Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 6
Текст из файла (страница 6)
$1. 3. сввтодяление Оптические звеиъя преобразователей изображения и устройств восжровэведепия ТВС включают элементы славин)еленин — разделения смтовых потоков па составляющие, обладаюппю заданными свойствами. Чаще всего это разделение светового потока па части, отличающиеся по спектральному составу. В устройствах воспроизведения изображений часто используют оптические системы, осуществшпощие обратную задачу — сюггез единого изображеввя из пескольких исходных (см з7 3 Цветпое телевидение, кино и фотография базируются па трехкомпопептпой теории цветового зрения (см.
з 2.7), поэтому в преобразователях изображепы возникает задача раздел«пил светового потока иа три составляющие, обладающие определенными спектральными характеристиками, с последующим формированием трех и«свод«ленных изображений. В светоделителях передающих телевизвовпых камер используют олтическве схемы па двхроичесюсх зеркалах или призмах. Дихрончеслие зеркала представляют собой стекляюше пластины с иаиесепвыми па вих плевками раэличпой толщины иэ матеоиалов, обладающих разным коэффициентом преломления.
Световои поток (например, Рл), отраженный от зеркала М, (рис. 1. 10, а), представляет собой сумму потоков, отражеввьпс от каждой границы этого зеркала, разделяющей среды с развьпни коэффициентами преломления. Для раэпьх длин волн условы отражения различны. Путем подбора материала пленок и вх толшивы можпо получить заданные спектральные характеристики отражения и пропускапия. Подбором спектральных характеристик отражевы р и пропускапия р двух дихроических зеркал М, и Мл световой поток Рс можно разделить р (П и ФФ бПП бба Днп пл и СПП бПП бППЛ,м д) и) Рлс.
1.10. Слег«делили ла дллрслчиллл мрллллл (ай онлцнлълсн ллгил- «срисонл (С) на три (Гл, Го, Г~, обладаюптих заданными характериспиамн. Ивтерферевционныи ларахтер явлений в двхроическвх зеркалах приводп к существашой зависимости спектральных характеристик р(А) и Р(А) от угла падения входпцвх лучей. Длл уьеевьшенвя влияния этого нежелательного эффекта стремятся уьшвьпппь отклонение световых лучей от осевого. Для этого дихроическве зеркала помещают в параллельные илн слабо сходящиеся пучки. На рис. 1. 10, а показано положение плоскостей фокусировал Н„, Но, Нл каждого из цветоделенных изображений, образованных общим обьелтивом.
Следует обратить внвмавые на то, чтобы при конструировании светоделвтельпой системы для получения одновременной фокусировки всех трех иэображений расстояние от главных плоскостей обьектвва до каждой нз плоскостей фок)лжровки было одинаковым. Изготомпь дихроические зеркала, соответствующие расчетным спектральным характеристикам, ве всегда удается. В этом случае для корректировки используют дополнительные поглощшощне светофильтры с корректирующими спектральными характеристиками, которые устанавливают в каждом вз трех каналов. Ввиду малых потерь ва поглощение обычно для светоделптельных зеркал принимают р(А)+ р(Л) =1. В этом случае прозрачыость для светового потока Ге(А) по каждому каналу без учета корректирующил фильтров, как видно нз рпс.
1.10, а, Рл Р1 ( )Рх (2) е1 Рх ( ))Рх (2)~ Ромрх(л)рх(")м11-Рх(2)1 [1-Рх(х)1 РлмРт(2). В качестве примера на рис. !. 10, б приведены спектральные харахтернстики реавьныл дихроическнх зеркал и вычисленные сквозные характеристики отдельвыл каналов Рл(2), ро (А), рл(А). На рис. 1. 11 приведена оптическая слома светоделенвя на двхроических зеркалах передающей телевизионной камеры.
Зеркала расположены в параллельном пучке световых лучей, образуемых оборачывающей системой обьекпшов (элементы ее указаны штрвховкой), влючающей призмы, предназначенные для излома световых лучей. Светоделевие в параллельном пучке уменьшает искажения, вызванные зависвмостью р (2) от угла падения входящих лучей (для внеасевых точек изображении такие искажения остаются). Основной обьектвв строит пветоделенные изображения в плоскостях фокусировки Я, С, В. В этих плоскостях должны быть расположены светочувствительные поверхности телевизионных преобразователей иэображений. Одной из существенных характеристик, влияющих на качество формируемого цветного изображения, является точность оптического совмещения цветоделенных изображений с коордшатами те- рлс.
121. Сеетолемлле лх ллхровчесхлх мрхелех х лерелмошея телехлтлалюа хемерс 1 — сам ем, г- ехо т е м1 хель Х вЂ” торсеатартомоо Омьтрм рлс. 1.12. Првзметлчес° ла схетоделвмль аерелелллса телееюлоллоа хл- мерм левизионных растров преобразователей иэображения. Допустимая суммарная погрешиосп, совмещения, вызванная неточностью оптического совмещения и рассогласованием трех телевизионных растров, как показывает анализ, ве должна превышать (0,2...0,3)д, где д — размер элемента разложения.
Это обеспечивается с большим успехом в призматических светоделытелях. Ови имеют более жесткую конструкцию, меньшие потери света, возвикавицие на границе раздела воздух — стекло, допускают более точную оптическую юстировку устройства, Схема одного нз вариантов призматического сжтоделителя приведена ва рис. 112. Дихроические зеркальные слои наносят ва стыки првзменвых компонентов, а корректирующые светофильтры — в плоскости выходных окон.
Сложный лод лучей обеспечивает одновременную фокусировку цветоделенных изображений и малые габариты всего узла светоделения. Такие светоделвтели используют в устройствах с твердотельными преобразователями иэображения, устанавлвваемыми в плоскостях Я, С, В путем приклеывания, Призматические сжтоделвтели допускают введение дополнительных изображений (оптической испытательной таблицы, различных ыодсветок ы др.). Расчет оптического звена ТВС должен быль строго согласован с ее ларактервспиами (по разрешающей способности, геоматрическим искажениям, точности совмещения цветоделенных йюпражо нвй, неравномерности освещенности по полю и др.). В пропессе проекперования ТВС, основываясь ва приведенных вьппе данных, производят выбор структуры и характеристик оптыческои системы, в том чвсле выбор обьектввов, устройства сжтоделения и других оптических элементов, сопрягают оптическую систему и преобразователь изображения по освещенности, полю зрения и другим характериствкам, производвт оценку качества оптического изображения на входе преобразователя и его влиянве на качество формируемого телевизионного изображения, рассчитывают системы автофокуси- ровки и автоматической регулировки освещенности.
$ ъ и классиоиВщии и ХАРактивистики изоБРажеиий Изображения, отражающие свойства объектов сцеиы, могут быль дииамичаскимй(юменяющимнся во времени) и свиивическими. Статические изображения описываются функцией яркости Х. (х, у, Х), не завнсшцей от времени. По отношению к пространственным координатам различают юображения объемные и лассила. Плоские взображения опвсываются фунпзней двух пространственных координат. Зависвмость от А позволяет разделить изображения по этому параметру на трв группы: 4иеитые, ахроматические в моиахроматические. Спектр излучения каждого элемента цветного изображения или более крупных его фрагментов различен: Х. (х, у, Я, 1) ьсовзй спектр излучения каждого элемента ахроматического юображевия одинаков: Х. (А) =сопзб Монохроматические юображевия являются частным случаем ахроматическвх, когда спектр каждого элемента юображевия представляет собой узкую спектральную зову около центральной длввы волны.
В процессе взаимодействия с исследуемыми объектами происходит модуляция не только амплитуды электромагнитной волны, а следовательно, и интенсивности, но и ее фазьь Простравствевновременная картина модуляции фазы несет внформацвю об юучаемых объектах, что послужило основанием для создания голографических телевюионных систем [4]. Следует отмеппь, что приведенная классификация не вакладьгвает ограничений на области определения функцив Х(А).
Такие юображевия могут рассматриваться в рентгеновской, ультрафиолетовой, видимой, инфракрасная в других областях спектра. Из физической природы света следует, что фушщвя яркости или освещенности всегда конечна и положительна, т. е. 0<1<1 где Х вЂ” максимальная яркость в поле изображения. В прикладной оптике эту функцию принимают непрерывной в области ее определения. Изображения, описываемые тывми функциями, называют иелрерыаи ими.
Функцию яркости можно представить и и дискретной форме — в виде соответствующих матрац чисел. Напрвмер, плоское ахроматическое статическое взображение в дискретной форме может быть предсшвлено в виде матрацы л, х л„т. е. Х (1 1), где 1=1, л )=1, и,. Представленное таким образом изображение называют дискретным с числом элементов в-л„х л,. При цифровой обработке изображенвй, передаче информации об изображении по каналу свюи и в ряде другах случаев удобно, если увкцня Х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
