專利名稱:分色濾色鏡的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于單攝象管彩色電視攝象機的攝象管分色濾色鏡，特別是藍色和黃色濾光分色系統(tǒng)的改進。
作為濾色器的常用條紋濾色鏡通?？煞譃槎鄬咏饘傺趸锏亩蛏珵V色鏡和用有機染料染制有機條紋而制成的有機條紋濾色鏡。本發(fā)明所涉及的就是這種有機條紋濾色鏡。
安裝藍色和黃色濾色系統(tǒng)的常用單攝象管式彩色電視攝象機，與三攝象管式彩色電視攝象機相比，前者的彩色再現(xiàn)逼真度較差。因此，最近提出了一種經(jīng)過改進的單攝象管式彩色電視攝象機，其中使用一種條紋濾色鏡，在沒有藍色濾色片的部分或在沒有藍色和黃色濾色片的部分安置一個紅色濾色片，以便阻擋一些綠色光線。
通過有機染色制成的，在分頻型(例如美國的3，647，943號專利和日本57-22503號專利中所描述的單攜分頻式)單攝象管式彩色電視攝象管中使用的藍色條紋濾色鏡，必須對藍色有高度透光性，如圖1的特性曲線Ⅰ所示。但是，由于現(xiàn)在可以從市場上買到的藍色染料對藍色的透光性很差，如特性曲線Ⅱ所示，雖然藍色濾色鏡應(yīng)該在空間上只調(diào)制紅色，但它卻對藍色也產(chǎn)生調(diào)制，結(jié)果產(chǎn)生了偽色。此外，用有機染色制成的藍色濾色片由于其透過率曲線的斜率不大而不能對紅色產(chǎn)生良好的調(diào)制作用。為了獲得理想的分色性能，與藍色濾色片50%透光率相對應(yīng)的半值波長必須處于575至585nm毫微米波長范圍之內(nèi)。同時，半值波長附近的透射率斜率必須陡峭。例如，(80%透光度～20%透光度)/(與20%透光度相對應(yīng)的波長與20%透光度相對應(yīng)的波長)的值必須是大的。傳統(tǒng)染料的半值波長約為565nm，它的紅色透光度相當高，例如，大約13～15%。但是，當這個波長范圍內(nèi)的透光度減弱時，也就是說，當顏色變深時，半值波長就移到短波范圍，如圖1特性曲線Ⅳ所示，因而，如上所述，嚴重地損害分色濾色鏡性能。
本發(fā)明的目的是提供一種分色濾色鏡，使藍色濾色片的透光度半值波長移到長波范圍，以改善藍色濾色片的吸收性能，提高彩色再現(xiàn)逼真度。
為達到本發(fā)明的上述目的，在沒有藍色濾色片的部分或在沒有藍色和黃色濾色片的部分制造一個紅色濾色片，這個紅色濾色片的吸光波長范圍為550～570nm，在此范圍內(nèi)的透光度為40～75%。上述各部分均在一個有效成象屏面上。在藍光和可見光范圍內(nèi)大約560nm波長之間，這個紅色濾色片的透光性基本上相當于藍色濾色片的透光性。同時，藍色濾色片在620～680nm波長范圍內(nèi)的平均透光度定為8%或8%以下。
圖1說明作為波長函數(shù)的常用分色藍紋濾色鏡透光度;
圖2是一個擴大的平面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案(embodiment)安裝在單管電視攝象機攝象管中的一個分色條紋濾色鏡的主要部分;
圖3說明圖2中作為波長函數(shù)的濾色鏡透光度。
借助一個最佳實施方案連同其附圖，本發(fā)明將得到詳細說明。
圖2是一個放大的平面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方案，安裝在單攝象管式電視攝象機攝象管中的一個分色條紋濾色鏡的主要部分。在圖2中，旁注數(shù)字1指藍色條紋濾色片，含有一系列藍色條紋1a、1b、1c……，它被做在一塊作為面板的透光玻璃基片上。1a、1b、1c、……等藍色條紋彼此平行，間隔相等，按預(yù)定角度傾斜。旁注數(shù)字3指紅色條紋濾色片，含有紅色條紋3a、3b、3c……，制作在每兩道藍色條紋之間，并使紅色條紋與藍色條紋一樣，也是彼此平行，距離相等，并按預(yù)定角度傾斜。旁注數(shù)字2指黃色濾色片，含有黃色條紋2a、2b、2c……與藍色和紅色條紋交叉。結(jié)果，分色條紋濾色鏡包含有一個只有藍色條紋的藍色鑲嵌區(qū)F1，一個只有紅色條紋的紅色鑲嵌區(qū)F3，一個由1a、1b、1c……藍色條紋與2a、2b、2c……黃色條紋交織的黃藍色鑲嵌區(qū)，和一個由2a、2b、2c……黃色條紋與3a、3b、3c、……紅色條紋相交織的黃紅色鑲嵌區(qū)。
F1區(qū)的透光性能由圖3中的特性曲線Ⅰ1表示。由2a、2b、2c……黃色條紋與1a、1b、1c……藍色條紋相交織而形成的F2區(qū)，其透光性能由特性曲線Ⅰ2表示。僅由3a、3b、3c……等紅色條紋形成的F3區(qū)，其透光性能由特性曲線Ⅰ3表示。由3a、3b、3c……紅色條紋與2a、2b、2c……黃色條紋相交織而形成的F4區(qū)，其透光性能由特性曲線Ⅰ4表示。在這種情況下，條紋濾色片1，2和3的條紋周期(紋距)等于其寬度的兩倍，F(xiàn)1、F2、F3和F4區(qū)的面積相等。
從圖3可以看出，利用上述安排，大約在400～560nm波長范圍紅色條紋濾色片3的特性曲線Ⅰ3與特性曲線Ⅰ1基本上是匹配的，藍色條紋濾色片1在620～680nm波長范圍內(nèi)的平均透光度為5～8%。因此，短波色彩成份在空間上將不會被藍色條紋濾色片調(diào)制，因而使藍色成份不會混于紅色波道信號中。
此外，在500～560nm波長范圍內(nèi)，即在具有最大透光度的波長與圖1中傳統(tǒng)特性曲線Ⅳ的近半值波長之間，紅色條紋濾色片的特性曲線(圖3)與藍色條紋濾色片的特性曲線Ⅰ1(圖3)基本上是匹配的。紅色條紋濾色片的特性曲線Ⅰ3達到最小值之后，曲線Ⅰ3使離開曲線Ⅰ1，倒轉(zhuǎn)向上，提供高透光度。
藍色條紋濾色片1的調(diào)制特性取決于有1a、1b、1c……藍色條紋的部分與沒有這些條紋的部分之間的差異。當紅色條紋濾色片的透光度定為100%，再將常用藍色條紋濾色片的特性曲線Ⅳ(圖1)畫出來，就可以獲得有效特性曲線Ⅰ1，其半值波長移至長波范圍內(nèi)，從而獲得圖1中的理想曲線Ⅰ。
根據(jù)上述實施方案進行組裝，可以減小拍頻信號。一般說來，拍頻信號是由于這些條紋濾色片的重復排布而在低頻范圍內(nèi)產(chǎn)生的。在單攝象管式單視攝象機中，拍頻信號混雜于低頻通道中(即在亮度信號范圍內(nèi))，因而在光屏上產(chǎn)生深/淺色條紋，降低圖象的質(zhì)量。深/淺條紋的產(chǎn)生頻率是由兩個條紋濾色片的重復排布的差異決定。雖然這一現(xiàn)象與本發(fā)明的范圍沒有直接關(guān)系，我們還是要簡略地談?wù)勁念l信號問題。拍頻信號幅度由(C+Y)-(G+W)或(C+Y)-(G+M)決定，其中C、Y、G和W(或M)分別為藍色信號、黃色信號、由藍色和黃色條紋重疊部分產(chǎn)生的綠色信號和從沒有藍色和黃色條紋的部分產(chǎn)生的白色信號(或紅色信號)。這些信號的光譜分布取決于下列參數(shù)的乘積(1)光源L(入)的光譜能量分布;
(2)被觀察的物體的光譜反射率分布R(入)(但當觀察光源本身時，上述L(入)和R(入)僅為光譜能量分布L(入)所取代);
(3)透鏡式校正濾色鏡的光譜透射率T(入);
(4)光電轉(zhuǎn)換膠片的感光層分布S(入)。
和(5)藍色、黃色、綠色和白色濾色片的透光度FC(入)、FY(入)、FG(入)和FW(入)。
這些乘積的積分值就是信號輸出值。在此情況下，以紅色濾色片代替白色部分時，信號分布和積分值發(fā)生改變幾乎各種顏色的拍頻信號都減小了。尤其可以大大減少深藍色和藍色的拍頻信號。
根據(jù)上述分色條紋濾色鏡設(shè)計，在分頻式攝象管所產(chǎn)生的信號中，低頻成分(即不能被任何濾色片調(diào)制的信號)會因加入紅色濾色片而減小。但高頻成份(即可被相應(yīng)的濾色片調(diào)制的信號)不會降低。在分頻式攝象管中，決定圖象質(zhì)量的不是以低頻成份為基礎(chǔ)的亮度信號，而是以高頻成份為基礎(chǔ)的色度信號。因此色度信號與亮度信號強度比增加了，從而改善了圖象的信號噪聲比，獲得高彩色章度圖象，使影象色彩濃重。根據(jù)模擬計算和試驗，在波長565nm附近的透光度為40～75%時，紅色條紋濾色片的色調(diào)最佳。
在上述實施方案中，紅色濾色片安置在沒有藍色片的有效成象區(qū)。但是，紅色濾色片也可以安置在即沒有藍色濾色片又沒有黃色濾色片的部分也能取得上述方案中的同樣效果。
從上述說明中可以看出，就單攝象管式彩色電視攝象機的攝象管中所使用的分色濾色鏡來說，所用的紅色濾色片，在從藍光到約560nm波長范圍，其光倍透射率特性與藍色濾色片基本相同，它至少可以制作在沒有藍色濾色片的部分，從而把藍色濾色片的半值波長相對移動到長波范圍內(nèi)，使半值波長附近的透光度斜率變大，結(jié)果，就可以使再現(xiàn)的彩色圖象高度逼真。
權(quán)利要求
1.用于彩色電視攝象管的分色濾色鏡，在光屏的有效成象屏面上安裝藍色和黃色條紋或鑲嵌濾色片，以便在空間上分別調(diào)制紅光和藍光，至少在沒有上述藍色濾色片的部分安裝一個紅色濾色片，在短波和長波之間的一個予定的光譜范圍內(nèi)，該紅色濾色片的透光性能與上述藍色濾色鏡基本相同。上述制作紅色濾光片的部分包含在上述有效成象屏面內(nèi)，上述紅色濾色片的吸光波長范圍為550～570nm，在此范圍的透光度為40～75%。
2.權(quán)利要求
1中的一個濾色鏡，其中，在620～680nm之間的長波范圍內(nèi)，上述藍色濾色片的平均透光度不超過8%。
3.權(quán)利要求
1中的一個濾色鏡，其中，所預(yù)定的波長范圍為400～560nm。
4.權(quán)利要求
1中的一個濾色鏡，其中，上述紅色濾色片具有這樣的色調(diào)，在波長560nm附近其透光度為40～75%。
5.權(quán)利要求
1中的一個濾色鏡，其中，在沒有上藍色和黃色濾色片的部分制作有上述紅色濾色片。
專利摘要
在單攝象管式彩色電視攝象機的攝象管分色濾色鏡中制作了紅色濾色片。它被安置在沒有藍色濾色片的部分，或安置在沒有藍和黃色濾色片的部分，其吸光波長范圍為550～570nm，在此之內(nèi)的透光度為40～75％。上述各部分都處在有效成象屏面內(nèi)。在藍光波長與可見光度范圍內(nèi)的560nm波長之間，該紅色濾色片的透光性能基本上與藍色濾色片的透光性能相當。藍色濾色片在波長范圍為620～680nm時的平均透光度定為8％或8％以下。
文檔編號G02B5/22GK85104805SQ85104805
公開日1986年12月17日 申請日期1985年6月22日
發(fā)明者云內(nèi)高明, 信時三郎, 博一 申請人:株式會社日立制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan