DE1064554B

DE1064554B - Television arrangement with a picture catcher tube of the photoconductivity type

Info

Publication number: DE1064554B
Application number: DES51812A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz-Guenther Walter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-01-04
Filing date: 1957-01-04
Publication date: 1959-09-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernsehanordnung mit einer Bildfängerröhre des Photoleitfähigkeitstyps, bei der 'zur automatischen Anpassung an die jeweiligen Beleuchtungsverhältnisse die Signal-Plattenspannung und die Blendenöffnung durch eine aus dem Videosignal abgeleitete Regelspannung gesteuert werden. Bildfängerröhren des Photoleitfähigkeitstyps sind unter der Handelsbezeichnung Vidicon, Ötaticon oder Resistron bekannt und in der einschlägigen Literatur beschrieben.The invention relates to a television arrangement having an image capture tube of the photoconductive type, at der 'for automatic adaptation to the respective Lighting conditions the signal plate voltage and the aperture through one of the video signal derived control voltage can be controlled. Are photoconductive type image capture tubes known under the trade name Vidicon, Ötaticon or Resistron and in the relevant literature described.

Bei wechselnden Beleuchtungsverhältnissen des Aufnahmegegenstandes, z. B. bei Tageslichtschwankungen infolge wechselnder Bewölkung während einer Außenaufnahme ist bei den bekannten Fernsehanlagen in vielen Fällen ein Nachstellen der Regelorgane von Hand erforderlich. Es ist bereits bekannt, die Blende des Objektivs durch einen Motor mit Hilfe einer Regelspannung, die einer Photozelle oder dem Videosignal entnommen wird, automatisch in Abhängigkeit von der Beleuchtung zu verstellen. Es ist auch bekannt, durch eine aus dem Videosignal abgeleitete Regelspannung die Signal-Plattenspannung einer Vidiconröhre oder bei anderen Bildfängerröhren Elektrodenvorspannungen in ähnlicher Weise zu regeln. Es ist. ferner bekannt, bei Vidicon-Kameras die Plattenspannung und Blendenöffnung gleichzeitig zu regeln, wobei das Ansprechen der Blendenregelung eine gewisse Abweichung vom Sollwert erfordert. Auch ist bekannt, bei Fernsehsignalverstärkern eine automatische Verstärkungsregelung vorzusehen.With changing lighting conditions of the subject, z. B. with daylight fluctuations due to changing cloud cover during an outdoor shot is in the known television systems in many cases a readjustment of the control organs of Hand required. It is already known to use a motor to control the aperture of the lens Control voltage, which is taken from a photocell or the video signal, automatically depending on to be adjusted by the lighting. It is also known by one derived from the video signal Control voltage the signal plate voltage of a vidicon tube or other image capture tubes Regulate electrode biases in a similar manner. It is. also known for Vidicon cameras to regulate the plate voltage and aperture simultaneously, with the response of the aperture control requires a certain deviation from the target value. It is also known in television signal amplifiers a provide automatic gain control.

Die bekannten Anordnungen zur automatischen Anpassung der Kamera an die Beleuchtung haben den Nachteil, daß bei bestimmten Helligkeitsverhältnissen nacheinander ein wiederholtes Ansprechen der Blendenregelung erfolgt, wodurch auf der Empfangsseite ein unruhiger Bildhintergrund in Erscheinung tritt, da die Schärfentiefe von der Blendenöffnung abhängig ist. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Anordnung derart getroffen ist, daß die Blende nur bei sich über einen größeren Bereich erstreckenden Beleuchtungsänderungen automatisch verstellt wird, während durch die automatische Regelung der Plattenspannung und der Verstärkung kleinere Beleuchtungsänderungen ausgeglichen werden, indem zwei Röhrensysteme mit gemeinsamem Kathodenwiderstand vorgesehen sind, in deren Anodenkreisen jeweils ein das Schließen oder Öffnen der Blende auslösendes Relais liegt, und daß dem Gitter des einen Röhrensystems eine aus dem Videosignal abgeleitete Regelspannung zugeführt wird, während das Gitter des anderen Röhrensystems mit dem Abgriff eines zwischen positivem Potential und Masse liegenden Spannungsteilers verbunden ist, so daß bei einer erreichten Blendenstellung die Beleuch-Fernsehanordnung The known arrangements for automatically adjusting the camera to the lighting have the Disadvantage that with certain brightness conditions a repeated response of the diaphragm control one after the other takes place, whereby a restless image background appears on the receiving side, because the depth of field depends on the aperture. This disadvantage becomes according to the invention eliminated by the fact that the arrangement is made such that the diaphragm only has one Illumination changes over a larger area is automatically adjusted while by the automatic control of the plate voltage and the gain compensates for minor changes in lighting by providing two tube systems with a common cathode resistance, in whose anode circuits each have a relay that triggers the closing or opening of the shutter, and that a control voltage derived from the video signal is fed to the grid of one tube system, while the grid of the other tube system with the tap of one between positive potential and Ground voltage divider is connected, so that when the aperture is reached, the lighting television arrangement

mit einer Bildfängerröhrewith an image capture tube

des Photoleitfähigkeitstypsof the photoconductivity type

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Heinz-Günther Walter, Karlsruhe,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Heinz-Günther Walter, Karlsruhe,
has been named as the inventor

tung etwa um den gleichen Betrag zu- oder abnehmen kann, ehe der Verstellmotor für die Blende wieder anläuft. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Blendenverstellung über Relais derart geregelt, daß eine Verstellung der Blende erst dann einsetzt, wenn die Grenze des durch die Plattenspannung und Verstärkungsregelung gegebenen Regelbereiches erreicht ist. Die Regelung geschieht z. B. derart, daß bei zunehmender Beleuchtung der Szene zunächst die Plattenspannung und die Verstärkung bis nahe an die Grenze ihres Regelbereiches zurückgeregelt werden. Dann erfolgt automatisch über ein Relais die Blendenverstellung. Die Blende läuft um einen einstellbaren Betrag, z. B. ein Drittel ihres Regelbereiches zu, wobei infolge der dadurch geringer werdenden Beleuchtungsstärke auf der Signalplatte Plattenspannung und Verstärkung gleichzeitig wieder etwas aufgeregelt werden. Für kleine Beleuchtungsänderungen bleibt die so erreichte Blendeneinstellung bestehen. Erst wenn die Beleuchtung so weit zunimmt, daß Plattenspannung und Verstärkung wieder die Grenze des Regelbereiches erreichen, läuft die Blende in der oben beschriebenen Weise wieder an und wird um einen weiteren Betrag zugeregelt. Analog wird über ein zweites Relais bei abnehmender Beleuchtung die Blende stufenweise aufgeregelt. Die Automatik läßt sich dabei so einstellen, daß bei einer erreichten Blendenstellung die Beleuchtung etwa um den gleichen Betrag zu- oder abnehmen kann, ehe der Verstellmotor wieder in der notwendigen Richtung anläuft. tion can increase or decrease by about the same amount before the adjusting motor for the diaphragm again starts up. According to one embodiment of the invention, the aperture adjustment is controlled via relays in such a way that that an adjustment of the diaphragm only begins when the limit of the plate voltage and gain control of the given control range is achieved. The regulation happens z. B. in such a way that as the scene is illuminated, the plate voltage and the gain first can be regulated back close to the limit of their control range. Then it takes place automatically via a Relay the aperture adjustment. The aperture runs by an adjustable amount, e.g. B. a third of theirs Control range, whereby as a result of the decreasing illuminance on the signal plate Plate tension and amplification can be turned up a little at the same time. The aperture setting achieved in this way remains the same for small changes in lighting exist. Only when the lighting has increased so much that the plate tension and amplification return to the Reach the limit of the control range, the diaphragm starts up again in the manner described above and is adjusted by a further amount. The same is done via a second relay when the lighting decreases the aperture gradually turned up. The automatic system can be set so that when one is reached Aperture position the lighting can increase or decrease by about the same amount before the adjustment motor starts up again in the necessary direction.

Die Blendenverstellung kann mit Hilfe eines Motors, Schrittschaltwerkes od. dgl. durchgeführt werden.The aperture adjustment can be carried out with the aid of a motor, stepping mechanism or the like.

909 610/157909 610/157

Um zu vermeiden, daß die Bildfängerröhre durch zufällige Sonneneinstrahlung beschädigt wird, ist es zweckmäßig, die Anordnung derart zu treffen, daß in dem Zeitraum, in dem die Kamera nicht mit dem Sichtgerät verbunden bzw. außer Betrieb ist, die Blende automatisch geschlossen gehalten wird.To prevent the image capture tube from being damaged by accidental sunlight, it is expedient to make the arrangement such that in the period in which the camera is not with the Display unit is connected or out of order, the shutter is automatically kept closed.

An Hand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise erläutert.The invention is explained by way of example with the aid of the drawings.

Fig. 1 zeigt die Schaltung der erfindungsgemäßen Anordnung. Dort ist mit 1 die Bildfängerröhre vom Photoleitfähigkeitstyp, bekannt unter der Handelsbezeichnung Vidicon, Resistron, Staticon, bezeichnet. Die aus Signalplatte und Halbleiterschicht bestehende Speicherplatte 2 der Bildfängerröhre ist über einen Arbeitswiderstand 3 und den Kondensator 4 mit dem Videoverstärker 5 gekoppelt. Die Belichtung der Platte 2 erfolgt durch eine Optik 6, die mit einer verstellbaren Blende 7 versehen ist. Die Blende 7 ist über ein Getriebe 8 durch den Motor 9 verstellbar. Die Ablenkspulen der Bildfängerröhre sind mit 10 und das entsprechende Ablenkgerät mit 11 bezeichnet. Von der Impulszentrale 12 aus wird das Ablenkgerät 11 gesteuert und das Videosignal mit Synchronimpulsen versehen, die die Synchronisierung der Ablenkgeräte des Sichtgerätes 13 bewirken. Der Übertragungsweg 14 kann durch eine videofrequente Leitungsübertragung gebildet sein oder aus Trägerfrequenzleitungen, Richtfunkstrecken.od. dgl. bestehen. Um bei starken Helligkeitsschwankungen eine Über- oder Unterbelichtung der Platte 2 der Bildfängerröhre 1 zu \^rermeiden, wird aus dem verstärkten Videosignal über einen Gleichrichter 15 und gegebenenfalls einen Regelspannungsverstärker 16 eine Regelspannung gewonnen, die dem Gitter der Röhre 17 zugeführt wird. Diese Regelspannung ist im wesentlichen von der Gleichstromkomponente abhängig. Die Röhre 17 bildet zusammen mit dem Widerstand 18 einen Spannungsteiler, der unter dem Einfluß der Regelspannung variabel ist. An der Anode der Röhre 17 besteht somit ein von der Regelspannung abhängiges variables positives Potential gegenüber Masse. Die Widerstände 19 und 20 bilden einen Spannungsteiler zwischen der Anode der Röhre 17 und einem Punkt negativen Potentials gegenüber Masse. An diesem Spannungsteiler kann eine geeignete, z. B. negative Regelspannung zur Verstärkungsregelung des Videoverstärkers 5 abgegriffen werden. Der aus den Widerständen 21 und 22 bestehende Spannungsteiler wird demgegenüber so bemessen, daß die abgegriffene variable Spannung gegenüber Massepotential positiv ist. Diese variable Spannung wird über den Arbeitswiderstand 3 der Platte 2 zugeführt. Zwischen Anode der Röhre 17 und Masse liegt ferner noch der aus den Widerständen 23, 24 bestehende Spannungsteiler, an dem eine gegenüber Masse kleine positive variable Vorspannung als Gittervorspannung des Röhrensystems 25 abgegriffen wird. Die "Röhrensysteme 25 und 26 besitzen einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 27. Im Anodenkreis der Röhrensysteme 25 und 26 liegt jeweils ein Relais A bzw. B. Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen: Fig. 1 shows the circuit of the arrangement according to the invention. There, the image capture tube of the photoconductivity type, known under the trade name Vidicon, Resistron, Staticon, is designated with 1. The storage plate 2 of the image capture tube, which consists of a signal plate and a semiconductor layer, is coupled to the video amplifier 5 via a load resistor 3 and the capacitor 4. The exposure of the plate 2 takes place through an optic 6 which is provided with an adjustable diaphragm 7. The diaphragm 7 can be adjusted by the motor 9 via a gear 8. The deflection coils of the image capture tube are denoted by 10 and the corresponding deflection device by 11. The deflection device 11 is controlled from the pulse center 12 and the video signal is provided with sync pulses which synchronize the deflection devices of the display device 13. The transmission path 14 can be formed by video-frequency line transmission or from carrier frequency lines, radio link lines or. like. exist. In order for strong variations in brightness over or under exposure of the plate 2 of the image capture tube 1. A void to \ ^r is obtained a control voltage from the amplified video signal via a rectifier 15, and optionally a control voltage amplifier 16, which is supplied to the grid of the tube 17th This control voltage is essentially dependent on the direct current component. The tube 17, together with the resistor 18, forms a voltage divider which is variable under the influence of the control voltage. At the anode of the tube 17 there is thus a variable positive potential with respect to ground that is dependent on the control voltage. The resistors 19 and 20 form a voltage divider between the anode of the tube 17 and a point of negative potential with respect to ground. At this voltage divider a suitable, z. B. negative control voltage for gain control of the video amplifier 5 can be tapped. In contrast, the voltage divider consisting of resistors 21 and 22 is dimensioned in such a way that the tapped variable voltage is positive with respect to ground potential. This variable voltage is fed to the plate 2 via the load resistor 3. Between the anode of the tube 17 and the ground there is also the voltage divider consisting of the resistors 23, 24, at which a small positive variable bias voltage compared to ground is tapped as the grid bias voltage of the tube system 25. The "tube systems 25 and 26 have a common cathode resistance 27. In the anode circuit of the tube systems 25 and 26 there is a relay A or B. The arrangement described works as follows:

. Es sei angenommen, daß die Beleuchtung der übertragenen Szene laufend zunimmt. Dadurch erhöht sich auch die Gleichspannungskomponente der vom Videoverstärker 5 abgegebenen Spannung. Über den Gleichrichter 15 wird vom Ausgang des Verstärkers 5 eine Regelspannung abgeleitet, deren Wert von der Helligkeit der aufgenommenen Szene abhängig ist. Der Regelspannungsverstärker 16 gibt eine verstärkte Regelspannung ab, die eine. Verringerung des Inneiiwiderstandes der Röhre 17 bewirkt. Hierdurch wird das positive Potential an der Anode der Röhre 17 absinken. Dem Videoverstärker 5 wird dadurch über die Leitung 28 eine negative Regelspannung zugeführt, die die Verstärkung herabsetzt. Gleichzeitig wird die der Platte 2 zugeführte über den Widerstand 3 vom Spannungsteiler 21, 22 abgegriffene positive Spannung vermindert, wodurch die Empfindlichkeit der Bildfängerröhre 1 ebenfalls verringert wird. Wächst. It is assumed that the lighting of the transmitted scene increases continuously. This increases also the DC voltage component of the voltage output by the video amplifier 5. About the rectifier 15, a control voltage is derived from the output of the amplifier 5, the value of which depends on the brightness depends on the scene being recorded. The control voltage amplifier 16 is an amplified Control voltage, the one. Reduction of internal resistance the tube 17 causes. As a result, the positive potential at the anode of the tube 17 will drop. The video amplifier 5 is thus supplied with a negative control voltage via the line 28, which lowers the gain. At the same time, the plate 2 is fed through the resistor 3 from Voltage divider 21, 22 tapped positive voltage is reduced, thereby reducing the sensitivity of the Image capture tube 1 is also reduced. Grows

ίο die Beleuchtung der Szene noch weiter an, so daß die untere Grenze des durch die Regelung des Videoverstärkers 5 und der Spannung der Platte 2 erzielbaren Regelbereiches erreicht ist, so wird die an den Widerständen 23,24 abgegriffene positive Gittervorspannung des Röhrensystems 25 die vom Kathodenwiderstand 27 erzeugte negative Gittervorspannung kompensieren. Der ansteigende Anodenstrom des Röhrensystems 25 bringt das Relais A zum Anzug. Der Schaltkontäkt a₂ schaltet den Motor 9 in dem Drehsinn ein, der eine Verkleinerung der Blendenöffnung bewirkt. Der Motor 9 wird jetzt so lange lauf en und die öffnung der Blende 7 verkleinern, bis die negative vom Kathodenwiderstand 27 erzeugte Gittervorspannung des Röhrensystems 25 gegenüber der am Spannungsteiler 23, 24 liegenden und infolge der Abblendung absinkenden positiven Gittervorspannung wieder wirksam wird und das Relais A abfällt. Eine Feineinstellung der Abfallerregung des Relais A kann durch geeignete Bemessung des Nebenschlußwiderstandes 29 a erhalten werden, der durch den Kontakt Ci₁ zugeschaltet wird. Im Falle einer Abnahme der Szenenbeleuchtung wird durch die Regelspannung das Röhrensystem 25 weitgehend gesperrt, so daß andererseits der Anodenstrom des Röhrensystems 26 einen so großen Wert annehmen kann, daß das Relais B anzieht. Hierdurch wird der Kontakt b₂ geschlossen und der Motor 9 im Sinne einer öffnung der Blende 7 in Bewegung gesetzt. Zur Feineinstellung der Abfallerregung des Relais B dient der Nebenwiderstand 29, der durch den Kontakt b_t zugeschaltet wird. Das Gitter des Röhrensystems 26 erhält vom Abgriff des durch die Widerstände 30 und 31 gebildeten Spannungsteilers, der zwischen Masse und positivem Potential eingeschaltet ist, eine schwach positive Vorspannung, die jedoch durch die vom Kathodenwiderstand 27 erzeugte negative Gittervorspannung im Ruhezustand, d. h. wenn durch das System 25 ein nennenswerter Strom fließt, aufgewogen wird. Bei sich ändernder Regelspannung nimmt also der Strom in dem einen Röhrensystem 25 bzw. 26 zu, während er in dem anderen abnimmt. Hat eines der im Anodenkreis der Röhrensysteme liegenden Relais seine Anzugserregung erreicht, so zieht es an und schaltet über einen eigenen Kontakt einen Widerstand zu seiner Wicklung parallel. Durch diese Schaltungsmaßnahme wird erreicht, daß der Strom durch das Röhrensystem nicht bis zum Abfallstrom des Relais abzusinken braucht, ehe das Relais wieder öffnet. Auf diese Weise läßt sich mit Sicherheit erreichen, daß innerhalb eines gewissen Regelspannungsbereiches keines der Relais gezogen hat. Das entspricht dem Bereich, in dem nur Plattenspannung und Verstärkung die Beleuchtungsschwankungen ausregeln. ίο the lighting of the scene even further, so that the lower limit of the control range achievable by the control of the video amplifier 5 and the voltage of the plate 2 is reached, the positive grid bias of the tube system 25 tapped at the resistors 23,24 becomes that of the cathode resistor 27 compensate negative grid bias generated. The increasing anode current of the tube system 25 causes the relay A to pull in. The switching contact a ₂ switches on the motor 9 in the direction of rotation which causes a reduction in the aperture. The motor 9 will now run and reduce the opening of the diaphragm 7 until the negative grid bias of the tube system 25 generated by the cathode resistor 27 in relation to the positive grid bias at the voltage divider 23, 24, which is decreasing as a result of the dimming, becomes effective again and the relay A. falls off. A fine adjustment of the drop-out excitation of the relay A can be obtained by suitable dimensioning of the shunt resistor 29 a, which is switched on by the contact Ci ₁ . In the event of a decrease in the scene lighting, the tube system 25 is largely blocked by the control voltage, so that on the other hand the anode current of the tube system 26 can assume such a large value that the relay B picks up. As a result, the contact b _{2 is} closed and the motor 9 is set in motion in the sense of opening the diaphragm 7. The shunt resistor 29, which is switched on by the contact b _t , is used to fine-tune the drop-out excitation of the relay B. The grid of the tube system 26 receives from the tap of the voltage divider formed by the resistors 30 and 31, which is connected between ground and positive potential, a weakly positive bias voltage, which, however, is due to the negative grid bias voltage generated by the cathode resistor 27 in the idle state, ie when through the system 25 a significant current flows, is outweighed. When the control voltage changes, the current in one tube system 25 or 26 increases while it decreases in the other. If one of the relays in the anode circuit of the tube systems has reached its pick-up excitation, it picks up and connects a resistor in parallel to its winding via its own contact. This circuit measure ensures that the current through the tube system does not have to drop to the waste stream of the relay before the relay opens again. In this way it can be achieved with certainty that none of the relays has pulled within a certain control voltage range. This corresponds to the area in which only plate voltage and amplification regulate the lighting fluctuations.

Fig. 2 zeigt eine nach der Erfindung aufgebaute Fernsehanordnung in perspektivischer Ansicht. Die Kameras K₁, K₂, Κ_Ά sind durch Kabel L₁, L₂, L₃ mit einer Zentrale Z, die Verstärker und Impulsgeneratoren enthält, verbunden. Das Sichtgerät S sowie die Fernbedienungseinrichtung F sind über weitere Kabel L₄, L₅, die auch zu einem einzigen Kabelstrang ver-Fig. 2 shows a television arrangement constructed in accordance with the invention in a perspective view. The cameras K ₁ , K ₂ , Κ _Ά are connected by cables L ₁ , L ₂ , L ₃ to a control center Z, which contains amplifiers and pulse generators. The viewing device S and the remote control device F are connected via further cables L ₄ , L ₅ , which are also connected to a single cable harness.

einigt sein können, an die Zentrale angeschlossen. Diecan agree, connected to the headquarters. the

an den Kameras K₁, K₂, K₃ angeordneten Verstelleinrichtungen für die Qbjektivblende sind mit M bezeichnet. Die vorstehend beschriebene Regeleinrichtung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse R enthalten, das mit der Zentrale Z verbunden ist.Adjusting devices for the lens diaphragm arranged on the cameras K ₁ , K ₂ , K ₃ are denoted by M. The control device described above is contained in the illustrated embodiment in the housing R , which is connected to the center Z.

Claims

Patent claims:

1. A television arrangement having an image capture tube of the photoconductive type, in which the automatic Adaptation to the respective lighting conditions, the signal plate voltage, the amplification and the aperture is controlled by a control voltage derived from the video signal are, characterized in that the arrangement is made such that the diaphragm automatically only when the lighting changes over a larger area is adjusted while by the automatic control of the plate tension and gain Smaller changes in lighting can be compensated for by using two tube systems common cathode resistance are provided, in each of the anode circuits a das Close or open the shutter triggering relay is, and that the grid of a tube system a control voltage derived from the video signal is supplied while the grating of the other tube system with the tap of one lying between positive potential and ground Voltage divider is connected, so that when the aperture is reached, the lighting is about can increase or decrease by the same amount before the adjusting motor for the diaphragm starts up again.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the aperture adjustment by Relay is triggered in such a way that the adjustment only begins when the limit of the Plate voltage and gain control given control range is reached.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that each has a relay for triggering the opening or closing process of the diaphragm is provided.

4. Television arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the period in which the camera is not with the viewing device connected or out of order, the shutter is automatically kept closed.

Considered publications:
German interpretation G 17647 VIIIa ^ Ia ¹
(announced November 8, 1956);
German Patent No. 946 349;
"Frequency", Vol. 9, 1955, H. 2, pp. 42 to 49;
U.S. Patent No. 2,133,882.

1 sheet of drawings