-
Einrichtung zum Schutz einer Fernsehaufnahmeröhre gegen Fehlbedienung
ihrer motorisch angetriebenen Lichtstromregeleinrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Einrichtung zum Schutz einer Fernsehaufnahmeröhre gegen Fehlbedienung ihrer
motorisch angetriebenen Lichtstromregeleinrichtung. Als Lichttromregeleinrichtung
kann in bekannter Weise z. B. eine verstellbare Blende oder ein hinsichtlich der
Durchlässigkeit veränderbares optisches Filter verwendet werden.
-
Erfindungsgemäß ist im Kraftübertragungsweg zwischen dem Motor und
dem Lichtregelorgan eine Rutschkupplung angeordnet, und ferner sind ein Relaiskontakt
- der in der Motorspeiseleitung liegt - und eine Zeitschaltanordnung
derart geschaltet, daß ein Kondensator nach Anlauf des Motors umgeladen wird und
bei Erreichen eines bestimmten Potentials die öffnung des Relaiskontaktes und damit
die Abschaltung des Motors bewirkt. Auf diese Weise wird der motorische Antrieb
der Regelvorrichtung stillgelegt, wenn innerhalb des vorgegebenen Regelbereiches
der Sollwert des am Ausgang der Fernsehaufnahmeröhre abgenommenen Signals nicht
erreicht wird, wogegen jedoch die Wiedereinschaltung des Motors ohne Verzögerung
erfolgt.
-
Die Erfindung hat den Vorteil, daß damit der mit umkehrbarein Drehsinn
laufende Motor unter Verwendung von nur zwei Leitungen in den Grenzlagen der Lichtregeleinrichtung
ausgeschaltet werden kann. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn für eine bereits
erstellte Anlage nachträglich noch der Einbau der Motorausschaltung gewünscht wird.
Es erübrigt sich also, bei Anwendung der Erfindung eine weitere (dritte) Motorspeiseleitung
zu verlegen. Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Schaltungsanordnung der bereits
erstellten Anlage nur ganz geringfügig geändert werden muß, wenn die Motorausschaltung
erfindungsgemäß durchgeführt wird.
-
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der
Fig. 1 bis 3 näher beschrieben, wobei gleiche Schaltelemente mit gleichen
Ziffern bezeichnet werden. Es zeigt Fig. 1 eine Einrichtung zur automatischen
Regelung des Lichtstromes, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung, mit welcher der Regelmotor
in den Grenzlagen der Lichtsteuereinrichtung abgeschaltet wird, Fig. 3 eine
Schaltungsanordnung zur Unterbrechung der Motorleitung bei ausfallendem Videosignal.
-
In Fig. 1 ist schematisch eine Femsehkamera 1 mit der
Bildaufnahmeröhre 2, vorzugsweise vom Image-Orthikon-Typ, und dem Kameravorverstärker
3 dargestellt. Der durch das Objektiv 4 hindurchtretende Lichtstrom läßt
sich sowohl durch die mechanische Blende 5 als auch durch ein kontinuierlich
veränderliches optisches Filter schwächen. Die Blende 5 und das Filter
6 sind hintereinander im Strahlengang zur Aufnahmeröhre angeordnet und werden
gemeinsam im gleichen Sinne über ein Getriebe und eine Rutschkupplung
7' vom Motor 7 verstellt. Zwischen den Endstellungen des Lichtstromreglers
läßt sich auf diese Weise ein stufenlos veränderlicher Bereich in der Größenordnung
1. 100 000 erreichen.
-
Zur automatischen Steuerung des Motors in Ab-
hängigkeit von
dem auf die Kamera fallenden Lichtstrom wird aus dem Bildsignal eine Steuerspannung
gewonnen. Hierzu wird von dem vom Kameravorverstärker zum Hauptverstärker übertragenen
Videosignal, beispielsweise über ein Abzweigfilter 8,
das eine Abnahme der
Spannung ohne Störung der Anpassung erlaubt, eine Videospannung abgenommen und nach
Verstärkung im Verstärker 9 über einen Koppelkondensator 10 auf das
Gitter einer Verstärkdrröhre 11 übertragen. Im Gitterkreis sind ein Widerstand
12 und eine Diode 13 angeordnet, mit deren Hilfe das Bildsignal gleichgerichtet
wird. Je nach Bemessung der Schaltelemente 12 und 13 und des Kondensators
10 läßt sich das Gitterpotential auf die den hellsten Lichtern entsprechende
Videospannung oder auf einen kleineren Wert festlegen. Im Anodenkreis -der Röhre
11 liegt ein Anodenwiderstand 14. Ein überbrückungskondensator
15 schließt
die noch im Anodenstrom enthaltenden Reste der
Wechselspannungskomponente des Bildsignals kurz. Der Anodenstrom der Röhrell ist
auf diese Weise von der Videospannung und damit von der Objektbeleuchtung abhängig.
Die sich an der Röhre 11 einstellende Spannung wird nun mit der Spannung
an der Anode einer zweiten Röhre 21 verglichen. Das Steuergitter dieser Röhre erhält
keine Steuerspannung, der Anodenstrom und damit die Spannung an der Anode läßt sich
beispielsweise durch einen regelbaren Kathodenwiderstand 22 verändern.
-
Zwischen den Anoden der beiden Röhren 11 und 21 ist die Wicklung
effies polarisierten Relais 24 geschaltet, durch das zwei Umschaltkontakte
31, 32 betätigt werden. Die Umschaltkontakte sind als Stromwender geschaltet
und ändern die Polarität der von den Anschlüssen 34 und 35 bzw.
36 dem Motor zugeführten Speisespannung und damit die Drehrichtung des Motors.
Je nachdem, ob das von der Bildröhre gelieferte Bildsignal kleiner oder größer als
der optimale Wert ist, wird der Lichtstromregler in dem einen oder anderen Sinne
derart versteRt, daß das Bildsignal etwa seinen Optimalwert erreicht. Dieser Optimalwert
kann durch den Regler 22 auf die gewünschte Größe eingestellt werden.
-
Zwischen den Anoden der beiden Röhren ist noch eine zweite Relaiswicklung
25, deren Empfindlichkeit durch einen Widerstand 26 herabgesetzt ist,
angeschlossen, die den Umschaltkontakten 33 betätigt. Mit diesem Umschaltkontakt
wird die dem Motor zugeführte Steuerspannung verändert. Den Anschlüssen
35 bzw. 36 wird hierfür beispielsweise eine Spannung von
10 bzw. 14 Volt zugeführt, wenn die Nennspannung des Motors 12 Volt beträgt.
Weicht das Bildsignal stark von seinem Optimalwert ab, so spricht nur das Relais
24, sondern auch das Relais 25
an und legt den Motor an die höhere Betriebsspannung,
so daß er mit höherer Tourenzahl läuft und den Lichtstromregler rascher verstellt.
Kommt auf diese Weise das Bildsignal in die Nähe seines Optimalwertes, so fällt
das Relais 25 ab, und der Umschaltkontakt 33 legt den Motor an die
kleinere Betriebsspannung, so daß das Einlaufen auf den Sollwert mit geringerer
Geschwindigkeit vor sich geht. Dadurch werden Regelschwingungen vermieden, die durch
die Trägheit der mechanisch bewegten Massen des Reglers bei zu großer Bewegangsgeschwindigkeit
auftreten können.
-
Die Einregelung des Lichtstromes dauert um so länger, je mehr
sich die Objekthelligkeit seit der letzten Nachregelung verändert hat. Aber selbst
dann, wenn der Motor 7 den ganzen Regelbereich von einer Grenzlage zur anderen
durchläuft, ist der Regelvorgang in etwa 10 Sekunden abgeschlossen. Um zu
verhindern, daß der Motor 7 längere Zeit bei extrem heller (Blende
5 und Filter 6 nahezu geschlossen) oder dunkler (Blende
5 und Filter 6 maximal geöffnet) Objektbeleuchtung in einer der Grenzlagen
verbleibt, wodurch Teile der Rutschkupplung 7' und des Motors 7 zu
sehr abgenutzt würden, wird der Motor 7 nach einer bestimmten Laufzeit automatisch
abgeschaltet. Diese Laufzeit ist mit 20 Sekunden derart hoch bemessen, daß für die
üblicherweise durchgeführten Nachregelungen im Bereich zwischen den beiden Grenzlagen
- bei jeder Ausgangsstellung des Motors - genügend Zeit zur Verfügung
steht. Zur Abschaltung des Motor 7 nach der maximalen Laufzeit von 20 Sekunden
sind außer anderen Schaltungselementen das Relais 37 die Schaltkontakte
38, 57, die Aussehaltvorrichtung S und die Zeitschaltanordnung Z vorgesehen.
Eine Anordnung zur Durchführung dieser Schaltmaßnahmen wird an Hand der Fig. 2 beschrieben.
-
Parallel zur Wicklung des Motors 7 (Fig. 2) liegt die Arbeitswicklung
des Relais 37, so daß immer dann, wenn die Wicklung des Motors
7 unter Spannung steht, auch das Relais 37 anspricht und der Relaiskontakt
39 geöffnet wird. Dadurch wird der Kondensator 41 (Elko 50 j) vond
er an den Klemmen 42 und 43 anliegenden Gleichspannung (+ 160 Volt) über
den Schalter 44 und den Widerstand 45 (2 MQ) aufgeladen. Die Kathode der Elektronenröhre
47 wird über den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 48 (4 kQ) und 49
(50 kQ) positiv vorgespannt, so daß die Kathodenanodenstrecke der
Elektronenröhre 47 nur dann leitend wird, wenn deren Steuergitter über den Widerstand
46 (100 kQ) durch Aufladung des Kondensators 41 positiv wird. Im Anodenkreis
der Elektronenröhre 47 liegt die Arbeitswicklung des Relais 50, welches bei
leitender Anodenkathodenstrecke der Elektronenröhre 47 anspricht, so daß der Schalterkontakt
38 geöffnet und der Motor 7 abgeschaltet wird. Die maximale Laufzeit
des Motors 7
von 20 Sekunden wird also im wesentlichen durch jene Zeit bestimmt,
die notwendig ist, um den Kondensator 41 derart positiv aufzuladen, daß die Kathodenanodenstrecke
der Elektronenröhre 47 leitend wird.
-
Der Motor 7 bleibt so lange abgeschaltet, bis sich die Objekthelligkeit
derart ändert, daß das Relais 24 (nach Fig. 2) anspricht und die Schalter
31 und 32
in die andere Schalterstellung gerückt werden. Während dieses
Schaltvorgangs wird kurzzeitig der Stromfluß durch die Arbeitswicklung des Relais
37
unterbrochen und in weiterer Folge der Schaltkontakt 39 (nach Fig.
2) geschlossen. Dadurch wird der Kondensator 41 entladen, die Kathodenanodenstrecke
der Elektronenröhre 47 gesperrt und das Relais 50 zum Abfallen gebracht,
so daß der Schaltkontakt 38 geschlossen wird. Somit wird der Motor
7
jeweils sogleich immer dann angeschaltet, wenn sich die Objekthelligkeit
derart ändert, daß die Grenzlage der Regeleinrichtung nicht mehr gerechtfertigt
ist, also z. B. dann, wenn bei extrem geringer Objekthelligkeit eine Aufhellung
oder bei extrem großer Objekthelligkeit eine Verdunkelung eintritt.
-
Die Lichtregeleinrichtung L nach Fig. 1 und die Schaltungsanordnung
nach Fig. 2 (ausgenommen der Motor 7) sind in der Nähe eines Betriebsgerätes
untergebracht, welches die Betriebsspannungen für die Fernsehkamera 1 (Fig.
1) liefert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht nun darin, daß Störungen
der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung leicht behoben werden können, weil
diese Schaltungsanordnung im Bereich des Betriebsgerätes gut zugänglich ist. Dahingegen
sind Schaltkontakte für die Endausschaltung, wie sie bei bekannten Anordnungen im
Bereich des Motors 7 vorgesehen werden, im Falle einer Störung meist nicht
einfach zu erreichen, da die Fernsehkamera 1 und der Motor 7 (Fig.
1)
oftmals an schwer zugänglichen bzw. gefährdeten Orten (z. B. in radioaktiv
verseuchten Gebieten) aufgestellt sind.
-
Wenn die Femsehkamera in nicht ganz staubfreier Atmosphäre eingesetzt
wird, müssen die Schaltkontakte
im Bereich des Motors
7 bei den bekannten Anordnungen staubdicht abgeschlossen sein, um ein Verschmutzen
der Schaltkontakte zu verhindern. Bei Anwendung der Erfindung erübrigt sich eine
derartige Maßnahme.
-
Dem Verstärker 9 (Fig. 1) wird das Videosignal nur so
lange zugeführt, wie die Fernsehkamera 1 in Betrieb ist. Unmittelbar nach
Abschaltung (insbesondere der Anodenspannung) der Aufnahmeröhre 2 wird kein Videosignal
erzeugt. Es ist nun sehr wesentlich, daß die Leitung zur Speisung des Motors
7 spätestens ungefähr im Zeitpunkt der Ab-
schaltung des Videosignals
unterbrochen wird, da ansonsten die automatische Lichtstromregelung auf die durch
das fehlende Videosignal gegebene Spannung anspricht und eine entsprechende Verstellung
der Lichtregeleinrichtung bewirkt. Wird die Leitung zur Speisung des Motors
7 nicht unterbrochen, dann dauert es bei neuerlichem Einschalten der Fernsehkamera
1 (vorausgesetzt, daß die Objekthelligkeit zur Zeit der Ab- und Anschaltung
gleich ist) einige Zeit, bis die Lichtregeleinrichtung wieder entsprechend der Objektivlielligkeit
eingeregelt ist. Dies stört um so mehr, je öfter die Fernsehkamera
1 (innerhalb einer bestimmten Zeitspanne) an- und abgeschaltet wird. Außerdem
besteht unter Umständen die Gefahr des »Einbrennens« eines Bildes auf der Photokathode
der Aufnahmeröhre 2. Die Fernsehkamera 1 wird aber nicht nur dann abgeschaltet,
wenn die ganze Anlage stillgelegt werden soll, sondern auch dann, wenn die Anlage
auf »Bereitschaftszustand« geschaltet wird. In diesem Fall wird die Anodenspannung
zur Schonung der Aufnahmeröhre 2 abgeschaltet, wogegen andere Stromkreise, beispielsweise
der Elektronenröhren 11 und 21, unter Spannung bleiben. Auch bei der Umschaltung
auf Bereitschaftszustand ist es aus den oben dargestellten Gründen wesentlich, daß
die Motorleitung des Motors 7 unterbrochen wird, sobald kein Videosignal
mehr erzeugt wird.
-
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung bewirkt die
sofortige Unterbrechung der Motorleitung, sobald die Femsehkamera 1 (Fig.
1) abgeschaltet wird. Die Klemmen 51 und 52 und ein (nicht
eingezeichneter) Generator zur Erzeugung der Anodenspannung der Aufnahmeröhre 2
(Fig. 1) sind dauernd derart an eine Betriebsspannung (220 Volt) angeschlossen,
daß beim Abschalten der Betriebsspannung sowohl die Spannung an den Klemmen
51 und 52 als auch die Anodenspannung der Aufnahmeröhre 2 zusammenbricht.
Die beim Abschalten der Betriebsspannung bedingte Spannungsänderung (die nicht plötzlich,
sondern wegen der Einschaltung großer Siebkondensatoren relativ langsam vor sich
geht) wird über den Kondensator 53 auf das Steuergitter der Elektronenröhre
54 übertragen, wobei der Kondensator 53 und der Gitterableitwiderstand
55 derart bemessen sind, daß Änderungen der Betriebsspannung ungefähr gleiche
Spannungsänderungen am Steuergitter der Röhre 54 bewirken. Wenn sich die Betriebsspannung
also z. B. um 5 Volt verringert, wird auch das Steuergitter der Röhre 54
um etwa 5 Volt negativer, so daß die Anodenkathodenstrecke der Röhre 54 gesperrt
wird. Das Relais 56 fällt daraufhin ab, und der Schaltkontakt 57 unterbricht
die Motorspeiseleitung 58 priktisch ohne Zeitverzögerung. Mittlerweile ist
auch die an den Klemmen 51 und 52 anliegende Betriebsspannung so weit
abgesunken, daß das Relais 56 nicht mehr anspricht. Der Widerstand
59 dient zum Schutze der Arbeitswicklung des Relais 56 und der Elektronenröhre
54.