NO125165B - - Google Patents

Description

Farvetelevis jonskamera.

Foreliggende oppfinnelse angår farvetelevisjonskameraer.

En velkjent feil som vanligvis opptrer i farvetelevisjonskameraer er kjent som "etterslepning". Et farvetelevisjonskamera omfatter flere kameraror. I noen kameraer er der således tre ror, et for hver av de tre primære farvekomponentér eller et lystetthetsror og to farveror, mens der i andre kameraer er fire ror, nemlig et lystetthetsror og tre farvekomponentsror. Vedkommende kameraer omfatter også et optisk farveseparasjonssystem som brukes for å projisere for skjelligf aurede bilder av den gjenstand hvis bilde skal overfores på vedkommende farveror, idet lystetthetsroret

(hvis det finnes et sådant) naturligvis er anordnet for å motta et lystetthetsbilde av nevnte gjenstand. Bildeplatene på de kameraror som for tiden er i vanlig bruk i televisjonskameraer

og som bevirker signalomvandlingen fra lys til elektrisitet, er foto-konduktive innretninger, og en av egenskapene ved disse kameraror er en relativt langsom reaksjon på forandringer i det tilfort lysbilde. Denne langsomme reaksjon frembringer i et reproduksjonsapparat for televisjonsbilder som mottar videosignaler fra et sådant ror, en viss utvisking av konturer og detaljer for gjenstander i bevegelse på lysbildet. Denne effekt er vel kjent under betegnelsen "etterslepning". Når lysintensiteten på roret oker, avtar imidlertid etterslepningen. I et vel kjent bly-oksyd Vidicon-kameraror blir f.eks. etterslepningen (meget tilnærmet) halvvert hvis lysintensiteten for bildet på roret blir fordoblet.

I et farvetelevisjonskamera der farvebildene - vanligvis et rodt, et gront og et blått bilde - avledes fra den gjenstand hvis bilde skal overfores og projiseres på særskilte kameraror for dette formål, blir lysintensiteten for de forskjellige farvebilder, av vel kjente grunner som henger sammen med den spektrale energi-fordeling i lyset, spektralkarakteristikkene for rorene og arten av det anvendte optiske system; meget forskjellige. For å angi et praktisk eksempel, kan således den effektive lysintensitet som tilfores det gronne kameraror bli så meget som tre ganger den intensitet som tilfores det blå kameraror. Reaksjonshastigheten for forandringer i bildet, dvs. etterslepningen, blir derfor forskjellig for de forskjellige kameraror og, og hvis det ikke treffes tiltak for å motvirke dette, blir resultatet at der i en farvemottager som mottar signaler fra kameraet, fremkommer subjektivt meget forstyrrende farve-"haler" på gjenstander i bevegelse. Denne subjektive effekt er særlig fremtredende i forbindelse med gjenstander som opptrer i noytral farve, dvs. såkalte "farvelose" gjenstander.

Et kjent tiltak for å redusere sådanne subjektivt forstyrrende effekter er å anordne optiske attenuatorer bestående av noytrale lystetthetsfiltre i lysbanene til de forskjellige farvekameraror for således å balansere etterslepningseffektene til en noytral farve, idet de individuelle attenuatorer i de forskjellige lysbaner

velges slik at det fremkommer etterslepninger i de forskjellige

ror av så nær som mulig samme storrelse. Hvis etterslepningens storrelse gjores stort sett den samme i alle ror, resulterer dette i at det blir en relativt liten noytral "utsmoring", som er subjektivt meget mer akseptabel enn de farvede "haler" som ellers ville opptre. Det bor bemerkes at den påkrevede nøyaktighetsgrad for å oppnå avbalansering til en noytral farve, dvs. nøyaktigheten i valget av forskjellige attenuatorer for de forskjellige noytrale lystetthetsfiltre, avtar når den absolutte verdi av etterslepningen avtar, slik at når lystilfbrselen til kameraet oker, vil den påkrevde nøyaktighetsgrad avta.

I et ^f-rors kamera, dvs. et kamera med et lystetthetsror såvel som tre farvekameraror, bestemmes folsomheten hovedsakelig av lys-tetthetsrorets folsomhet, og innforing av svekning i lysbanene til farverorene i den hensikt å gjensidig tilpasse disses etterslepninger, vil ikke i alvorlig grad påvirke kameraets resulterende folsomhet. Da imidlertid i denne kameratype den innkommende lysintensitet til farverorene er lav, sammenlignet med den lysintensitet lystetthetsroret mottar, blir de absolutte etter-slepningsverdier for nevnte farveror hoye og innstillingen av vedkommende svekningsverdier for å oppnå god utbalansering av etterslepningen blir fblgelig kritisk for disse ror. Det vil derfor oppnås vesentlige praktiske fordeler hvis de subjektivt forstyrrende effekter av forskjellige etterslepninger for de forskjellige farveror kunne elimineres eller vesentlig reduseres uten bruk av lyssvekningsfiltre for tilpasning av etterslepningene. Som det vil fremgå senere i beskrivelsen muliggjor foreliggende oppfinnelse at dette kan oppnås i et h-rorskamera, således at det fremkommer betraktelige fordeler når oppfinnelsen anvendes i forbindelse med denne kameratype.

I et 3-ro'rs kamera med bare farveror, frembringes lystetthetssignal-et ved kombinasjon av de tre fårvesignaler fra farvekamerarorene, idet det gronne signal gir det storste bidrag ved denne kombinasjon. Kamerafolsomheten er således hovedsakelig avhengig av folsomheten for det gronne kameraror og en innforing av en attenuator i lysbanen til dette ror for å oppnå utbalansering av etterslepningene, vil uunngåelig medfore et betraktelig folsomhetstap. I den type 3-rors kamera der' et lystetthetsror brukes i stedet for et gront farveror, er kamerafolsomheten stort sett avhengig av lystetthets-rorets folsomhet, og atter vil innfbringen av en tilpasnings-attenuator i lysbanen til dette ror medfbre et meget ubnsket fblsomhetstap. I begge disse typer av 3_rors kameraer vil derfor en eliminering av behovet for attenuatorer for å oppnå utbalansering av etterslepningen, bety en meget vesentlig fordel, og foreliggende oppfinnelse, som faktisk gjor attenuatorer overflbdige, vil være av enda stbrre betydning i dette tilfelle enn når den utoves i forbindelse med et <>>+-rbrs kamera.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å fremskaffe forbedrede farvetelevisjonskameraer, der de subjektivt forstyrrende etter-slepningseffekter, både når det gjelder absolutte verdier og etter-slepningsvariasjoner for forskjellige ror, i hby grad er redusert på en enkel og bkonomisk måte med et minimum av fblsomhetstap for vedkommende kamera.

Oppfinnelsen angår således et farvetelevisjonskamera av den type

som omfatter flere kameraror med hver sin billedmottagerflate og av hvilke minst to er farvekamerarbr samt anordnet for å motta lysbilleder av hver sin farve fra en objektivlinse gjennom et optisk farvesepareringssystem, idet nevnte billedmottagerflater ligger i et fokalplan for objektivlinsen, idet kameraets særtrekk i henhold til oppfinnelsen består i at det i minst en lysbane fra objektivlinsen til planene for de billeder som dannes ved hjelp av inne linse på billedmottagerflåtene for nevnte kameraror, er innskutt en modifiseringslinse som ikke ligger i et fokalplan for objektivlinsen og modifiserer stbrrelsen av vedkommende billed slik at billedene på minst to av kame.rarbrenes billedmottagerf later blir av innbyrdes forskjellige stbrrelser og således av forskjellig lysintensitet, idet forskjellen eller forskjellene i billedstbrrelsene velges slik at etterslepningseffekten for de forskjellige kameraror effektivt utbalanseres.

Uttrykket "linse" brukes i denne beskrivelse slik at det også omfatter linsestrukturer sammensatt av flere enkeltlinser.

Det er et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse at en lysbane

der det, i henhold til oppfinnelsen er innskutt en modifiseringslinse, er en bane som uten modifiseringslinse ville ha en lengde lik brennvidden for objektivlinsen. Det som modifiseringslinsen

bevirker er med andre ord å modifisere den effektive brennvidde for objétivlinsen således at bildestorrelsen i bildeplanet for vedkommende ror forandres. Det kan ved forste oyekast se ut som tilfredsstillende resultater kunne oppnås ved bruk av en eller flere såkalte relelinsesystemer, som hvert omfatter en feltlinse fulgt av en relelinse mellom objektivlinsen og bildeplanet på roret, idet bildet i nevnte plan dannes av relelinsen fra et primærbilde projisert av objektivlinsen i planet for feltlinsen.

Ved bruk av et eller flere sådanne relelinsesystemer, kan virkelig storrelsene av de endelige bilder i bildeplanene for de forskjellige ror gjores forskjellige ved hjelp av passende relelinæ-utforelser. Et sådant arrangement ville imidlertid ha ulemper som unngås ved foreliggende oppfinnelse og som ville være meget alvorlige i et farvetelevisjonskamera. Bortsett fra det faktum at det optiske system ville bli av vesentlig storre kompleksitet, dyrere, og ha storre omfang enn et arrangement i henhold til foreliggende oppfinnelse, ville det bkede antall nodvendige linser medfore bkede lystap, hvilket er en alvorlig ulempe i et farvetelevis jonskamera. Dessuten, og dette er kanskje enda viktigere, medfbrer hvert relelinsesystem en dannelse av et tilleggsbilde, primærbilde, i planet for feltlinsen, og fblgelig vil selv små

feil i denne linse være uaksepterbare fordi feil i feltlinse-elementene og/eller fremmedle.gemer (f.eks. stbv eller fett) på linseoverflaten vil befinne seg i eller nær fokus og derfor sannsynligvis være synlig på televisjonsbildet. I et apparat i henhold til foreliggende oppfinnelse oppnås på den annen side de forskjellige bildestbrrelser i bildeplanene for de forskjellige ror ikke ved hjelp av relelinsesystemer, men ved hjelp av en modifiseringslinse som ikke ligger nær fokus.

I en utfbrelse av oppfinnelsen er modifiseringslinser innrettet for å bevirke en reduksjon av bildestorrelsen, innskutt i den rode og den blå lysbane fra den optiske farvesepareringsanordning til henhv. det rode og det blå kameraror, idet en linse er innfort i hver av de to nevnte baner.

I en annen utfbrelse av oppfinnelsen er modifiseringslinser, som hver er innrettet for å bevirke en reduksjon av bildestorrelsen, innskutt i den rode og den blå lysbane fra det optiske farvesepareringssystem til henhv. det rode og det blå kameraror, idet en linse er innskutt i hver av nevnte .to baner, og en ytterligere modifiseringslinse innrettet for å bevirke en okning av bildestorrelsen, er innskutt i den gronne lysbane fra nevnte optiske farveseparerinssystem til det gronne kameraror.

I en ytterligere utforelse er en modifiseringslinse innrettet for

å frembringe en okning av bildestorrelsen, innskutt i den gronne lysbane fra nevnte optiske farvesepareringssystem til det gronne kameraror.

I enda en ytterligere utfoiaLse, der to farvebilder av samme storrelse behoves for å oppnå etterslepningsbalanse, er det optiske farvesepareringssystem oppdelt i to deler og en modifiseringslinse, innrettet for å frembringe en reduksjon av bildestorrelsen innskutt mellom nevnte to deler i en lysbane som er felles for lys av begge nevnte farver.

Oppfinnelsen er anskueliggjort i vedfoyde tegninger, som skjematisk viser en utforelse av oppfinnelsen, i den utstrekning det er nodvendig for å forstå denne og utovd på et 3-rors kamera av den type som har tre farveror, nemlig for rodt, gront og blått.

Det skal nå henvises til figuren, som bl.a. viser et vanlig Zoom-linsessystem for kameraet. Dette system omfatter en vanlig fast frontlinse 1a, en fast "bakre- eller objektiv-linse 1c, og mellom disse, en bevegelig optisk linsestruktur, representert ved 1b ved en enkelt linse, skjont naturligvis en mer kompleks bevegelig linsestruktur ofte anvendes. Ved 2 er der vist en kjent prisme-blokk som separerer de tre farvebilder og overforer dem til tre forskjellige farvekameraror. I dette prismearrangement 2, representerer den stiplede linje 3 en dikroisk flate for refleksjon av gront lys, k er en totalt reflekterende innvendig flate, 7 er en dikroisk reflekterende flate for blått og 8 er et luftgap. Det gronne, blå og rode kameraror er henhv. betegnet med 51 9 og 13. Lysstrålebanene er antydet ved strekprikkede pill in jer.

Lysstrålen fra objektivlinsen 1c for Zoom-linsen trenger inn i prismearrangementet 2 og dets gronne lyskomponent reflekteres som en gronn stråle fra den dikroiske flate 3 til flaten h, der den blir totalt reflektert innvendig i prismet mot det gronne ror 5? idet den gronne lyskomponentber bringes til fokus og danner et gront bilde på rorets bildeflate, som antydet ved doble pilespisser 6. Størrelsen av dette bilde er valgt slik at det passer til dimensjonene av den foto-konduktive skjerm for roret 5j dvs. at det har den maksimale storrelse som roret kan behandle tilfredsstillende. En sådan bildestorrelse vil heretter bli betegnet som "full storrelse".

Lys som passerer gjennom den dikroiske flate 3 (dvs. lys uten gronn komponent) når den blå reflekterende dikroiske flate 7 som således reflekterer en blå stråle. Denne reflekteres totalt ved luft/glass-flaten som dannes på baksiden av luftgapet 8 og rettes derved mot det blå kameraror 9. I et kamera i henhold til vanlig praksis blir denne stråle fokusert på bildeflaten for det blå ror 9 og danner derved et bilde i full storrelse som angitt ved de doble pilspisser 10, som angir et bilde av samme storrelse som dobbeltpilene 6. I henhold til foreliggende oppfinnelse er der imidlertid i banen for den blå stråle til roret 9 fra. prismearrangementet 2, innskutt en modifiseringslinse 11, som kan være en ganske enkel linse, og har som virkning at den effektive brennvidde for objektivlinsen 1c reduseres, således at det på roret 9 dannes et blått bilde som er representert ved dobbeltpilen 12

og således er av redusert storrelse, sammenlignet med full storrelse, og derfor av okt.lysintensitet. Reduksjonen i bildestorrelsen, dvs. i hvilken grad det blå bilde 12 er gjort mindre enn det gronne bilde 6 i full storrelse, er valgt slik at det fremkommer, så nær som mulig, en etterslepningsbalanse mellom de to ror 5 og 9.

Lys som ikke reflekteres av den dikroiske flate 7, dvs. en rod stråle, fortsetter gjennom denne flate til det rode kameraror 13) hvor den i henhold til kjent kamerapraksis ville danne et rodt bilde i full storrelse som antydet ved den dobbelthodede pil 1^-. I henhold til oppfinnelsen er imidlertid en annen modifiseringslinse 15 innskutt mellom prismearrangementet 2 og roret 13» idet denne linse 15 således tjener samme formål som linsen 11, dvs. å redusere (fen effektive brennvidde for objektivlinsen 1c, slik at det dannes et rodt bilde 16 av tilstrekkelig redusert storrelse men oket lysintensitet for å fremskaffe, i så hoy grad som mulig, etterslepningsbalanse mellom rorene 5 og 13*

Modifiseringslinsene 11 og 15 virker begge slik at brennvidden reduseres, hvorved også bildestorrelsen reduseres mens bildeintensiteten okes. Sådanne linser kan passende betegnes som "positive" linser til forskjell fra linser som ville oke brennvidden og bildestorrelsen samt dermed minske bildeintensiteten,

og som således kan kalles "negative" linser. Det viste arrangement med positive modifiseringslinser i lysbanene til det blå og det rode kameraror samt et "umodifisert" bilde i full storrelse på det gronne ror, er oyensynlig ikke det eneste mulige. Det er således mulig i mange tilfeller å oppnå tilfredsstillende resultater ved å anordne en negativ linse mellom prismearrangementet 2 og det gronne ror (konstruksjonen må naturligvis da være slik at det gronne ror kan motta det forstorrede bilde på tilfredsstillende måte) og uteslutte de to positive linser 11 og 15» som er vist i figuren.

I en annen og foretrukket utforelse, er en negativ linse innskutt mellom arrangementet 2 og det gronne ror 5 for derved å danne et forstorret bilde på dette ror (atter må konstruksjonen være slik at det forstorrede bilde kan mottas), mens de positive linser 11

og 15 beholdes. Denne utforelse har den fordel at de modifiserende positive linser 11 og 12 kan være svakere enn i et forovrig lignende tilfelle, der det ikke finnes noen modifiserende linse i lysbanen til roret 5» Fra et praktisk konstruksjonssynspunkt er det ofte fordelaktig å fremskaffe etterslepningsbalanse i et 3-rors kamera ved hjelp av to positive og en negativ linse, beller em som antydet i figuren, bare to positive linser.

I visse tilfeller kan det vise seg at to av rorene i et 3-rors kamera for etterslepningsbalanse krever bilder av samme lysintensitet og derfor samme storrelse, idet lysintensiteten og storrelsen for disse bilder imidlertid er forskjellig fra det som er nodvendig i det tredje ror for å oppnå den sokte balanse. I et sådant tilfelle kan imidlertid balansen oppnås i henhold til foreliggende oppfinnelse ved at en enteLt modifiseringslinse, felles for de to farver, innskytes i farvesepareringssystemet. I en utforelse av denne type er et farveseparerende prismesystem av samme type som prismesystemet 2 i figuren, oppdelt i to deler, av hvilke den forste, dvs. den som mottar lys fra Zoom-systemet utskiller den gronne stråle, slik som allerede beskrevet under henvisning til figuren, slipper igjennom rodt og blått lys til den annen del som adskiller rodt og blått på samme måte som beskrevet ovenfor. Hvis det for balanse trenges et rodt bilde og et blått bilde av samme storrelse, men mindre enn det gronne bilde, kan dette oppnås ved hjelp av enkelt positiv modifiseringslinse innskutt i den felles lysbane for rodt og blått lys fra den forste del av det farveseparerende prismesystem til den annen del av dette. Dette arrangement har ikke bare den fordel at det kreves bare en modifiseringslinse, men også den fordel at linsen er anordnet i storre avstand fra de to farveror som mottar lys fra denne enn det som er tilfelle når det anvendes to modifiseringslinser, en i hver av de to farvestråler som trer ut fra det lysseparerende prismesystem.

På grunn av denne storre avstand kan en felles linse innskutt i lyssepareringssystemet, være svakere for en gitt reduksjon i billedstorrelsen enn de to linser som den erstatter og således lettere å konstruere.

Claims (5)

1. Farvetelevisjonskamera av den type som omfatter flere kameraror med hver sin billedmottagerflate og av hvilke minst to er farvekameraror samt anordnet for å motta lysbilleder av hver sin farve fra en objektivlinse gjennom et optisk farvesepareringssystem, idet nevnte billedmottagerflater ligger i et fokalplan for objektivlinsen, karakterisert ved at det i minst en lysbane fra objektivlinsen til planene for de billeder som dannes ved hjelp av denne linse på billedmottagerflåtene for nevnte kameraror, er innskutt en modifiseringslinse som ikke ligger i et fokalplan for objektivlinsen og modifiserer storrelsen av vedkommende billed slik at billedene på minst to av kamerarorenes billedmottagerflater blir av innbyrdes forskjellige storrelser og således av forskjellig lysintensitet, idet forskjellen eller forskjellene i billedstorrelsene velges slik at etterslepningseffekten for de forskjellige kameraror effektivt utbalanseres.

2. Kamera som angitt i krav 1, karakterisert ved at det både i den rode og den blå lysbane fra farvesepareringssystemet til henholdsvis det rode og det blå farvekamerarbr, er innskutt en egen modifiseringslinse innrettet for å frembringe et billed av redusert storrelse.

3. Kamera som angitt i krav 1, karakterisert ved at det både idet den rode og den blå lysbane fra farvesepareringssystemet til henholdsvis det rode og det blå farvekamerarbr, er innskutt en egen modifiseringslinse innrettet for å frembringe et billed av redusert storrelse, mens en ytterligere modifiseringslinse, innrettet for å frembringe et billed av bket storrelse, er innskutt i den gronne lysbane fra nevnte farvesepareringssystem til det gronne kameraror. •+.

Kamera som angitt i krav 1, karakterisert ved at en modifiseringslinse innrettet for å frembringe en bket bildestbrrelse, er innskutt i den grbnne lysbane fra nevnte farvesepareringssystem til det gronne kameraror.

5. Kamera som angitt i krav 1, og der to farvebilder av samme storrelse kreves for å oppnå etterslepningsbalanse, karakterisert ved at farvesepareringssystemet er oppdelt i to deler og en modifiseringslinse, innrettet for å frembringe en redusert bildestbrrelse, er innskutt mellom nevnte to deler i en lysbane som er felles for lys av de to nevnte farver.