Световые волны, удовлетворяющие соотнощениям (5.1) и (5.2), находятся в противофазе н взаимно ослабляют друг друга, уменьшая отражение и соответственно увеличивая прозрачность зеркала. Для них тонкая пленка на поверхности стекла выполняет роль четвертьволнового трансформатора, согласующего между собой оптические свойства стекла и воздуха. В остальной части спектра коэффициент отражения повыщается.

Нанося многослойные пленки (рис. 5.2,6), подбирая их толщину, показатели преломления, а следовательно, и коэффициенты отражения на каждой границе раздела, можно создать условия, при которых в отдельных частях спектра прозрачность зеркала будет уменьшаться, а в других, наоборот, возрастать при одновременном увеличении резкости границ. Типичные характеристики спектральных коэффициентов отражения днхроических зеркал при угле падения световых волн к нормали (р=45° приведены на рис. 5.2, е.

Первое дихроическое зеркало 3i (см. рис. 5.1, а) отражает коротковолновую (синюю) и пропускает средневолновую и длинноволновую (зеленую и красную) части видимого спектра. Второе зеркало Зг отражает длинноволновую и пропускает коротковолновую и средневолновую части спектра. Совместное использование зеркал 3i н Зг позволяет разделить световой поток по спектру на три составляющие.

Тепловыми потерями в днхроических зеркалах можно пренебречь ввиду их малости. В таком случае спектральные плотности падающего Фо(Я.), отраженного Фр(Я,) и прошедшего через зеркало Ф,(Я) световых потоков связаны соотношением: Фо(Х) =Фр(Я) Ч--НФ,(Х). После деления левой и правой частей этого соотношения на Фо(Х) находим условие: 1=р(А,)--т(Х), связывающее спектральные коэффициенты отражения р(Х) =Фр(Я,)/Фо(Я,) и прозрачности т(Я) =Ф,(А,)/Фо(Я) каждого зеркала, а также спектральные характеристики прозрачности системы из двух днхроических зеркал по красному, зеленому и синему каналам:

To=[l-PiW]Il-P2W]> Ta=pi(>.). (5.3>

Дихроические зеркала 3i и Зг осуществляют лишь грубое разделение светового потока по спектру. Корректировка характеристик каналов цветоделения производится с помощью светофильтров Т], Тг, Тз, спектральные характеристики прозрачности которых в соответствии с условиями (3.38) и (5.3) определяются сшатноше-ниями:

IW[I-PlWl[l~P2(Ml«0()

--, (5.4)

где fi,(X) - спектральная характеристика прозрачности оптических элементов камеры; ед(Х), ео(Я), ев(Я)-спектральные характеристики чувствительности фотоэлектрических преобразователей; Гп, gn, Вп - идеальные спектральные характеристики передающей камеры (см. рис. 3.15,6); п - коэффициент пропорциональности.

Длинноволновая составляющая, прошедщая через зеркало Зь отраженная от зеркал З2 и Зз и скорректированная по спектру светофильтром Т], на выходе ФЭП] формирует сигнал красного-цветоделенного изображения. Аналогично средневолновая составляющая, прощедшая через зеркала Si и З2 и корректирующий светофильтр Тг, на выходе ФЭПг формирует сигнал Ео зеленого цветоделенного изображения. Коротковолновая составляющая, отраженная от зеркал 3i и З4 и скорректированная светофильтром Тз, на выходе ФЭПз формирует сигнал Ев синего цветоделенного изображення. Согласование чувствительности по отдельным каналам достигается с помощью нейтральных фильтров, не показанных на рисунке.

В передающих камерах цветного телевидения с четырьмя одно-сигнальными ФЭП (как и в камерах черно-белого телевидения) используется самостоятельный яркостный канал, показанный на рис. 5.1, а штриховыми линиями. В состав светоделительной схемы в таком случае дополнительно вводятся нейтральное полупрозрачное зеркало З5, разделяющее световой поток на две части, отражающее зеркало Зб для излома оптической оси и односигнальный фотоэлектрический преобразователь ФЭП4, формирующий сигнал выделенной яркости Eyw

Оптические схемы с переносом изображення отличаются сложностью, наличием корректирующих элементов и большими потерями света. При использовании объективов с переменным фокусным расстоянием и удлиненным задним рабочим отрезком, фотоэлектрических преобразователей с малыми размерами фотослоя (видикон, матрица ППЗ) и светоделительных устройств на призменных блоках от второго объектива можно отказаться. На рис. 5.1, б приведена оптическая схема передающей камеры на трех матричных приборах с переносом зарядов, установленных вместе с корректирующими светофильтрами непосредственно на выходных окнах призменного блока. Цветоизбирательные зеркала 3i и З2 нанесены на стыки призменных компонентов блока. Отражающие поверхности располагаются под углами, обеспечивающими полное внутреннее отражение. Жесткость конструкции призменного блока и неизменная топология матрицы ППЗ существенно облегчают совмещение цветоделенных изображений.

Во входных окнах многосигнальных ФЭП цветовая информация кодируется полосковыми светофильтрами, а при использовании фотодиодных и ППЗ-матриц - н матричными светофильтрами с по-

элементным чередованием цветов. Последующее разделение cHiJHa-лов многосигнальных ФЭП происходит схемными методами.

Методы обработки сигналов односигнальных ФЭП. Схема Преобразования сигналов передающей камеры цветного телевидения с односигнальными ФЭП может быть либо трех-, либо четырехка-нальной. В первом случае (рис. 5.3, о) схема содержит три широкополосных канала, каждый из которых включает односигнальный ФЭП, предварительный усилитель (ПУ) и гамма-корректор (ГК), за которыми следуют кодирующая матрица с матричными схемами (Mi-Мз) и фильтры нижних частот.

ФЗП,

[Шйрующая I матрица

ФЭП г Н пг Н 11 f-fpM

ФНЧ-,

Рис. 5.3. Схемы преобразования сигналов односигиальиых ФЭП: RGB (а) и

RGBW (а, б и а, б, в)

Выходные сигналы ФЭП Er, Еа н Ев, пропорциональные яркости красного, зеленого и синего цветоделенных изображений, подвергаются предварительному усилению в предварительных усилителях. Противошумовая коррекция [I, 2] входных цепей усилителей позволяет улучшить отношение сигнал-шум за счет ослабления удельного веса тепловых шумов нагрузочного резистора ФЭП н перераспределения спектральной плотности шумов. При этом ослабляются наиболее заметные на изображении низкочастотные шумы.

В гамма-корректорах, линеарезирующих амплитудную характеристику телевизионной системы, формируются сигналы

ER=Efs Еа = Еа\ EbEs,

(5.5)

где ys - показатель степени амплитуд1ЮЙ характеристики телевизионной системы при отсутствии гамма-коррекции.

В матричных схемах M-Мз из сигналов (5.5) формируются: совместимый сигнал яркости (3.42) и цветоразностные сигналы