DE1512332C3 - Fernsehkamera mit einem Lichtteilungssystem zwischen der Objektivlinse und den Bildaufnahmeröhren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernsehkamera, die im Lichtweg zwischen der Objektivlinse und den Bildaufnahmeröhren ein aus mindestens einem dichroitischen Spiegel bestehendes Lichtteilungssystem sowie in dem Lichtweg zwischen der Objektivlinse und dem Lichtteilungssystem eine doppelbrechende Platte enthält.

Ein dichroitischer Spiegel ist bekanntlich aus mehreren Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex aufgebaut. Die Stärke jeder Schicht wird gleich einem Viertel· der Mittel wellenlänge des vom Spiegel zu reflektierenden Frequenzbandes gewählt. Infolge dieser Wahl wird die Strahlung im gewünschten Frequenzband reflektiert und die Strahlung außerhalb dieses Bandes hindurchgelassen.

Eine Eigenschaft eines dichroitischen Spiegels besteht darin, daß die Reflexions- und Durchlaß-Koeffizienten für in der Einfallsebene des Spiegels polarisiertes Licht, d. h., bei dem der elektrische Vektor in der Einfallsebene schwingt, von denen für senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht verschieden sind.

Bei nicht polarisiertem Licht (natürlichem Licht) besitzt der Spiegel mittlere Reflexions- und Durchlaß-Koeffizienten, die berechnet werden können. Ist das Licht aber polarisiert, so weichen diese Koeffizienten von den Mittelwerten ab, und es treten Farbverschiebungen auf. Diese Verschiebungen erreichen extreme Werte, wenn die auf den Spiegel einfallende Strahlung entweder in der Einfallsebene oder senkrecht zur Einfallsebene des Spiegels linear polarisiert ist. Das einfallende Licht ist oft tatsächlich polarisiert, da Spiegelungen, die völlig oder nahezu völlig unter Brewster-Verhältnissen im Gegenstandsraum (der aufzunehmenden Szene) auftreten, nahezu unvermeidlich sind. Es wird von Spiegelung unter Brewster-Verhältnissen gesprochen, wenn die reflektierten Lichstrahlen und die durchgelassenen Lichtstrahlen eines auf die Grenzschicht zweier Mittel auftreffenden Bündels senkrecht zueinanderstehen.

Eine derartige Fernsehkamera ist aus der DT-AS 10 69 897 bekannt. Die bekannte Anordnung weist das Merkmal auf, daß in dem Lichtweg zwischen der Objektivlinse und dem Lichtteilungssystem eine Platte Q angeordnet ist. Bei dieser Platte handelt es sich um eine λ/4-Platte.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine derartige bekannte Anordnung dahingehend zu verbessern, daß Farbverschiebungen vermieden werden und daß außerdem eine möglichst große Unabhängigkeit vom Polarisatianszustand des Einfallslichtes geschaffen wird. Diese Aufgäbewird bei einer Fernsehkamera der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Stärke der Platte derart ist, daß die Doppelbrechung größer als einige Wellenlängen des auf das Lichtteilungssystem· einfallenden Lichtes ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Winkel zwischen dem Hauptschnitt der Platte und der Einfallsebene des Systems vorzugsweise etwa 45° betragen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnistzugrunde, daß die Lichtwellenlängen, bei denen der Phasenunterschied für die beiden Hauptschwingungen einer doppelbrechenden Platte, mit Ausnahme eines ganzen Vielfachen von 2 π, denselben Wert hat, um so näher beieinanderliegen, desto stärker die Platte ist. Bekanntlich sind die Hauptschwingungen einer doppelbrechenden Platte die sogenannte schnelle Schwingung und die langsame Schwingung.

Daraus ergibt sich, daß, wenn das Einfallslicht eine spektrale Verteilung mit einem kontinuierlichen Charakter hat, die Verteilung der Lichtenergie über die senkrecht zur Einfallsebene bzw. in der Einfallsebene polarisierten Komponenten ausreichend gleichmäßig gemacht werden kann, wenn die Doppelbrechung wenigstens einige Wellenlängen beträgt. Dies gilt unabhängig vom Polarisationszustand des einfallenden Lichtes, das entweder elliptisch oder kreisförmig oder aber linear polarisiert sein kann und sein darf.

Vorzugsweise wird die Doppelbrechung nicht gleich einigen Wellenlängen gewählt, sondern viel größer. Erstens wird die Wirkung dann noch weiter verbessert. Zweitens bietet dies technische Vorteile, denn die Herstellung wird um so einfacher, je stärker die doppelbrechende Platte ist. Eine Quarzplatte in der Stärke von 5 mm, parallel zur Hauptachse geschnitten, weist eine Doppelbrechung von 100 Wellenlängen für Licht mit einer Wellenlänge von 0,5 Mikron (grünes Licht) auf.

Die Erfindung wird für ein Ausführungsbeispiel einer Farbfernsehkamera an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Das vom Objekt herrührende Licht fällt durch die Objektivlinsei auf das Lichtteilungssystem, das aus den dichroitischen Spiegeln 2 und 3 besteht. Der dichroitische Spiegel 2 reflektiert die rote Komponente des Lichtes und läßt die blaue und die grüne Komponente durch. Der dichroitische Spiegel 3 reflektiert die blaue Komponente und läßt die grüne durch. Auf die Aufnahmeröhren 4, 5 und 6 fällt daher rotes, grünes bzw. blaues Licht.

Zwischen der Objektivlinse 1 und dem Lichtteilungssystem 2, 3 ist eine starke doppelbrechende Platte 7 derart angeordnet, daß der Hauptabschnitt der Platte mit der Einfallsebene des dichroitischen Spiegels 2 einen Winkel von 45° einschließt.

Der Polarisationszustand des vom Objekt herrührenden, auf der Platte 7 auftreffenden polarisierten Lichtes wird von dieser Platte geändert. Diese Änderung hängt in starkem Maße von der Wellenlänge des Lichtes ab, was zur Folge hat, daß durchschnittlich über den Spektralbereich des verwendeten Lichtes die Lichtenergie nahezu gleichmäßig über die senkrecht zur Einfallsebene und in der Einfallsebene auftretenden Schwingungen verteilt wird.

Die Kamera nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß ihre Wirkung vom Polarisationszustand des Einfallslichtes nahezu unabhängig ist. Dieser Vorteil

gilt nicht bei Verwendung einer λ/4-Platte. Eine solche Platte ist nur für linear polarisiertes Licht einer bestimmten Wellenlänge wirksam. Für kreisförmig polarisiertes einfallendes Licht ist der Effekt einer λ/4-Platte sogar entgegengesetzt zum Gewünschten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fernsehkamera, die im Lichtweg zwischen der Objektivlinse und den Bildaufnahmeröhren ein aus mindestens einem dichroitischen Spiegel· bestehendes Lichtteilungssystem sowie in dem Lichtweg zwischen der Objektivlinse und dem Lichtteilungssystem eine doppelbrechende Platte enthält, d a durch gekennzeichnet, daß die Stärke der Platte (7) derart ist, daß die Doppelbrechung größer als einige Wellenlängen.des auf das Lichtteilungssystem (2,3) einfallenden Lichtes ist. ....

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Hauptschnitt der Platte und der Einfallsebene des Systems etwa 45° beträgt.