Реферат: Формирование изображения в телевизионных системах

В телевизионных устройствах используют объективы с малыми углами зрения (менее 15... 20°), универсальные (20...60°) и широкоугольные (более 60°). При проектировании телевизионных объективов, предназначенных для работы с передающими трубками и матрицами (маркируются символом "Т"), учитывают наличие в оптическом звене плоскопараллельной стеклянной пластинки - планшайбы передающей трубки или матрицы. В ТВС со стандартными параметрами разложения (625/50/2:

1) применяют объективы с разрешением 55 лин/мм и выше в центре поля изображения. В прикладных ТВС часто используют стандартные фотографические объективы.

Широкое распространение в ТВС получили объективы с переменным фокусным расстоянием - вариообъективы, позволяющие изменять масштаб изображения в процессе передачи. При конструировании вариообъ-ективов обеспечиваются высокая стабильность положения плоскости резкого изображения и постоянство относительного отверстия при изменении фокусного расстояния.

Светоделение

Оптические звенья преобразователей изображения и устройств воспроизведения ТВС включают элементы светоделения - разделения световых потоков на составляющие, обладающие заданными свойствами. Чаще всего это разделение светового потока на части, отличающиеся по спек-

Фтральному составу. В устройствах воспроизведения изображений часто используют оптические системы, осуществляющие обратную задачу - синтез единого изображения из нескольких исходных.

Цветное телевидение, кино и фотография базируются на трехкомпонентной теории цветового зрения, поэтому в преобразователях изображения возникает задача разделения светового потока на три составляющие, обладающие определенными спектральными характеристиками, с последующим формированием трех цветоделенных изображений. В светоделителях передающих телевизионных камер используют оптические схемы на дихроических зеркалах или призмах.

Дихроические зеркала представляют собой стеклянные пластины с нанесенными на них пленками различной толщины из материалов, обладающих разным коэффициентом преломления. Световой поток, отраженный от зеркала, представляет собой сумму потоков, отраженных от каждой границы этого зеркала, разделяющей среды с разными коэффициентами преломления. Для разных длин волн условия отражения различны. Путем подбора материала пленок и их толщины можно получить заданные спектральные характеристики отражения и пропускания. Изготовить дихроические зеркала, соответствующие расчетным спектральным характеристикам, не всегда удается. В этом случае для корректировки используют дополнительные поглощающие светофильтры с корректирующими спектральными характеристиками, которые устанавливают в каждом из трех каналов.

Одной из существенных характеристик, влияющих на качество формируемого цветного изображения, является точность оптического совмещения цветоделенных изображений с координатами телевизионных растров преобразователей изображения. Допустимая суммарная погрешность совмещения, вызванная неточностью оптического совмещения и рассогласованием трех телевизионных растров, как показывает анализ, не должна превышать (0,2...0,3) /5, где 5 - размер элемента разложения. Это обеспечивается с большим успехом в призматических светоделителях. Они имеют более жесткую конструкцию, меньшие потери света, возникающие на границе раздела воздух - стекло, допускают более точную оптическую юстировку устройства. Дихроические зеркальные слои наносят на стыки призменных компонентов, а корректирующие светофильтры - в плоскости выходных окон. Сложный ход лучей обеспечивает одновременную фокусировку цветоделенных изображений и малые габариты всего узла светоделения. Такие светоделители используют в устройствах с твердотельными преобразователями изображения, устанавливаемыми в плоскостях R, G, В путем приклеивания. Призматические светоделители допускают введение дополнительных изображений (оптической испытательной таблицы, различных подсветок и др.).

Расчет оптического звена ТВС должен быть строго согласован с ее характеристиками (по разрешающей способности, геометрическим искажениям, точности совмещения цветоделенных изображений, неравномерности освещенности по полю и др.). В процессе проектирования ТВС, основываясь на приведенных выше данных, производят выбор структуры и характеристик оптической системы, в том числе выбор объективов, устройства светоделения и других оптических элементов, сопрягают оптическую систему и преобразователь изображения по освещенности, полю зрения и другим характеристикам, производят оценку качества оптического изображения на входе преобразователя и его влияние на качество формируемого телевизионного изображения, рассчитывают системы автофокусировки и автоматической регулировки освещенности.