DE3101806A1

DE3101806A1 - Fernsehkamera mit automatischer verstaerkereinstellung

Info

Publication number: DE3101806A1
Application number: DE19813101806
Authority: DE
Inventors: Kiyotake Tokyo Nagai
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-01-23
Filing date: 1981-01-21
Publication date: 1981-11-19
Also published as: JPH0221192B2; DE3101806C2; US4365272A; JPS56104579A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernsehkamera mit automatischer VOiTi.; !virkungse Ln :;Γλ? llung , wobei, der E Liu;i ollwort cioiT Linsen-Irisblende in Abhängigkeit von der Größe eines Videosignals automatisch geregelt wird, das von einer Bildaufnahmeröhre über einen Verstärker aufgenommen wird. 10

Bei üblichen Fernsehkameras werden der Linsen-Irisblendenwert sowie die Verstärkung eines Verstärkers, dessen Verstärkungsfaktor einstellbar ist und der ein Videosignal verarbeitet (Verarbeitung des Videosignals des grünen

Kanals in einer Dreiröhren-Farbfernsehkamera), in der nachstehenden weise gesteuert: wenn die Beleuchtungsstärke von einem Gegenstand abnimmt oder zunimmt, so wird die Linsen-Irisblende geöffnet, um das Videosignal zu vergrößern, bzw. geschlossen, um dieses Videosignal zu verkleinern. Wenn

ferner die Linsen-Irisblende vollständig geöffnet wird und die Beleuchtungsstärke abfällt, schaltet die Bedienungsperson die Verstärkung des einstellbaren Verstärkers von Hand um, um die Größe des Videosignals zur Aufrechterhaltung

eines vorgegebenen Signalwerts zu erhöhen. Wenn anderer-25

seits die Linsen-Irisblende sich schließt, und die Beleuchtungsstärke zunimmt, wird die Verstärkung des einstellbaren Verstärkers von Hand so eingestellt, daß der Wert des Videosignals abnimmt.

In der Praxis hängt die Charakteristik eines Linsensystems,

wie die Schärfe und der Kontrast) von einem Linsen-Irisblendenwert ab, und der Mittelbereich des Irisblendenwerts ergibt eine bessere Charakteristik. So erhält man beispielsweise eine bessere Schärfe und einen besseren 35

Kontrast eines Linsensystem mit maximalem 31endenwert von F = 2,8 bei Blendenwerten im Bereich von 5,6 bis 8.

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Bei üblichen Fernsehkameras muß die Bedienungsperson die Verstärkung des einstellbaren Verstärkers von Hand einstellen, um den Mittelbereich des Linsen-Irisblendenwerts und die vorgegebene Größe des Videosignals aufrechtzuerhalten. Diese manuelle Steuerung ist jedoch schwierig, und nicht perfekt zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fernsehkamera mit automatischer Verstärkungseinstellung zu schaffen, bei der mittlere Linsen-(Iris)-Blendenwert zusammen mit einer vorgegebenen Größe des Videosignals automatisch aufrechterhalten wird, indem die Verstärkung des Verstärkers entsprechend geändert wird, so daß man ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis sowie einen guten Kontrast des Videosignals erhält.

Diese Aufgabe wird insbesondere mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst, wobei die Erfindung von dem Grundgedanken ausgeht, die Fernsehkamera mit einer automatischen Verstärkungseinstellung auszurüsten, so daß die Verstärkung des Verstärkers in Abhängigkeit vom Linsen-Irisblendenwert eingestellt wird, um so den mittleren Bereich des Blendenwerts aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein schematisch.es Schaltbild einer bekannten Fernsehkamera,

Figur 2 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Fernsehkamera,

Figur 3 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Verstärkungseinstellungseinrichtung gemäß Figur 2, Figur 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Eingangs- und den Ausgangssignalen eines Vergleichers,

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r ... --■". 3101808,

Figur 5 eine Wahrho LLi.;tabelle :'.ur FIrlüuterung dor Beziehung /.wischen den EÜngangs- und dv.n Ausgangssignalen eines Dekoders, Figuren 6a ein Diagramm mit Signalforraen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Wähler -Sperrschaltung gemäß Figur 3 und
Figur 7 ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbindung

des einstellbaren Verstärkers gernäß Figur 2 mit den Ausgangsanschlüssen des Dekoders.

Bei der bekannten Anordnung gernäß Figur 1 weist ein geregeltes Linsensystem 1 einen Motor 2 zum Antreiben einer Linr.enblende sowie ein Potentiometer 3 auf, das in Abhängigkeit von der Bewegung des Motors 2, d.h. des Blendenwerts, betätigt wird. Ein Videosignal, das von einem Aufnehmer 4 mit einem Prisma und einer Bildaufnahmeröhre abgenommen worden ist, wird zu einem Ausgangsanschluß über einen Vorverstärker 5, eine Impulslöscheinrichtung 6 zum Eliminieren von Störsignalen in der Austastlücke, einen einstellbaren Verstärker 7, einen variablen Verstärker S, eine Klemmschaltung 9, einen Ueiß-Kompressionsschaltkreis 10, einen Garama-Korrekturschaltkreis 11 und einen Ausgangsverstärker 12 über tragen. Für die Blendensteuerung sind ein Blendensteuerschal tkreis 13, ein Blendensteuerschalter 14, zum ümschalten zwischen autoraatischer und manueller Steuerung, eine manuelle Einstelleinrichtung 15 sowie ein Signal-Pegeldetektor 16 vorgesehen. Die Blendensteuerschaltung 13 erzeugt ein Steuersignal für den Antriebsmotor 2 der Blende in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Blendensteuersignal vom Schalter 14 und dem Blendenwert vom Potentiometer 3. Die Arbeitsweise des Blendensteuerschaltkreises 13 wird im allgemeinen als Regelsteuerung (Servosteuerung) bezeichnet. Bei der manuellen Blendensteuerung wird das Signal von einer manuellen Einstelleinrichtung 15 als Blendensteuer signal von dem Schalter 14 ausgewählt; bei einer automatischen Blendensteuerung wird das Ausgangssignal des Pegelde-

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tektors 16, der die Signalgröße am Ausgang des variablen Verstärkers 8 ermittelt, ausgewählt. In dem einstellbaren Verstärker 7 wird die Verstärkung durch einen Schalter 17 beispielsweise auf O, + 6, +12 oder +13 dB eingestellt. In dem variablen Verstärker 8 wird die Verstärkung in einem schmalen Bereich von etwa 3 dB in Abhängigkeit vom Steuersignal eingestellt, das von einem Schalter 19 abgeleitet wird, ura den Pegel des Videosignals im wesentlichen konstant zu halten. Der Schalter 19 wählt in der manuellen Betriebsart das Ausgangssignal eines Potentiometers 19a oder in der automatischen Betriebsart das Ausgangssignal eines Signal-Pegeldetektors 18 aus, der die Signalgröße am Ausgangsanschluß ermittelt. In der Praxis wird eine geringe Beleuchtungsänderung des von der Kamera aufgenommenen Objekts durch den Betrieb des variablen Verstärkers 8 kompensiert. Wenn jedoch eine große Beleuchtungsänderung eintritt, beispielsweise vom Betrieb bei Tage zu dem bei Nacht, so wird dies durch den einstellbaren Verstärker 7 kompensiert.

Wenn bei dem Gerät gemäß Figur 1 die Beleuchtungsstärke eines Objekts abfällt, öffnet sich die Blende automatisch, um die auf den Bildaufnehmer auftreffende Lichtmenge zu erhöhen, um so den vorgegebenen Signalpegel am AusgangsanschluS aufrecht zuerhalten. Wenn bei dem obigen Betrieb der Blendenwert aus dem Mittelbereich abgleitet, betätigt der Kameramann den Wählschalter 17 für die Verstärkung, um den Blendenwert in den Mittelbereich zurückzuführen.

Bei der in Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht ein Unterschied gegenüber der bekannten Schaltung gemäß Figur 1 darin, daß die Verstärkungssteuerung des einstellbaren Verstärkers mit Hilfe einer automatischen Verstärkersteuerung erfolgt, die nicht durch den Kameramann sondern automatisch durch das von dem Potentiometer 3 abgeleitete Blendenwertsignal angesteuert wird. Diese automati-

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. sehe Verstärkersteuerung 20 arbeitet in der nachstehenden Weise.

In Figur 3 sind Einzelheiten der automatischen Verstärkersteuerung 20 dargestellt; ein Vergleicher 21 vergleicht das Blendenv/ertsignal vom Potentiometer 3 mit vorgegebenen Spannungen entsprechend dem oberen bzw. dem unteren Grenzwert eines vorgegebenen Hittelbereichs der Blendenwerte. Der Bereich der voreingestellten Spannungen, die den vorgegebenen Mittelbereich zum Ausdruck bringen, wird als Fensterbereich bezeichnet. Ein umkehrbarer 2-Bit-Zähler (Vorwärts/Rückwärts-Zahler)22 zählt rückwärts, wenn der Blendenwert über den oberen Grenzwert des vorgegebener. Mittelbereichs hinausgeht, und zählt in Vorwärtsrichtung,

.J₅ wenn der Blendenwert den unteren Grenzwert unterschreitet. Ferner wird dem Zähler 22 ein vertikaler Treiberimpuls als Taktimpuls zugeführt. Ein Dekoder 23 spricht auf das Ausgangssignal des Zählers 22 an, um dem einstellbaren Verstärker 7 (Figur 2) ein Einstellsignal für die Verstärkung zuzuführen. Eine Zähler-Sperrschaltung 24 unterbricht den Zählvorgang des Zählers 22, wenn das Blendenwertsignal innerhalb des Fensterbereichs liegt. Ferner unterbricht die Sperrschaltung 24 das Rückwärtszählen des Zählers 22, wenn dieser den minimalen Zählwert "00" erreicht, und unterbricht das Vorwärtszählen, wenn der Zähler 22 den maximalen Zählwert "11" erreicht.

In dem Vergleicher 21 (z.B. der integrierte Schaltkreis TCA 965 der Firma Siemens AG) werden die Spannungen V und V., die den vorgegebenen Mittelbereich (V. jtA* V) wiedergeben, sowie das Blendenwertsignal den Eingangsanschlüssen A und C bzw. B zugeführt. Wenn gemäß Figur 4 das Blendenwertsignal niedriger ist als der untere Grenzwert des Fensterbereichs, ist das Ausgangssignal Q_a des Vergleichers 21 auf einem niedrigen Pegel (L), während dann, wenn das Blendenwertsignal höher ist als der untere Grenzwert des Fensterbe-

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-δι reichs, das Ausgangssignal Q einen hohen Pegel (II) einnimmt. Das Ausgangssignal Q des Vergleichers 21 ist auf dem Pegel H, wenn das Blendenwertsignal niedriger ist als der obere Grenzwert des Fensterbereichs, und im umgekehrten Fall liegt das Ausgangssignal Q_c auf dem Pegel L. Ferner ist das Ausgangssignal Q„ auf dem Pegel L, wenn das Blendenwertsignal sich innerhalb des Fensterbereichs befindet, und auf dem Pegel H, wenn das Blendenwertsignal außerhalb des Fensterbereichs liegt.
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Der Zähler 22 zählt bei dem Ausgangssignal des Vergleichers 21 mit dem Pegel L in Vorwärtsrichtung und in Rückwärtsrichtung beim Ausgangssignal mit dem Pegel K, jedoch mit der Ausnahme des Intervalls, v/ährend dessen der Ausgang Q_Q des Vergleichers 21 auf dem Pegel L ist. Die Ausgänge Q und Q₁, des Zählers 22 sind mit den Eingangsanschlüssel A bzw. B des Dekoders 23 verbunden, indem die Verstärkungssteuersignale Y_ bis Y₀ entsprechend den Ausgangssignalen Q₃. und Q_n

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des Zählers 22 nach der Wahrheitstabelle gemäß Figur 5 erzeugt werden. Eine Sperrschaltung 24 unterbricht den Zählvorgang des Zählers 22, wenn der Ausgang Q des Vergleichers 21 auf dem Pegel L ist (d.h., der Blendenwert ist innerhalb des Mittelbereichs), oder wenn die Ausgangssignale Q und Q_n des Zählers 22 beide auf dem Pegel H oder L sind. Diese ^° Sperrwirkung wird durch den Pegel L am Freigabe (EN )-Anschluß des Zählers 22 erreicht.

In der Sperrschaltung 24 wird mit Ausnahme des Falls, bei dem das Ausgangssignal Q_ß des Vergleichers 21 auf dem Pegel L ^ou liegt, das Signal zum Sperren des Zählers durch ein Flip-Flop 25 abgeleitet, wenn beide Ausgangssignale Q und Q des Zählers 22 auf dem Pegel L sind, und durch ein Flip-Flop 26 abgeleitet, wenn beide Ausgangssignale Q und Q_p des Zählers 22 auf dem Pegel H sind. Wenn der Zähler 22 dadurch

gesperrt wird, daß seine beiden Ausgangssignale Q_A und Q auf dem Pegel L oder H liegen, muß die Sperrwirkung durch neuerliche Änderung der Ausgangssignale Q oder Q des Ver-

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gleichers 21 aufgehoben werden. Dies erfolgt durch Differenzierschaltkreise 27 und 20 zwischen dem Ausgang Q des Vergleichers 21 und den Flip-Flop 26 bzw. zwischen dem Ausgang π des Vergleichers 21 und dem Flip-Flop 25. Ferner stellt der AnfangsriiekstelJkreLs 29 die Flip-Flops 25 und 26 bei E i.nsc'iall.on eier Hi:rom ve rsorgung zurück. Durch die Figuren 6a bj.s c wird dieses Rückstellen erläutert.
Figur 6a zeigt das Ausgangssignal Q des Vergleichers 21 und den Rückstellimpuls P am Eingang P₁ des Flip-Flops 26, wobei dieser Rückstellimpuls P₁ bei der Abnahme des Blendenwertsignals gemäß dem Teil R erzeugt wird. Die Figur 6b zeigt das Ausgangssignal Q„ sowie den Rückstellimpuls P₉ am Eingang ό des Flip-Flops 25, wobei dieser Rückstellimpuls P„ bei Zunahme des Blendenwertsignals gemäß dem

Pfeil R₂ erzeugt wird. Die Figur 6c zeigt das Ausgangssignal Q des Vergleichers 21 in den beiden vorstehend beschriebenen Fällen.

Die Ausgangssignale Y bis Y-. des Dekoders 23 werden dem einstellbaren Verstärker 7 als Verstärkungssteuersignale zugeführt. Die Figur 7 zeigt die Verbindung der Ausgänge Y_Q bis Y-. mit dem einstellbaren Verstärker 7. Wenn der Dekoderausgang Y. auf dem Pegel L ist, so beträgt die Verstärkung des einstellbaren Verstärkers 7 etwa
R_f/R_CTi (i = O bis 3) .

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Leerseite

Claims

VOSSIUS-VOSSIUS- TAUC HtvlHR ■ HEUNEMANN- RAUH

PATENTANWÄLTE

SIEBERTSTRASSE Λ ■ 8OGO MÜNCHEN 86 ■ PHONE: (O89) 474075 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN TELEX 5-29 453VOPAT D

u.Z.: ρ 976 (He/kä) 2 f, Jan. 1981

Case: 6466/30

NIPPON ELECTRIC CO., LTD.,
Tokio, Japan

Fernsehkamera ir.it automatischer Verstärkereinstellung "

Patentansprüche

[1. Fernsehkamera mit

(a) einer Linsenanordnung (1) mit geregelter Blende und mit einer Einrichtung (3) zur Erzeugung eines Blendenwert-

²^ signals in Abhängigkeit von dem Blendenwert der Blende

(b) einem Aufnehmer (4) zum Empfangen des durch die Linsenanordnung (1) hindurchgetretenen Lichts und zum Erzeugen eines Videosignals in Abhängigkeit von diesem Licht,

(c) einem einstellbaren Verstärker (7) zum Verstärken des Videosignals,

(d) einem Pegeldetektor (16) zum Ermitteln des Signalpegels des vom einstellbaren Verstärker (7) verstärkten Videosignals und mit

(e) einem Blendensteuerschaltkreis (13) zur Steuerung des

Blendenwerts der Blende in Abhängigkeit von dem vom

Pegeldetektor (16) ermittelten Signalpegel, ' ferner gekennzeichnet durch

(f) einen Vergleicher (21) zum Ermitteln, ob das Blenden-

wertsignal in einem vorgegebenen 3ereich entsprechend

einem vorgegebenen Bereich der Blendenwerte liegt und durch

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- 3101 ,

(g) eine Steuerschaltung (22) bis (24) zum Auswählen der Verstärkung des einstellbaren Verstärkers (7) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Vergleichers (21).
2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung die Verstärkung des einstellbaren Verstärkers (7) erhöht, wenn das Blendenwertsignal den vorgegebenen Bereich in abnehmender Richtung unterschreitet, und erniedrigt, wenn das Blendenwertsignal den Bereich in zunehmender Richtung übersteigt.
3. Fernsehkamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 3teuerschaltkreis einen umkehrbahren Zähler (22) aufweist, der in Vorwärtsrichtung zählt, wenn das Blendenwertsignal unter dem vorgegebenen Bereich liegt, und in Rückwärtsrichtung zählt, wenn das Blendenwertsignal über dem Bereich liegt, und daß ein Dekoder (23) für die Ausgangssignale des umkehrbaren Zählers (22) vorgesehen ist, um ein Steuersignal für die Auswahl der Verstärkung des einstellba-

ren Verstärkers (7) zu erzeugen.
4. Fernsehkamera nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine erste Sperrschaltung zum Anhalten des Sählvorgangs des Zählers (22), wenn das Blendemiertsignal in dem vorgegebenen Be-

reich liegt, und durch eine zweite Sperrschaltung zum Anhalten des Zählvorgangs des Zählers (22) wenn dessen Ausgänge den maximalen oder den minimalen Viert erreichen.
5. Fernsehkamera nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen

Schaltkreis zum Zurückstellen des durch den zweiten Sperrschaltkreis hervorgerufenen Sperrzustands des umkehrbaren Zählers (22) wenn der Vergleicher (21) ermittelt, daß das Blendenwertsignal den vorgegebenen Bereich verläßt.

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