DE1295615B

DE1295615B - Schaltungsanordnung zur schnellen Anpassung von Fernsehkameras mit Aufnahmeroehren vom Vidikon-Typ an wechselnde Lichtverhaeltnisse

Info

Publication number: DE1295615B
Application number: DEF54207A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dietmar; Gornott
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1967-12-05
Filing date: 1967-12-05
Publication date: 1969-09-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur schnellen Anpassung von Fernsehkameras mit Aufnahmeröhren vom Vidikon-Typ an wechselnde Lichtverhältnisse.
Es sind Schaltungsanordnungen zur Anpassung von Fernsehkameras mit Aufnahmeröhren vom Vidikon-Typ an wechselnde Lichtverhältnisse bekannt, bei denen aus dem gewonnenen Bildsignal eine Regelspannung abgeleitet wird, die der lichtempfindlichen Schicht der Aufnahmeröhre zugeführt wird. Je höher die Spannung ist, die dieser lichtempfindlichen Schicht, die auch Signalplatte genannt wird, zugeführt wird, desto größer ist die Lichtempfindlichkeit der Aufnahmeröhre, d. h., daß bei konstantem Licht bei Erhöhung der Signalplattenspannung die Amplitude des gewonnenen Bildsignals größer wird. Soll also die Kamera ein Bildsignal konstanter Amplitude liefern, so muß die Signalplattenspannung bei großen Beleuchtungsstärken klein und bei geringen Beleuchtungsstärken groß werden. Auf diese Weise kann man Änderungen der Beleuchtungsstärke bis zu 1 : 500 ausregeln. Da das in der Natur vorkommende Verhältnis zwischen der maximalen Beleuchtungsstärke und derjenigen minimalen Beleuchtungsstärke, bei der die Fernsehkamera noch zu verwenden ist, größer als 1: 500 ist, ist bei solchen Anordnungen in der Regel zusätzlich ein Objektiv mit einer einstellbaren Irisblende vorgesehen.
Bei der bekannten Anordnung wird das Bildsignal der Aufnahmeröhre an der gleichen Elektrode entnommen, der auch die Regelspannung zugeführt wird. Das Bildsignal hat am Ausgang der Aufnahmeröhre eine Amplitude von einigen Millivolt. Es wird über einen Koppelkondensator dem Vorverstärker zugeführt. Aus dem verstärkten Bildsignal wird, meistens durch einen Spitzenwert-Gleichrichter, eine Regelspannung abgeleitet, die mit Hilfe eines Gleichspannungsverstärkers verstärkt wird. Die verstärkte Regelspannung, die sich in den Grenzen von 1 bis 50 V bewegt, wird wiederum der Signalplatte zugeführt. Will man mit dieser Schaltungsanordnung schnelle Lichtänderungen ausgleichen, so muß die Signalplattenspannung einen großen Teil ihres Bereiches in möglichst kurzer Zeit durchfahren. Daraus ergibt sich, daß über einen Koppelkondensator dem Vorverstärker ein Spannungssprung zugeführt wird, der unter Umständen sehr viel größer als das Bildsignal sein kann. Dadurch wird der Vorverstärkei übersteuert, so daß das eigentliche Bildsignal nun nicht mehr übertragen bzw. verstärkt wird, d. h., es treten nicht nur Bildstörungen auf, sondern,auch die Regelspannung verhält sich so, als ob kein Licht vorhanden wäre, d. h., die Signalplatte erhält die höchstmögliche Spannung. Da aber in Wirklichkeit Licht auf der photoempfindlichen Schicht vorhanden ist, . entsteht ein zu großes Bildsignal, das, nachdem die Auswirkungen des Spannungssprunges im Verstärker vorüber sind, verstärkt und der Regelschaltung zugeführt wird, was wiederum eine sprunghafte Verringerung der Signalplattenspannung zur Folge hat. Die Schaltungsanordnung beginnt zu schwingen. Um dieses zu verhindern, müssen alle beteiligten Zeitkonstanten sorgfältig aufeinander abgestimmt werden, was im großen und ganzen darauf hinausläuft, daß die Regelung nur langsam erfolgen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnelle Anpassung von Fernsehkameras mit Aufnahmeröhren vom Vidikon-Typ an wechselnde Liehverhältnisse zu ermöglichen. Diese Kameras werden häufig zu Beobachtungen eingesetzt, bei denen ein schneller Wechsel der Szenenhelligkeit nicht selten ist.
Bei einer Schaltungsanordnung zur schnellen Anpassung von Fernsehkameras mit Aufnahmeröhren vom Vidikon-Typ an wechselnde Lichtverhältnisse, bei der das in der Aufnahmeröhre entstandene Bildsignal von der Signalplatte der Aufnahmeröhre abgenommen, über einen Kondensator einem Verstärker zugeführt, aus dem verstärkten Bildsignal eine Regelspannung abgeleitet und diese Regelspannung verstärkt wird, wird erfindungsgemäß die verstärkte Regelspannung sämtlichen Elektroden des Strahlsystems der Aufnahmeröhre, die untereinander von der Regelspannung unabhängige Spannungsdifferenzen aufweisen, zugeführt und die Signalplatte über einen Arbeitswiderstand gleichspannungsmäßig auf ein festes Potential, vorzugsweise auf Massepotential, gelegt.
Es ist zwar bereits bekannt, eine Regelspannung anderen Elektroden eines Vidikons als der Signalelektrode zuzuführen, z. B. dem Gitter 1, der so-'genannten Wehnelt-Elektrode. Jedoch werden hierbei die Strahlintensität oder bei anderen Elektroden andere Betriebsdaten des Vidikons gesteuert.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird jedoch nur die Empfindlichkeit der Aufnahmeröhre gesteuert. Hierbei kann die bei der Ableitung der Regelspannung maßgebende Zeitkonstante sehr klein gewählt werden. Treten dann schnelle Lichtänderungen auf, so ändert sich auch die Regelspannung sehr schnell. Ein derartiger Sprung der Regelspannung wird nur stark abgeschwächt zum Eingang des Vorverstärkers übertragen.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert. Von diesen zeigt F i g. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung, F i g. 2 die Kennlinie der Schaltungsanordnung 14 aus F i g. 1, F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung 14.
Bei der Anordnung nach F i g. 1 wird ein Objekt 1 mit Hilfe des Objektivs 2 auf die lichtempfindliche Schicht der Fernsehaufnahmeröhre 3 projiziert. Das Bildsignal wird am Signalplattenanschluß 4 der Aufnahmeröhre entnommen und über einen Koppelkondensator 5 dem Verstärker 6 zugeführt. Weitere Mittel, die zum Betrieb der Fernsehaufnahmeröhre nöfig sind, z. B. die Ablenkschaltungen und Ablenkspulen, sind nicht dargestellt.

Der Verstärker gibt außer" dem mit Austast- und Synchronimpulsen versehenen Ausgangssignal, dem sogenannten BAS-Signal, ein BA-Signal ab, das einer Schaltung zur Ableitung einer Regelspannung zugeführt wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Regelspannung in einer Spitzenwert-Gleichrichter-Schaltung, die aus den Kondensatoren? und 8 und den Dioden 9 und 10 besteht, abgeleitet. Die Regelspannung wird in dem Gleichspannungsverstärker 11 verstärkt. Die Spitzenwert-Gleichrichter-Schaltung und der Gleichspannungsverstärker 11 sind derart ausgelegt, daß bei einer Abweichung des Bildsignals vom Sollwert nach unten die Spannung am Punkt 12 stark negativ wird (beispielsweise - 50 V). Bei einer Abweichung des Bildsignals vom Sollwert nach oben wird die Regelspannung klein und negativ, d. h. nahezu 0 V.

Um der Kathode außer der Regelspannung Im-

pulse zur Austastung des Rücklauis zuführen zu kön-

nen, ist zwischen dem Punkt 12 und der Kathode ein

Widerstand 13 eingeführt. Außerdem ist die Regel-

spannungsleitung mit dem einen Pol einer Gleich-

spannungsquclle 17 verbunden, der die zum Betrieb

des Vidikons notwendigen Gleichspannungen ' ent-

nommen werden. Dadurch ist gegeben, daß alle Elek-

troden der Aufnahmeröhre 3, mit Ausnahme der

Signalplatte, ein von der Regelspannung unabhängi-

ges Potential in bezug auf die Kathode haben. Die

elektrische Schärfe, der Strahlstrom und die Raster-

größe sind also unabhängig von der Regelspannung-

Um den Regelbereich der Schaltungsanordnung

durch Vorschalten eines Objektivs mit einer Iris-

blende zu erweitern, wird die Regelspannung einer

Schaltungsanordnung 14 zugeführt, die den Motor 15

zum Antrieb der Irisblende 16 steuert. Die Schal-

tungsanordnung 14 hat die in F i g. 2 gezeigte Kenn-

linie zwischen der Regelspannung Usp und der

Motorspannung Um. Befindet sich die Regelspannung

Usp in dem Bereich zwischen Uspiund Usp3, so steht

der Motor still. Wird die Regelspannung größer als

Us p Q, was eine Folge von geringer werdender Be-

leuchtungsstärke ist, so erhält der Motor eine Span-

nung, die derart gepolt ist, daß die Blende geöffnet

wird. Bleibt während dieser Zeit die Beleuchtungs-

stärke der Szene konstant, so wird die Signalplatten-

spannung durch das öffnen der Blende wieder klei-

ner, und der Motor schaltet, nachdem er die Blende

um einen bestimmten Betrag geöffnet hat, wieder ab.

Bei sehr geringen Beleuchtungsstärken wird die

Blende ganz geöffnet: der Motor wird dann durch

Endabschalter abgeschaltet, und die Regelspannung

Usp bleibt oberhalb von Usp=. Ähnliches gilt für

große Beleuchtungsstärken, für die sich die Regel-

spannung unterhalb von Uspr bewegt.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung

sind die Signalplattenspannungsregelung und die

Blendenregclung derart kombiniert, daß schnelle und

kleine Beleuchtungsänderungen von der Signalplat-

tenspannungsregelung ausgeglichen werden. Daraus

ergibt sich, daß der Blendenantrieb als mechanisches

und sich daher abnutzendes Teil möglichst wenig be-

trieben wird.

Die in F i g. 3 gezeigte Schaltungsanordnung er-

füllt folgende Funktionen:

Der Motor 37 zum Antrieb der Blende wird nach

der Kennlinie in F i g. 2 gesteuert. Außerdem wird

die Betriebsspannung für den Motor von 12 auf 3 V

unter Beibehaltung eines niedrigen Innenwiderstandes

der Spannungsquelle herabgesetzt und der Motor

durch Kurzschließen nach dem Abschalten gebremst.

Im Ruhezustand sind die beiden Transistoren 23 und

23' nichtleitend. Daraus ergibt sich, daß beide

Motorklemmen an positiver Betriebsspannung liegen,

d. h., der Motor steht still. Erzeugt er nach vorher-

gehendem Lauf während des Auslaufs eine elektro-

motorische Kraft, so verursacht diese einen Strom,

der je nach Drehrichtung des Motors durch die

Diode 32 und den Transistor 25' oder durch die

Diode 32' und den Transistor 25 fließt und damit den

Motor abbremst. Die Reihenschaltungen der Transi-

storen 23 und 25 bzw. 23' und 25' stellen Spannungs-

teiler dar, die über die Basen der Transistoren 23 und

23' angesteuert werden.

Ist die Regelspannung Usp größer als Uspz, so wird

der Umkehrtransistor 36 gesperrt. Über den Kollek-

torwiders<and 33 dieses Transistors erhält die Basis

des Transistors 23 Strom. Der Transistor 23 wird da-

mit leitend, und sein Kollektor erhält ungefähr Masse-

potential. Am Emitter des Transistors 25 stellt sich

ein Potential ein, welches durch das Verhältnis der

beiden Widerstände 26 und 27 bedingt ist. Bei dem

vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt dieses Po-

tential +9 V. Der andere steuerbare Spannungsteiler

aus den Transistoren 23' und 25' befindet sich weiter-

hin im Ruhezustand. Daraus folgt, daß an den Klem-

men des Motors eine Spannung von 3 V liegt. Durch

sinngemäße Polung des Motors wird erreicht, daß die

Mung der Irisblende verkleinert wird. Ist die Regel-

spannung Usp kleiner als Usp 1, so befindet sich an

dem Verbindungspunkt der Widerstände 28 und 29

positives Potential, der Transistor 23' wird leitend.

In gleicher Weise, wie es für den ersten steuerbaren

Spannungsteiler oben beschrieben ist, stellt sich nun

an dem Emitter des Transistors 25' ein Potential von

+9 V ein, während die Spannung des anderen An-

schlusses des Motors +12 V beträgt. Der Motor be-

wegt also die Irisblende in anderer Richtung. Da die

meisten Transistoren keine besonders große Basis-

Emitter-Spannung vertragen, sind an den Transisto-

ren 23' und 36 zu deren Schutz die Dioden 34 und 35

vorgesehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur schnellen Anpas- sung von Fernsehkameras mit Aufnahmeröhren vom Vidikon-Typ an wechselnde ljichtverhält- nisse, bei der das in der Aufnahmeröhre entstan- dene Bildsignal von der Signalplatte der Auf- nahmeröhre abgenommen, über einen Kondensa- tor einem Verstärker zugeführt, aus dem verstärk- ten Bildsignal eine Regelspannung abgeleitet und diese Regelspannung verstärkt wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die verstärkte Regel- spannung sämtlichen Elektroden des Strahl- systems, die untereinander von der Regelspan- nung unabhängige Spannungsdifferenzen aufwei- sen., zugeführt und die Signalplatte über einen Arbeitswiderstand gleichspannungsmäßig auf ein festes Potential, vorzugsweise auf Massepotential, gelegt wird. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, daß die verstärkte Regel- spannung einem Schwellwertschalter (14) zuge- fiihrt wird, der einen Motor (M zum Antrieb einer im Objektiv (2) der Fernsehkamera befind- lichen Irisblende (16) derart steuert, daß in einem mittleren Bereich der Regelspannung der Motor stillsteht, daß in einem unteren Bereich die öff- nung der Blende verkleinert und in einem oberen Bereich vergrößert wird. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- durch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschal- ter aus zwei an sich gleichen steuerbaren Span- nungsteilern besteht, daß die Spannungsteiler aus je einer Reihenschaltung eines ersten Transistors (23, 237, dessen Emitter mit festem Potential, vorzugsweise Massepotential, verbunden ist, eines Widerstandes (24, 24') und eines zweiten Transi- stors (25, 25'), dessen Kollektor mit dem positi- ven Pol der Spannungsquelle verbunden ist und dessen Emitter den Abgriff (22, 227 des Span- nungsteilers bildet und zwei Widerständen (26, 26' und 27, 27'), die zwischen dem Kollektor des

ersten und derBasis des zweitenTransistors sowie zwischen der Basis und dem Kollektor des zwei- ten Transistors geschaltet sind, besteht, daß zwischen die Abgriffe und den positiven Pol der Spannungsquelle Dioden (32, 32) in Sperrichtung in bezug auf die Spannungsquelle geschaltet sind, daß die Abgriffe der steuerbaren Spannungsteiler mit den Anschlüssen des Motors (37) verbunden sind und daB die Regelspannung zur Basis des ersten Transistors (23) des einen steuerbaren Spannungsteilers über einen Spannungsteiler aus zwei Widerständen (28, 29) und zur Basis des ersten Transistors (23) des anderen steuerbaren Spannungsteilers über einen weiteren Spannungstaer a#@@-zxxei Widerständen (30, 31) und einen Umkehrtr -,tor (36) geführt wird.