Файл: Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении.pdf

ЗС8. О степени коррекции можно судить по рис. 2.3б, где показа­ ны кривая относительной видности (кривая /) и спектральная ха­ рактеристика чувствительности «среднего» селенового фотоэлемен­ та с пластмассовым светофильтром (кривая 2) [17]. Наряду с кор­ рекцией спектральной чувствительности селенового фотоэлемента этот светофильтр почти полностью компенсирует отклонение чув­ ствительности фотоэлемента от косинусной зависимости, вносимое плоским стеклянным светофильтром (рис. 2.4, кривая 4).

В фотоэлектрических приборах для измерения яркости — яркомерах — яркость измеряется по освещенности оптического изо­ бражения (см. разд. 2.3). В качестве приемников излучения в яркомерах применяются фотоэлементы, ФЭУ и фотосопротивления.

Яркомеры, применяемые в телевидении, можно разделить ус­ ловно на две основные группы в зависимости от угла световосприятия |[18]. Приборы с большим углом световосприятия (десятки градусов) используются при измерениях в месте создания телеви­ зионных программ — в студии или при внестудийных передачах — для определения средней яркости передаваемого участка сцены. Приборы с малым углом световошриятия (от Г и меньше) исполь­ зуются для измерения яркости отдельных участков и деталей («то­ чечные» яркомеры). При измерениях на передаваемой сцене таки­ ми приборами можно измерять яркости отдельных деталей, что по­ зволяет, например, контролировать яркость «ключевой» детали, по которой устанавливается основной свет при студийных передачах, и «баланс» яркостей между различными участками передаваемой сцены.

В широкоугольных приборах применяются в основном фотоэле­ менты с запорным слоем. Вследствие этого они имеют малую чув­ ствительность, что требует использования с ними высокочувстви­ тельных измерительных приборов. Для повышения чувствительно­ сти к этим приборам добавляются иногда транзисторные усилите­ ли {19]. В узкоугольных приборах в качестве приемников излуче­ ния применяются в основном ФЭУ, что обусловливает их высокую чувствительность. В последнее время появились приборы с исполь­ зованием в качестве светоприемников сернисто-кадмиевых фотосо­ противлений, которые имеют достаточно высокую чувствительность в видимой области спектра. Применение фотосопротивлений по­ зволяет создать весьма портативные и легкие приборы. Однако недостатком таких приборов является их значительная инерцион­ ность (обычно несколько секунд при малых уровнях освещения), зависимость показаний от температуры, а также некоторое утом­ ление при измерении малых яркостей вслед за большими [18].

Спектральная чувствительность фотоэлектрического светоизме­ рительного прибора должна быть согласована со спектральной чувствительностью используемого приемника светового излучения. Для этой цели применяются корректирующие светофильтры. При измерениях яркостей, что относится к восприятию света глазом, в яркомере, как и в люксметре должно обеспечиваться совпадение

— 47 —

•общей спектральной характеристики чувствительности прибора с кривой видности стандартного наблюдателя V(X), т. е. должна быть обеспечена цветовая коррекция, как это предусмотрено, на­ пример, в фотоэлектрическом фотометре АФМ (20]. Вследствие большого разброса спектральных характеристик чувствительности фотоэлементов светофильтры должны подбираться для каждого

.прибора в отдельности.

В цветном телевидении спектральные характеристики чувстви­ тельности передающей камеры, как правило, лучше согласованы со спектральными характеристиками глаза стандартного наблю­ дателя (кривыми сложения МКО), чем в черно-белом телевидении. Поэтому для измерения яркости сцен, передаваемых в цветном те­ левидении, молено использовать приборы, скорректированные по спектральной чувствительности под кривую видности. В черно-бе­ лом телевидении спектральные характеристики передающих тру­ бок обычно не корректируются. Поэтому для того, чтобы резуль­ таты измерения яркостей передаваемой сцены соответствовали бы яркостям воспроизводимого изображения, измерительные приборы должны корректироваться по спектральным характеристикам под спектральную чувствительность используемой передающей трубки.

Во многих яркомерах, предназначенных для измерений в теле­ видении, предусмотрена коррекция спектральной характеристики чувствительности как под кривую видности, так и под чувстви­ тельности различных типов передающих трубок. >В приборах бо­ лее широкого применения, предназначенных как для телевидения, так и для киносъемок, также предусматривается коррекция под чувствительности либо панхроматической пленки, либо различных слоев цветной кинопленки [18].

В случае использования в черно-белых телевизионных переда­ чах приборов, скорректированных под кривую видности глаза, ре­ комендуется применять поправочные коэффициенты, рассчитанные для разных источников освещения и разных типов передающих трубок (суперортикон, видикон и др.) [21].

2.5. ИЗМЕРЕНИЯ ЯРКОСТИ ЭКРАНА КИНЕСКОПА

Экран кинескопа представляет собой пульсирующий источник -света, который .кажется непрерывным благодаря 'инерционности зрения. Исследования показали, что для измерения яркости экра­ на кинескопа можно применять обычные фотоэлектрические при­ боры; результаты измерений .при помощи этих приборов совпадают с результатами, получаемыми при визуальных измерениях (22].

Для измерения яркости экранов кинескопов лучше подходят приборы с ФЭУ, так как измеряемые яркости невелики и может требоваться малый угол световосприятия.

При измерениях яркости на экранах кинескопов оговариваются условия их проведения. Необходимо поддерживать постоянство

— 48 —

анодного напряжения и размеров растра. Растр должен быть син­ хронизирован, и линейность должна быть по возможности лучшей.

Так, например, при измерении максимальной яркости экрана приемника черно-белого телевидения на его вход подается сигнал несущей частоты изображения, модулированный видеосигналом, соответствующим шахматному полю. При этом площадь каждой клетки этого поля должна превышать площадь окна фотометра не менее чем в 10 раз. Измерения выполняются поочередно для трех значений яркости черного: 1, 3 и 10 кд/м2 , которые поддерживают­ ся неизменными при помощи регулировки яркости, в то время как яркость белого увеличивается при помощи регулировки контраст­ ности. За максимальную принимается яркость, при которой на белых полях еще сохраняется строчная структура изображения(23].

При измерениях яркости на экранах трехцветных приемных трубок на одном из основных цветов два других цвета должны быть полностью выключены, а также должно быть обеспечено хо­ рошее совмещение. Поскольку ФЭУ помещают на некотором рас­ стоянии от экрана, чтобы измерению подлежала не очень малая площадь во избежание влияния местных неодиородностей экрана, то при измерениях важно отсутствие внешнего освещения. При ука­ занных мерах предосторожности достигается хорошая повторяе­ мость результатов для измерений с одним и тем же прибором (1-4-2%) и хорошее совпадение между результатами измерений с разными приборами одного типа (5-4-10%) {19]. Больший разброс между результатами измерений с помощью разных приборов обус­ ловливается в основном неточностью в подгонке под кривую видности спектральных характеристик чувствительности, которые раз­ личны в разных приборах. Эти неточности больше на краях кривой (на краях видимого спектра), поэтому разброс показаний разных приборов .при измерении яркостей лолей основных цветов (особенно красного и синею, где основная энергия излучения сосредоточена вблизи краев видимого спектра) на цветных экранах больше, чем при измерении яркости белого поля.

При измерении яркости свечения белого поля на экранах цвет­ ных кинескопов наряду с поддержанием постоянства высокого на­ пряжения и размеров растра важно поддерживать определенный белый цвет свечения экрана. Это нужно при сравнении по яркости различных трубок и в особенности трубок с различающимися цве­ тами свечения люминофоров. Поскольку общая яркость цветного экрана складывается из яркостей свечения трех цветных люмино­ форов, то изменение соотношения между последними на разных цветах изменяет общую яркость. Так, при установке на одной и той же трубке, работающей в одинаковом режиме и при одном и том же суммарном токе трех прожекторов, двух различных белых

— 49 —

пах цветных трубок при измерениях яркости, целесообразно ис­ пользовать цветность, стандартизованную как исходная для цве­ товой оистемы приемника. Установка выбранного 'белого цвета све­ чения экрана рассмотрена в разд. 2.6.

Особый случай представляет измерение яркости элементов рас­ тра и приемных трубок, работающих в установках с бегущим лу­ чом. Из-за малого времени послесвечения люминофоров, используе­ мых в таких трубках, на их экранах растр не наблюдается. Поэто­ му вместо намерения яркости растра, как в обычных кинескопах, здесь целесообразно измерять мгновенную яркость светящегося пятна на экране трубки. Для этого сравнивают яркость пятна с яр­ костью внешнего калиброванного источника. На выходе ФЭУ ус­ тановки с бегущим лучом сравнивают два сигнала, создаваемые обоими источниками (25]. Спектральное распределение излучения внешнего источника при помощи корректирующего светофильтра согласуется со спектральным распределением излучения люмино­ фора исследуемой трубки.

2.6.УСТАНОВКА «БЕЛОГО» ЦВЕТА СВЕЧЕНИЯ ЭКРАНА

ВЦВЕТНЫХ КИНЕСКОПАХ

Установка белого цвета свечения экрана при измерениях (а так­ же и в условиях эксплуатации) может осуществляться с помощью как фотоэлектрических, так и визуальных приборов. Для установ­

п спектрофотометрированне. Установка с помощью спектрофото­ метра будет, естественно, наиболее точной, по наиболее трудоемкой и сложной. Установка с помощью фотоэлектрического колориметра может быть выполнена с достаточной точностью, но также доволь­ но сложна, особенно в условиях эксплуатации, так как требует ря­ да последовательных измерений после осуществления регулировок цвета свечения. Чаще установку нужного белого цвета выполняют при зрительном уравнивании цвета свечения экрана с некоторым опорным цветом. Для этой цели применяют различные устройства.

Рассмотрим вначале наиболее простые из них. Это может быть специальный монохромный кинескоп с соответствующим цветом свечения экрана или устройство, обеспечивающее светящуюся по­ верхность нужного цвета при помощи источника света и матового стекла и, если нужно, светофильтра. Оно создает свечение опорно­ го белого цвета и помещается рядом с экраном приемника. Приме­ ром такого устройства может служить оптический датчик [26, 27].

Более близко располагать два сравниваемых свечения позволя­ ет устройство, показанное на рис. 2.5а {28]. При помощи кольцевой люминесцентной лампы с холодным катодом создается светящаяся поверхность в виде кольца с цветом свечения, близким по цветовой температуре к 6500°К. Когда прибор прикладывается к экрану ки-

— 50 —