DreamVideo è un digital magazine mensile con focus specifico sulla produzione e post-produzione video, rivolto a videomaker e filmmaker, che siano professionisti o semplici appassionati.    |     Anno XII nr.148-2022    |     ISSN 2421-2253

Le ottiche a Zomm per la TV (15)

 

Anche se il sistema di rilevatori a tubi non viene più costruito per camere dedicate alla TV sarà bene cominciare a capire come funziona il sistema di rilevazione dell'immagine televisiva partendo proprio da questi rilevatori in quanto a mio parere meglio si prestano allo scopo di capire quanto una lente per la TV deve oggi essere costruita in modo molto più accurato che non in passato.

Qui di seguito trovate due figure che mostrano, la prima il sistema prisma dicroico e tubi e la seconda il sistema prisma dicroico e CCD.

Questo gruppo ottico e rispettivi rilevatori si trova all'interno della telecamera proprio dietro la lente ed è attraversato dai raggi luminosi che l'ottica introduce. È il sistema che per mezzo di prismi + coating divide la luce in ingresso alla camera nei 3 colori primari RGB e invia la luce ai 3 sensori RGB della telecamera.


Fig.1

Il prisma dicroico e i tubi non erano legati l'uno agli altri ed era possibile muovere, ruotare ed allineare i tubi in modo meccanico rispetto al prisma dicroico.

Oltretutto il pennello elettronico dei tubi poteva essere mosso per geometria sino a raggiungere una scansione esatta in funzione dell'immagine prodotta dall'ottica.

Era possibile eseguire fuochi meccanici ed elettronici del tubo;era possibile modificare la scansione in funzione della posizione dello zoom.


Fig.2


 

Ora i CCD sono fissati in modo rigido al prisma dicroico e quindi non possono essere mossi per fuoco meccanico o altro.

La scansione fatta dai CCD non può essere modificata in quanto la griglia dei sensori è fissa. Non è possibile modificare il fuoco elettronico. Non è più possibile correggere imprecisioni dell'ottica.

L'immagine deve arrivare ai CCD nel modo più oggettivo possibile.

I CCD non sono influenzati in modo non lineare dalle alte luci (tranne che per il problema dello smear che vedremo in seguito) e pertanto luce ad alta intensità può entrare nell'ottica.

Si rende necessario eliminare con ancora più accuratezza il fenomeno di immagini fantasma provocate dalle riflessioni all'interno dell'ottica.

Qui di seguito alcune cose che si sono dovute migliorare nelle ottiche per CCD rispetto a ottiche per tubi:

  • A causa della posizione fissa dei CCD:
    Si è dovuta standardizzare la posizione dei CCD e quindi anche la costruzione del prisma.
    Si è dovuto correggere con maggiore accuratezza l'aberrazione cromatica orizzontale.
     

  • Non è più possibile una registrazione della scansione del tubo.
    Si è dovuto diminuire il valore assoluto dell'aberrazione cromatica laterale.
     

  • Nei CCD non esistono più distorsioni.
    Quindi non devono più esistere distorsioni provocate dall'ottica.
     

  • La risposta in frequenza spaziale del CCD è uniforme su tutta la sua superficie.
    Si è dovuto migliorare la risposta alla MTF alla periferia dell'ottica.
     

  • Il CCD non è sensibile alle alte luci.
    Riduzione di immagini fantasma e flaring.
     

  • La telecamera diventa fisicamente più piccola.
    Si è dovuto costruire ottiche più piccole e leggere.
     

  • Le telecamere consumano meno corrente.
    Anche le ottiche, servomotori dell'ottica, devono consumare meno corrente.
     

  • Vengono costruiti sistemi di prisma dicroico + CCD che supportano sia il formato 4:3 che 16:9 commutabili sulla camera.
    Anche le ottiche devono poter essere utilizzate indifferentemente per il 4:3 o per il 16:9 senza per questo perdere in prestazioni ai bordi o produrre distorsioni a causa del formato immagine diverso.

Come vedete gli ingegneri ottici hanno avuto il loro problemi da risolvere e li hanno risolti.

Un altra cosa che è stato possibile migliorare con l'avvento dei CCD e che necessariamente ha coinvolto le prestazioni dell'ottica è la risposta totale del sistema alla risoluzione della frequenza spaziale.

Come detto sopra il CCD è piatto per risposta alla frequenza spaziale su tutta la sua superficie sensibile. Il suo potere di risoluzione è uniforme non solo su tutta la sua superficie ma anche per l'intero spettro di frequenze che è possibile rilevare in funzione del numero di elementi (pixel) che costituiscono il CCD. Quindi il limite di risoluzione del sistema diventa il numero di elementi sensibili presenti sul CCD e non la velocità di scansione del pennello elettronico e la sensibilità/velocità all'eccitazione luminosa del materiale di cui era composto il target dei tubi.

Oltrepassare una risoluzione di circa 800 punti sulla riga orizzontale non avrebbe senso per il formato 4:3 in bassa risoluzione PAL ma ha senso per il formato 16:9 e quindi le camere broadcast che possono lavorare in 16:9 PAL potrebbero arrivare sino a circa 1024  punti sulla riga utilizzando un solo CCD per i due formati.

L'ottica non può cambiare MTF in funzione del formato 4:3 o 16:9 che si desidera utilizzare in quel momento ma bensì supporterà sempre sino a 1024 punti sulla riga.

Quindi quando si lavorerà in 4:3 si disporrà di una risoluzione altissima che dovrà essere necessariamente ridotta  onde non creare alias o eccesso di dettaglio. Gli ingegneri ottici hanno risolto questo problema inserendo in modo automatico sul percorso ottico un filtro bassa-basso ottico.

 
Autore: Rolando Pellacani
 
 
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