrichting, waarbij een kleurenoplosstrepenfilter wordt gebruikt, een grondgolfcomponentsignaal en een tweede-harmonisc’ne-15 componentsignaal nodig wanneer drie primaire kleursignalen (dat wil zeggen kleurendemodulatie) worden opgewekt zoals hierna beschreven. Evenwel wordt de signaal-ruisverhouding van de drie primaire kleursignalen bepaald door de ruiscomponent bestaande in respectieve banden. Aldus is er in de bovengenoemde kleuren-20 televisiesignaalopwekinrichting een probleem dat de signaal- ruisverhouding van de drie primaire kleursignalen niet erg goed is vanwege het effect van de ruiscomponent binnen in het bijzonder de tweede-harmonische-componentsignaalband.

Het is dus een algemeen doel van de uitvinding te voor-25 zien in een verbeterd kleurenoplosstrepenfilter voor een camera buis , waarbij de boven beschreven moeilijkheden en problemen worden overwonnen.

Een ander speciaal doel van de uitvinding is te voorzien in een kleurenoplosstrepenfilter met een uitvoering, waarbij 30 een vierde filterstreep is aangebracht tussen de eerste, tweede en derde filterstrepen van het kleurenoplosstrepenfilter gebruikt in de bovengenoemde kleurentelevisiesignaalopwekinrichting, welke reeds is ontwikkeld. In detail omvat een kleurenoplosstrepenfilter volgens de uitvinding een aantal groepen van filterstrepen. 35 De groepen zijn evenwijdig aangebracht en opvolgend in een opeen-volgingsherhalingsinrichting. Elk van de groepen omvat tenminste 8001990 i 5 5 vier filterstrepen betreffende een eerste filterstreep met een lichttransmissiekarakteristiek voor het doorlaten van het licht van een van de drie primaire kleuren van een extra meng-kleur, een tweede filterstreep met een lichtdoorlaatkarakteristiek 5 voor het doorlaten van. het licht van een gemengde kleur dat de primaire kleur omvat doorgelaten door de eerste filterstreep en een van de andere twee primaire kleuren, een transparante derde filterstreep voor het doorlaten van wit licht, en vierde filterstrepen, elk waarvan is geplaatst tussen en aangrenzend aan de 10 eerste, tweede en derde filterstrepen. Die filterstrepen zijn evenwijdig geplaatst en opvolgend in een speciale opeenvolging.

Bij de werking van het kleurenoplosstrepenfilter volgens de uitvinding kan de amplitude van het tweede-harmonische-component-signaal, gebruikt voor de drie primaire kleursignalenopwekking 15 (kleurendemodulatie) in de hogere harmonische-componentsignalen in het uitgangssignaal van de camerabuis, groot worden gemaakt ten opzichte van het grondgolfcomponentsignaal. Daarom kunnen uitgangs-drie-primaire kleursignalen van grote signaal-ruis-verhouding worden verkregen uit de camerabuis.

20 De uitvinding zal aan de hand van de tekening in het volgende nader worden toegelicht.

Fig. 1 toont vergroot een gedeeltelijk vooraanzicht van een uitvoering van een kleurenoplosstrepenfilter als voorheen gevormd; 25 fig. 2 toont een diagram voor het aangeven van de energie- verdeling van het doorgelaten licht wanneer wit licht wordt geprojecteerd op het kleurenoplosstrepenfilter van fig. 1; fig. 3 toont een gecombineerd optisch en elektrisch blokschema van een uitvoeringsvorm van een eerder gevormde 30 kleurentelevisiesignaalopwekinrichting; fig. U toont grafisch het frequentie-aanspreken van het uitgangssignaal van een camerabuis en de filterkarakteristiek van een filter in de inrichting volgens fig. 3; fig. 5 toont een vergroot gedeeltelijk vooraanzicht van 35 een uitvoeringsvorm van een kleurenoplosstrepenfilter volgens de uitvinding; 80 0 1 9 9 0 6 fig. 6 toont een diagram van de energieverdeling van het doorgelaten licht wanneer wit licht wordt geprojecteerd op het kleurenoplosstrepenfilter van fig. 5·

Een voorbeeld van een kleurenoplosstrepenfilter als 5 vroeger ontwikkeld, ziet men in fig. 1. Het kleurenoplosstrepen filter 10 bestaat uit eerste, tweede, en derde filterstrepen F1, F2 en F3 van gelijke breedten a. Elke streep heeft een langgerekte smalle vorm in de vertikale richting. De strepen zijn opvolgend en aangrenzend in de bovengenoemde volgorde 10 aangebracht, waarbij de strepen F1, F2 en F3 een groep vormen.

Een aantal van zulke groepen is opeenvolgend en aangrenzend zij aan zij op een enkele plaats aangebracht. Deze filterstrepen F1, F2 en F3 van alle groepen strekken zich uit in de richting (richting Y in fig. 1) welke loodrecht is op de horizontale 15 aftastrichting (richting X in fig. 1). De strepen zijn opgesteld in een geordende wijze in de bovengenoemde opeenvolging en alle filterstrepen hebben dezelfde spatiefrequentie.

De lichtdoorlaatkarakteristieken respectievelijk van deze filterstrepen F1, F2 en F3 zijn als volgt. De eerste 20 filterstreep F1 is aangepast voor het doorlaten van licht van een primaire kleur van de drie primaire kleuren (rood, groen en blauw) van extra mengkleuren. De tweede filterstreep F2 is aangepast voor het doorlaten van licht van gemengde kleuren van de primaire kleur, doorgelaten door de eerste filterstreep en een van de 25 twee resterende primaire kleuren (dus niet de primaire kleur doorgelaten door de eerste filterstreep). De derde filterstreep F3 is ingericht voor het doorlaten van het licht van alle kleuren (bijvoorbeeld wit licht).

In het bijzonder is de tweede filterstreep F2 geschikt 30 voor het doorlaten van licht van kleuren respectievelijk met de volgende relaties, afhankelijk van het feit of de primaire kleur doorgelaten door de eerste filterstreep F1 rood, groen of blauw is.

8001990 » 4 7

Primaire kleur doorgelaten Kleur van licht doorgelaten door de eerste filterstreep F1_door de tweede filterstreep F2 rood licht magenta (rood blauw) of geel (rood groen) groen licht geel (rood groen) of cyaan (blauw groen) ^ blauw licht magenta (rood blauw) of cyaan ____(blauw groen)___

Bij een uitvoering van een kleurenoplosstrepenfilter 10 van de boven beschreven constructie is de eerste filterstreep F1 ingericht met een transmissiekarakteristiek voor het doorlaten van 10 groen licht (G). De tweede filterstreep F2 is ingericht voor een transmissiekarakteristiek voor het doorlaten van licht van een gemengde kleur van blauw licht (B) en groen licht (G) (dit is cyaan (C)). De derde filterstreep F3 is ingericht voor een transmissiekarakteristiek voor het doorlaten van het licht van alle kleuren, dat 15 wil zeggen wit licht (W) of een licht van gemengde kleur van rood licht (R), groen licht (G) en blauw licht (B).

Indien deze filterstrepen F1, F2 en F3 zodanige licht-doorlaatkarakteristieken hebben, wordt de energietoestand van het licht doorgelaten wanneer een wit licht (W) wordt geprojecteerd op 20 het kleurenoplosstrepenfilter 10 zoals aangegeven bij een voorbeeld in fig. 2, waar de horizontale richting (X-asrichting) de energie-verdeling weergeeft. Dit betekent, dat groen licht (G) continu wordt verdeeld aangezien het wordt doorgelaten door alle filterstrepen F1, F2 en F3. Blauw licht (B) wordt verdeeld over een breedte 2a ge-25 scheiden door spatie-intervallen a, aangezien het slechts passeert door de filterstrepen F2 en F3. Rood licht (R) wordt verdeeld over een breedte a gescheiden door spatie-intervallen van 2a aangezien het slechts wordt doorgelaten door de filterstreep F3.

Een kleurentelevisiesignaalopwekinrichting als vroeger 30 ontwikkeld, waarbij het boven beschreven kleurenoplosstrepenfilter 10 wordt gebruikt, zal nu worden beschreven aan de hand van een voorbeeld daarvan in fig. 3. Dit kleurenoplosstrepenfilter en de vroeger ontwikkelde kleurentelevisiesignaalopwek- 8001990 8 inrichting zijn in detail beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 1.528.

Bij de inrichting, schematisch weergegeven in fig, 3, wordt het lichtbeeld vanaf een voorwerp 11, dat moet worden 5 opgenomen, gevoerd door de cameralens 12 van een kleurentelevisie-camera van enkele-buissoort en vormt een beeld op het kleuren-oplosstrepenfilter 10. Het aldus gevormde optische beeld op dit filter 10 wordt doorgelaten via een relaislens 13 en vormt een beeld op het fotogeleidende oppervlak (of foto-elektrische 10 oppervlak) van een camerabuis 1¾.

Wanneer een kleurenoplosstrepenfilter 10 van de karakteristiek volgens fig. 2 wordt gebruikt en een beeld van wit licht wordt ingevoerd als het invallende licht, passerend door de cameralens 12, wordt het resulterende uitgangssignaal S verkregen 15 uit de camerabuis 1U.

Het uitgangssignaal S wordt ook weergegeven als S = Sd + Sh (1)

waarbij het signaal Sd een direct golfsignaal (gelijkstroom-component) is, voorzien van een mengsel van een luminantie-20 signaal Y, een groen lichtsignaal SG, een blauw lichtsignaal SB

en een rood lichtsignaal SR.

Het signaal Sh is een hoog-bandcomponentsignaal (wissel-stroomcomponent) voorzien van een groep van gemoduleerde kleur-signalen met vormen resulterend uit amplitudemodulatie van een 25 speciale draaggolf en andere draaggolven met een mengsignaal.

De speciale draaggolf heeft een frequentie, welke dezelfde is als de spatiefrequentie, bepaald door het aantal groepen van filterstrepen F1, F2 en F3 van het kleurenoplosstrepenfilter 10.

De andere draaggolven hebben frequenties, welke dezelfde zijn 30 als de hogere harmonischen van de speciale draaggolf. Het meng signaal is gemaakt van twee primaire kleuren welke niet de primaire kleur zijn (welke groen kleurlicht in het betreffende voorbeeld is) lopend door de eerste filterstreep F1.

Het bovengenoemde uitgangssignaal S van de camerabuis ib 35 wordt versterkt door een voorversterker 15· Dan wordt het toege voerd aan laagdoorlaatfilters 16 en 17 en een hoogdoorlaatfilter 8001990 • * 9 18. Het laagdoorlaatfilter 16 heeft een filterkarakteristiek volgens de kromme I, zie fig. 4, welke een bovenste grensafsnij-frequentie van ongeveer 2,5 MHz is. Sen luminantiesignaal Y wordt afgeleid uit het uitgangssignaal van het filter 16 (kromme I).

5 Het laagdoorlaatfilter 17 heeft een filterkarakteristiek van de kromme II met een bovenste grensafsnijfrequentie fc van ongeveer 0,5 MHz, waaruit het bovengenoemde geli.jkstroomsignaal Sd wordt afgeleid. Het hoogdoorlaatfilter 18 heeft een filterkarakteristiek volgens de kromme III met een onderste grensafsnij-10 frequentie fh. Het bovengenoemde hoge-bandcomponentsignaal Sh volgens de karakteristieke krommen IV^ en IVg wordt afgeleid uit het signaal van de kromme III.

In fig. k toont de frequentie f1 een draaggolf van een frequentie, welke wordt bepaald door het aantal en de spatie-15 frequentie van de filterstreepgroepen van het kleurenoplos- strepenfilter 10, welke frequentie ongeveer 3S25 MHz bijvoorbeeld is wanneer er 170 groepen van filterstrepen zijn. De frequentie f2 toont de tweede harmonischen (van ongeveer 6,5 MHz) van de draaggolf van de bovengenoemde frequentie f1.

20 Indien een kleurenoplosstrepenfilter met de karakteris tiek volgens fig. 2 wordt gebruikt, bestaan slechts een gemoduleerd kleursignaal met een component van het signaal SB tengevolge van blauw licht B en een gemoduleerd kleursignaal met een component van het signaal SR tengevolge van rood licht R in het 25 signaal Sh. Een signaalcomponent tengevolge van groen licht G is niet aanwezig daarin.

Het hoge-bandcomponentsignaal Sh, dat wordt afgeleid uit het hoogdoorlaatfilter 18, wordt toegevoerd resp. naar een bovenzij de-omhullende-detectorketen 19 en een onderzijde-omhullende-30 detectorketen 22, waar de positieve golf en de negatieve golf resp. omhullende-gedetecteerd worden. De gedemoduleerde uitgangssignalen van de omhullende-detectorketens 19 en 22 worden toege-voerd naar een matrixketen 21 via laagdoorlaatfilters 20 en 23 als signalen Sh1 en Sh2. De matrixketen 21 ontvangt deze signalen 35 3h1 en Sh2 samen met het gelijkstroom-golfsignaal Sd uit het laagdoorlaatfilter 17. Als resultaat levert de matrixketen 21 8001990 10 drie primaire kleuruitgangssignalen SG, SR en SB voor groen, rood en blauw en voert kleurendemodulatie uit.

Het uitgangssignaal S1 van de voorversterker 15 wordt weergegeven door de volgende vergelijking 5 S1 = (iQ + ~ig + ^iR) + Asin (u>t + ^) + fsin (2Wt - <j>) + ...(2) waarbij A = (i/ + iBiR + i/) 2 10 + β (iB ♦ iR) - 2 7f fl (waarbij fl een spatiefrequentie is, bepaald door drie filterstrepen F1, F2 en F3 van het kleurenoplosstrepenfilter 10).

De golfvorm van het uitgangssignaal S1 van de voorversterker 15 met de karakteristiek van de modulatiegraad van de camerabuis in de ideale toestand 100# voor alle frequenties, wordt als getekend in fig. 2 en de niveau's worden iG voor de filterstreep F1, ig + ig voor de filterstreep F2, en iG + ig + ig voor de filterstreep F3· Deze niveau's iG, ig en ig komen overeen met de noodzakelijke drie primaire kleursignalen.

Uit het vergelijken van de vergelijkingen (1) en (2) wordt de volgende vergelijking afgeleid:

25 Sd <*<= ♦ Ib ♦ W

De speciale draaggolf heeft een frequentie, welke dezelfde is als de spatiefrequentie, bepaald door het aantal groepen filterstrepen F1, F2 en F3 van het kleurenoplosstrepen-filter 10. De andere draaggolf heeft een frequentie, welke dezelfde is als de tweede harmonische van de specifieke draaggolf. Het mengsignaal is gemaakt uit twee primaire kleuren anders dan de primaire kleur (welke de groene kleur is in dit voorbeeld) gaande door de eerste filterstreep F1. Aangezien het signaal, waarbij de draaggolf een frequentie heeft dezelfde als de derde harmonische frequentie van de speciale draaggolf in amplitude

80 0 1 9 SO

4 4 11 gemoduleerd, onnodig is voor kleurendemodulatie, wordt dit signaal weggelaten in de volgende vergelijking:

Sh = Asin ( u?t + $) sin (2töt - j>) (3) 5 Wanneer dan de ruiscomponent binnen de signaalband van de grondcomponent wordt aangegeven door n1 en de rui s component van de signaalband van de tweede harmonische wordt weergegeven door n2, wordt de totale ruis N na de bovengenoemde omhullende-detec-tie uitgedrukt door de effectieve waarde van de ruiscomponenten 10 nl en n2 en beheerst door die ruiscomponent van deze ruiscomponenten n1 en n2, welke het hoogste niveau heeft. Evenwel heeft de voorversterker 15 in het algemeen een zogenaamde driehoekige ruiskarakteristiek waarbij wanneer de frequentie toeneemt, het niveau van de ruis ook toeneemt. Om deze reden is de ruis-15 component n2 groter dan n1 en is bij de totale ruis W de ruis component n2 overheersend.

Ten einde dus de signaal-ruisverhouding van het uitgangssignaal te verbeteren, is het nodig de ruiscomponent n2 te onderdrukken. Hiertoe is het gebruik van een voorversterker van de 20 percival-soort met een resonantiepunt in de nabijheid van de draaggolffrequentie van het tweede harmonische componentsignaal voor de voorversterker 15 mogelijk. Door deze maatregel kan het niveau van de ruiscomponent n2 worden verminderd onder het niveau van de ruiscomponent n1, maar zelfs dan is deze vermindering 25 slechts van de orde van 3 dB. Wanneer echter de modulatiegraad van de camera wordt beschouwd, is het niveau van het tweede harmonische componentsignaal lager met een verschil van de orde van ongeveer 5 dB ten opzichte van het niveau van het grond-golfcomponentsignaal. Als resulterende karakteristiek is dus het 30 niveau van de ruiscomponent n2 nog ongeveer 2 dB hoger dan het niveau van de ruiscomponent n1. Zelfs indien daarom een voorversterker van de percival-soort wordt gebruikt ter verkrijging van een drie-primaire kleursignaal met behulp van de schakeling van fig. U door het gebruik van het bovengenoemde kleurenoplos-35 strepenfilter als reeds ontwikkeld en aangegeven in fig. 1, is er het probleem, dat een uitgaand drie-primaire kleursignaal met 800 1 9 99 12 goede signaal-ruisverhouding niet kan worden verkregen.

De uitvinding, welke een verbeterd kleurenoplosstrepen-filter levert, waarbij dit probleem is opgelost, zal nu worden beschreven aan de hand van fig. 5 en 6.

5 In fig. 5 omvat het kleurenoplosstrepenfilter 30 een reeks van stellen elk met eerste, tweede en derde filterstrepen F1, F2 en F3, welke een breedte b elk hebben en vertikaal smal en lang zijn, evenwijdig aan elkaar en gespatieerd opgesteld, met een vierde filterstreep FU met een breedte c geplaatst tussen 10 aangrenzende filterstrepen F1, F2 en F3. Aldus omvat elk stel filterstrepen F1, FU, F2, FU, F3 en FU in de genoemde volgorde.

De som van de breedten b en c van deze filterstrepen is zo gekozen, dat deze gelijk zal zijn aan de breedte a van de filterstreep van het kleurenoplosstrepenfilter 10. Bijvoorbeeld is de 15 breedte b gelijk aan 20^um en de breedte c gelijk aan 3^um.

De lichttransmissiekarakteristieken van bovengenoemde eerste, tweede en derde filterstrepen F1, F2 en F3 worden gekozen met dezelfde combinatie als in het geval van de filterstrepen F1, F2 en F3 van het bovengenoemde eerder ontwikkelde kleuren-20 oplosstrepenfilter. De lichttransmissiekarakteristiek van de vierde filterstreep FU kan theoretisch van elke aard zijn. In het geval echter waar deze lichttransmissiekarakteristiek dezelfde is als die van een van de eerste, tweede en derde filterstrepen, of waar vierde filterstrepen FU, die geen licht 25 doorlaten, dat wil zeggen zwart zijn, worden gebruikt, kan een uitgangssignaal met een grote signaal-ruisverhouding worden verkregen met groot rendement zonder het optreden van een kleuren-demodulatiefout zoals hierna zal worden beschreven.

Als een uitvoeringsvorm van het kleurenoplosstrepenfilter 30 30 hebben de filterstrepen F1, F2, F3 en FU respectieve licht- transmissiekarakteristieken voor het doorlaten van het licht van groen, cyaan, wit en wit. In het blokschema van fig. 3 wordt in het geval, dat het kleurenoplosstrepenfilter 30 volgens de uitvinding wordt gebruikt in plaats van het eerder ontwikkelde 35 kleurenoplosstrepenfilter 10, het uitgangssignaal van de golfvorm volgens fig. 6 verkregen uit de earnerabuis 1U. In fig. 6 toont 8001990

*' V

13 een periode T1 een signaalperiode, bepaald door de breedte b van elk van de filterstrepen F1, F2 en F3, terwijl een periode T een periode toont van het uitgangssignaal van de camerabuis, waarvan het interval wordt bepaald door de breedte (3b + 3c) van 5 een stel van de eerste tot de vierde filterstrepen F1 - Fh.

Symbolen ΐ&, en iR geven respectievelijk signaalniveau’s aan van groen, blauw en rood licht. Een symbool ip^ geeft een niveau aan van een signaal geleverd tengevolge van de vierde filterst reep fU.

10 Het uitgangssignaal verkregen uit de camerabuis 11+, ge leverd met het kleurenoplosstrepenfilter 30, omvat het directe golfsignaal en het componentsignaal van het hoogfrequente gebied, waarbij de draaggolf van de spatiefrequentie f1 (= ψ) en de harmonischen van de draaggolf in amplitude worden gemoduleerd 15 door een signaal van gemengde kleur van rood en blauw licht. Dit componentsignaal van het hoogfrequente gebied wordt weergegeven door de volgende vergelijking in het resultaat, dat de golfvorm van fig. 6 wordt ontleed door Fourierreeksen en dat signalen van derde of hogere harmonischen worden weggelaten.

20 ΤΊ

SH(P) = Bsin(eut + <j) + cos (?/"—) .Bsin( 2 tut - φ) W

IJ — waarbij B = - sin(T^r)(ίβ2 + iR.i3 + iR2) 2

25 l - „ -1 XB “ XR

^ 8 ΤΓΌΤΓτ;, co = 2 Tff T = 2 TT fl 30 Het componentsignaal SH(P) van het hoogfrequente gebied volgens de vergelijking (U) omvat niet een signaal (niveau) ip0 geleverd tengevolge van de vierde filterstreep Fk. Het signaal SH(P) wordt weergegeven door een functie bestaande uit signalen (niveau1s) i„ en in en de periode T1 bepaald door de breedte b D Π 35 van elk van de eerste tot de derde filterstrepen F1 - F3. Aange

zien de grondherhalingsfrequentie van de vierde filterstreep FU

8001990

1U

drie maal de grondherhalingsfrequentie van de eerste tot de derde filterstrepen FI - F3 is, verschijnt het signaal ίρο in de derde of volgende termen aan de rechterzijde in de vergelijking (4), welke als onnodige termen zijn weggelaten in deze 5 . vergelijking (*0. Het feit, dat het componentsignaal SH(P) van het hoogfrequente gebied niet het signaal ipQ omvat, betekent dat de vierde filterstreep Fk elke karakteristiek voor het overdragen van elk licht kan hebben.

In het signaal Sh verkregen uit de camerabuis gevormd 10 met het vooraf ontwikkelde kleurenoplosstrepenfilter, is de verhouding van het componentsignaal voor de tweede harmonische tot het componentsignaal voor de grondgolf j/A (=0,5) zoals duidelijk is uit de vergelijking (3). Aan de andere kant is in het signaal SH(P) verkregen uit de camerabuis voorzien van het 15 kleurenoplosstrepenfilter volgens de uitvinding, de verhouding van het componentsignaal van de tweede harmonische tot het componentsignaal uit de grondgolf Bcos(^ 1/B (= cos ( ^,^)) zoals

T T

bekend uit de vergelijking (U).

Aldus wordt in een geval, waar een voorversterker van de 20 percival-soort wordt gebruikt voor de voorversterker 15, de

T

numerieke waarde van cos( ψ _J_ ) ingesteld op een waarde van

T

0,63 ten einde de verhouding van het tweede harmonische component-signaal-niveau tot het grondgolfcomponent sign aalni ve au te vergroten met 2 dB in vergelijking met de verhouding van het boven 25 ij beschreven signaal Sh. De numerieke waarde van _1_ moet daarom

T

worden gekozen op een waarde van 0,28. Als resultaat dat de breedten b en c van de filterstrepen zo zijn dat de waarde van de

T

verhouding _J_ gelijk is aan 0,28, worden de ruiscomponent n2 30 T

binnen het gebied van het tweede harmonische componentsignaal en de ruiscomponent n1 binnen het gebied van het grondgolfcomponentsignaal gelijk aan elkaar, waardoor het uitgaande drie-primaire-kleursignaal van grote signaal-ruisverhouding kan worden verkregen. 35 Het is mogelijk de ruiscomponent n2 kleiner te maken dan de ruiscomponent n1 door het kiezen van de waarde van de verhouding 8001990 15 τ ... . ...

1 op geschikte wijze, waardoor het uitgaande drie-pnmaire-

T

kleursignaal van grotere signaal-ruisverhouding wordt verkregen.

Het componentsignaal SH(P) van het hoogfrequente gebied wordt gebruikt voor het opwekken (kleurendemodulatie) van twee 5 primaire kleursignalen aansprekend op de twee primaire kleuren afwijkend van de primaire kleur doorgelaten door de eerste filterstreep F1 zoals hierboven beschreven. Aangezien het signaal L. niet aanwezig is in het signaal SH(Pj, kan de transmissie- rü karakteristiek van de vierde filterstreep F!+ worden gekozen 10 volgens elke karakteristiek.

De vergelijking (h) wordt gelijk aan de vergelijking (3) in het geval dat de verhouding van het tweede-harmonische- componentsignaalniveau tot het grondgolfcomponentsignaalniveau van de vergelijking (k) namelijk cos ( y _J_ ) is ingesteld op een

1 T

15 waarde 0,5 de verhouding van het tweede-harmonische-component- signaalniveau tot het grondgolfcomponentsignaalniveau van de vergelijking (3). In dit geval is het voldoende dat de waarde

van een coëfficiënt Kp zo wordt gekozen dat de waarde van T

20 cos( _1j. Kp gelijk wordt aan 0,5· De waarde van de coëfficiënt

' T

Kp wordt bepaald door het kiezen van de versterking van de ver-sterker. Bij de boven beschreven uitvoering is Kp = = 058.

Aldus kan de versterking van de versterker kleiner zijn dan de 25 eenheid (1) waardoor de ruiscomponent kleiner wordt wanneer de versterking kleiner is.

Anderzijds wordt het directe golfsignaal SD(P) verkregen als resultaat van het uitgangssignaal van de camerabuis met de golfvorm volgens fig. 6, doorgelaten door het laagdoorlaatfilter 30 17 in fig. 3, weergegeven met de volgende vergelijking: SD(P) = (iQ + |iB + ji5) + T ~ 3T1 . ipo (5)

Aangezien de vergelijking (5) het signaal ipG omvat, wordt de 35 kleurendemodulatie bij de matrixketen 21 direct beïnvloed door de transmissiekarakteristiek van de vierde filterstreep FU. In een 8001990 16 geval echter dat de kleur van de vierde filterstreep FU zwart is hijvoorbeeld, wordt het signaal ip^ nul, waardoor de tweede term aan de rechterzijde van de vergelijking (5) nul wordt, terwijl de eerste term daarvan met de signalen iR en iR niet wordt beïnvloed.

5 Daarom wordt het groene signaal SG geleverd zonder kleuren-demodulatiefout.

In een geval verder waar de vierde filterstreep FU een transmissiekarakteristiek heeft gelijk aan de transmissiekarak-teristiek van de eerste filterstreep F1, namelijk de karaktëris-10 tiek voor het alleen overdragen van het groene licht, verschijnt het signaal i^, in plaats van het signaal ipQ in de vergelijking (5)· Overeenkomstig worden de signalen iR en iR in de vergelijking (5) niet beïnvloed. Het groene signaal SG wordt daarom geleverd zonder kleurendemodulatiefout.

15 In een geval verder waarbij de transmissiekerakteristiek van de vierde filterstreep Fb dezelfde is als de transmissiekarakteristiek van de tweede of derde filterstreep F2 of F3, zijn de coëfficiënten van de signalen iR en iR in de vergelijking (5) verschillend. Evenwel worden de twee primaire kleursignalen 20 van het blauwe signaal SB en het rode signaal SR respectievelijk met geen kleurendemodulatiefout verkregen uit het component-signaal SH(P) met hoge frequentieband als boven beschreven. Aldus kan het blauwe signaal SG met geen fout, worden gedemoduleerd door het geschikt kiezen van de werkomstandigheden van de matrix-25 keten 21.

]n het geval dat de transmissiekarakteristiek van de vierde filterstreep FU wordt gekozen als een transmissiekarakteristiek afwijkend van hetgeen boven is beschreven, worden dezelfde signalen als de signalen i_, en in in de vergelijking U D Π 30 (5) niet geleverd tengevolge van de aanwezigheid van de vierde filterstreep Fi+, terwijl andere signalen verschillend van die signalen worden geleverd. Het verkregen groene signaal SG begeleidt sommige fouten. In dit geval heeft het de voorkeur een matrixketen te vormen voor het corrigeren van fouten. In een 35 geval waar de transmissiekarakteristiek van de vierde filter streep FU wordt gekozen zwart te leveren of een karakteristiek

800 1 9 SO

5 9 17 voor het onderbreken van wit licht of dezelfde karakteristiek als een van de overdraagkarakteristieken van de eerste tot de derde filterstrepen F1 - F3, kan een drie-primaire-kleursignaal zonder kleurendemodulatiefout en met een grote signaal-ruis-5 verhouding gemakkelijk worden verkregen.

Als een wijziging kunnen de vierde filterstrepen Fl· ongelijke breedte hebben verschillend van de breedte c. Drie vierde filterstrepen F*+ in elke groep van filterstrepen bestaande uit de eerste tot de derde filterstrepen F1 - F3 en drie vierde 10 filterstrepen Fk met breedten verschillend van elkaar, kunnen worden gebruikt.

Verder is de uitvinding niet beperkt tot de besproken uitvoeringen en zijn wijzigingen mogelijk binnen het kader van de uitvinding.

80 0 1 9 90

Claims (5)

1. Kleurenoplosstrepenfilter bestaande uit een aantal groepen van filterstrepen waarbij de groepen evenwijdig en opvolgend in een opeenvolgingsherhalingsopstelling zijn ge- 5 plaatst waarbij elk van de groepen is voorzien van filterstrepen zoals een eerste filterstreep met een lichttransmissiekarakteris-tiek voor het doorlaten van het licht van een van de drie primaire kleuren van een extra mengkleur, een tweede filterstreep met een lichttransmissiekarakteristiek voor het doorlaten van 10 het licht van een mengkleur welke de primaire kleur omvat doorgelaten door de eerste filterstreep en een van de andere twee primaire kleuren, en een transparante derde filterstreep voor het doorlaten van wit licht, met het kenmerk, dat in elke groep drie vierde filterstrepen (Fk) aanwezig zijn waarvan elk 15 is aangebracht tussen en aangrenzend aan de eerste, tweede en derde filterstrepen (F1, F2, F3) terwijl de eerste tot vierde filterstrepen van elke groep zijn opgesteld evenwijdig aan elkaar en opeenvolgend in een speciale opeenvolging.

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 20 vierde filterstreep (Fk) dezelfde lichttransmissiekarakteristiek heeft als een van de lichttransmissiekarakteristieken van de eerste, tweede en derde filterstrepen (F1, F2 en F3).

3. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vierde filterstreep (Fk) een zwarte kleur heeft voor het onder- 25 breken van de witte kleur. k. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk van de eerste, tweede en derde filterstrepen (F1, F2, F3) een breedte b heeft waarbij elk van de vierde filterstrepen (Fk) een breedte c heeft en de breedten b en c zo zijn gekozen dat 30 2(h\ c) gelijk-is aan 0,28.

5· Kleurenoplosstrepenfilter aangebracht aan de voorzijde van een camerabuis van een kleurentelevisiesignaalopwekinrichting voorzien van de camerabuis en een voorversterker voor het ver-35 sterken van een uitgangssignaal van de camerabuis, terwijl het kleurenoplosstrepenfilter is voorzien van een aantal groepen van 8001990 α .¾ filterstrepen, waarbij de groepen evenwijdig aan elkaar en opeenvolgend in een opeenvolgingsherhalingsopstelling zijn geplaatst, terwijl elk van de groepen is voorzien van zes filterstrepen zoals een eerste filterstreep met een lichttransmissiekarakteris-5 tiek voor het doorlaten van het licht van een van de drie primaire kleuren van een extra mengkleur, een tweede filterstreep met een lichttransmissiekarakteristiek voor het doorlaten van het licht van een gemengde kleur welke de primaire kleur omvat doorgelaten door de eerste filterstreep en een van de andere twee primaire 10 kleuren, en een transparante derde filterstreep voor het doorlaten van wit licht, met het kenmerk, dat er in elke groep drie vierde filterstrepen (Fk) aanwezig zijn waarvan elk is geplaatst tussen en nabij de eerste, tweede en derde filterstrepen (Ft, F2, F3) waarbij de eerste tot vierde filterstrepen van elke groep 15 evenwijdig aan elkaar en opeenvolgend in een speciale opeenvolging zijn geplaatst terwijl de voorversterker (15) bestaat uit een versterker van percival-soort en de versterking van de versterker is gekozen op 0,8.

6. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven in de be-20 schrijving en/of weergegeven in de tekening. 8001990