DE2039915B2

DE2039915B2 - Fernseh-kamera

Info

Publication number: DE2039915B2
Application number: DE19702039915
Authority: DE
Inventors: Derek Vernon Ingatestone Claydon Gyongyver Chelmsford Essex Ryley, (Großbritannien)
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1969-08-11
Filing date: 1970-08-11
Publication date: 1972-06-15
Also published as: CH522950A; DK142669B; FI49468C; NL7011816A; DK142669C; FI49468B; FR2058207B1; SE369360B; DE2039915C3; FR2058207A1; GB1263515A; NO129435B; US3710018A; DE2039915A1

Description

sehe Fläche in der Mitte einer im übrigen schwärzen Karte aufweist, welche so ausgebildet ist, daß sie ein erforderliches Muster von Licht und Schauen liefert, welches von der Aufnahmeröhre abactastet wird, wenn die automatische Strahlaus- ^ttungs-Einstenvorrichtung in Betrieb genom-

20 Die Autgabe der
Fernseh-Kamera de
schäften, bei welcher die gn
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Zur Losung dieser Aufgabe

bestem

Ausrichtung

Die Erfindung betrifft eine Fernseh-Kamera mit einer Aufnahmeröhre, die eine Strah ausrichtungs-Einrichtung aufweist, um d e Strahlausnchtung m zumindest der Fernseh-Bildrichtung zu verandern und mit Strahl-Fokussierungs- und Strahl-Ausnchtungs- ^Erfindung bezieht sich allgemein auf Fernseh-Kameras und insbesondere au Fernseh-Kameras der Art, welche eine Aufnahmerohre mit einer Auftreffelektroden-Struktur verwenden, auf we eher ein elek-Serungsfeldes mit einer Frequenz aufweist,^kh. ein vorgegebener Bruchteil der Fernseh-Bildwechsel Lquenz ist, während die Röhre ein vorgegebenes Muster aus Licht und Schatten abtastet welche. «ne vorgegebene Veränderung von Licht und Schatten in darin vorgegebener Lage aufweist, daß eine B d

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dÄÄm angeordnet rind Um eine solche Ausrichtung zu erreichen, ist eine Eins ellung in den einzelnen Röhren fast immer erforderlich.

Ein bekanntes Verfahren zur Bestimmung der erforderlichen Magnetfeldeinstellung in einer beliebi-

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wird bei der Anwendung dieses Verfahrens aas cnen. w«i Aufnahmeröhre selbst mit ihren

Strahlfokussierungsfeld durch eine Rechteckwelle mit nicht (^eK- ^CSt- und Strahlablenkeiner Frequenz moduliert, welche einen ganzen F^ier^gs «ram^u dargestellt wie Bruchteil der Fernseh-Bildwechselfrequenz darste It. 6₅ Spulen rtjder ^{f 1}J- ^ _^e^ _{die Ver}tt_ärker, die Wenn die Ausrichtung nicht genau stimmt, veranlas- -. dieAbtet AWen^ei υ , _{und ß}

um eine Fernsehübertragung durchzuführen, da die Erfindung diese Teile und Baugruppen nicht betrifft. Die in der Fig.] dargestellte Schaltungsanordnung ist zur Anwendung im Fall einer Fernsehkamera geeignet, welche mit Zeilensprung-Abtastung arbeitet. Bei der Beschreibung der F i g. 1 ist angenommen, daß bei der Anwendung der dargestellten Schaltungsanordnung die Kamera so angeordnet ist, daß sie gemäß der obigen Beschreibung ein Restbild abtastet. Gemäß der Darstellung in der Zeile A der F i g. 2 der Zeichnung werden Impulse mit der Fernseh-Bildwechselfrequenz von einer (nicht dargestellten) Quelle an die Klemme A der F i g. 1 geführt, und durch die Linie C der F i g. 2 dargestellte Video-Ausgangssignale werden von der (nicht dargestellten) Aufnahmeröhre an die Klemme C der Fi g. 1 geführt. Impulse, wie die in der Zeile A der F i g. 2 dargestellten, werden jedoch mit der Fernseh-Zeilenfrequenz an die Klemme L der F i g. 1 geführt. Die Videosignale der Zeile C der F i g. 2 werden erhalten, wenn die Aufnahmeröhre ein Restbild abtastet, welches ein kleines weißes Mittelquadrat aufweist, im übrigen jedoch schwarz ist. Mit der automatischen Ausrichtungs-Einstellschaltung der F i g. 1 wird die Kameraröhre auf diese Tafel gerichtet und eingestellt, um diese »zur Fernsehübertragung zu bringen«.

Die Fernseh-Bildwechselfrequenz-Impulse an der Klemme A werden durch die Signalquelle 1 in eine Rechteckwelle mit einem Viertel der Fernseh-Bildwechselfrequenz umgeformt, wie es durch die Zeile B der F i g. 2 dargestellt ist. Beispielsweise kann ein durch die Impulse der Zeile A gesteuerter Multivibrator dazu verwendet werden. Diese Wellenform wird an der Klemme B der F i g. 1 abgenommen und dem (nicht dargestellten) Fokussierungssystem der Aufnahmeröhre derart zugeführt, daß ein gemäß der Wellenform B moduliertes Fokussierungsfeld erreicht wird.

Das Ausgangssignal von der Signalquelle 1 wird durch einen Frequenzteiler 2 erneut durch den Faktor 2 frequenzgeteilt. Diese Wellenform wird dazu verwendet, um den Betrieb einer Umschalteinheit 3 zu steuern, deren Zweck darin besteht, abwechselnd über aufeinanderfolgende Halbwellen des Ausgangssignals vom Frequenzteiler 2 die automatische Strahlausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung und in der Fernseh-Zeilenrichtung zu erreichen. Die Umschalteinheit 3 sollte beispielsweise einen Multivibrator umfassen. Es sei angenommen, daß die Umschalteinheit 3 sich in dem Zustand befindet, daß die automatische Strahlausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung erreicht wird.

Das Video-Eingangssignal bei C wird einem Pegeldetektor 4 zugeführt, dessen Ausgangssignal plötzlich wechselt, wenn die Kameraröhre das kleine weiße Mittelquadrat im Testbild »entdeckt«. Wenn dieser Wechsel auftritt, geht eine Tor-Steuereinrichtung 5, beispielsweise ein bistabiles Element, die vorher in einem Zustand war (hier als »Start«-Zustand bezeichnet), daß ein Tor 6 den Zustand »offen« einnehmen konnte, in einen Zustand über (hier als »Stop«- Zustand bezeichnet), welcher bedingt, daß das Tor 6 geschlossen werden muß. Die Tor-Steuereinrichtung 5 war vorher durch den letzten vorangegangenen Fernseh-Bildimpuls bei A in den Start-Zustand versetzt worden. Die Tor-Steuereinrichtung S besitzt eine Sicherung gegen Übersteuern durch die Umschalteinheit 3, welche derart arbeitet, daß die Tor- Steuereinrichtung 5 das Tor 6 nur dann öffnen kann, wenn sich die Einrichtung 3 in dem oben angenommenen Zustand befindet. Wenn das Tor 6 geöffnet ist, werden Fernseh-Zeilenimpulse an der Klemme L einem Reversierzähler 7 zugeführt, dessen Zählrichtung durch das Wellenformausgangssignal von der Signalquelle 1 gesteuert wird.

Der Reversierzähler 7 wird durch Rückstellimpulse auf Null zurückgestellt, welche über eine Leitung/)

ίο durch den Frequenzteiler 3 geliefert werden, und wird gemäß der Zeile B der F i g. 2 zeitlich gesteuert. Die Zeile E der F i g. 2 zeigt die Steuerimpulse, welche über die Leitung E an das Tor 6 geführt werden.

Wie aus der bisherigen Beschreibung der Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird das Fokussierungsfeld der Aufnahmeröhre mit einem Viertel der Fernseh-Bildwechselfrequenz gemäß der Wellenform D moduliert. Beim Beginn einer Fernseh-Bildperiode (unter der Annahme, daß die Einrichtung 3 in dem angenommenen Zustand ist) wird der Zähler 7 auf Null gestellt, und gleichzeitig wird das Tor 6 durch die Wellenform E geöffnet. Weiterhin werden die Zeilenimpulse von L dem Zähler 7 zugeführt, welcher dieser Impulse zählt. Wenn das kleine weiße Mittelquadrat im Testbild der Kameraröhre »entdeckt« wird, wird das Tor 6 durch die Vorderflanke des Videosignals in der Zeile C geschlossen, so daß die Steuereinrichtung 5 in den Stop-Zustand versetzt wird. Wenn der nächste Fernseh-Bildwechselimpuls an der Klemme A ankommt, bringt er die Tor-Steuereinrichtung 5 nochmals in den Start-Zustand, und das Tor 6 wird wieder geöffnet. Der Zähler 7 zählt wiederum Fernseh-Zeilenimpulse, welche ihm durch das Tor 6 zugeführt werden, jedoch in der entgegengesetzten Richtung.

weil die Zählrichtung durch die Änderung der Polarität des Ausgangssignals von der Signalquelle 1 geändert wurde. (Wie ersichtlich ist, stellt die Zeile B der F i g. 2 nicht nur die Fokussierfeld-Modulation dar, sondern auch die Steuerung der Zählrichtung.) Nach Abschluß der zweiten Zählung steht im Zähler ein Rest- oder Differenzbetrag und stellt die Richtung der erforderlichen Ausrichtungs-Einstellung in der Fernseh-Bildrichtung dar. Die Polarität der Zähldifferenz wird in einem geeigneten Speicher 8 gespeichert, dessen Ausgangssignal als Steuersignal zur Erzeugung der Strahlausrichtungs-Korrektur im erforderlichen Sinne und in der Fernseh-Bildrichtung verwendet wird. Am Ende jeder Doppelzählung (eine in der einen Richtung und die andere in der anderen Richtung) durch den Zähler 7 wird die Polarität der Zähldifferenz gespeichert, wenn der Impuls G (s. F i g. 2) über die Leitung G dem Speicher 8 zugeführt wird, und der Zähler wird durch den Impuls D (s. F i g. 2) auf Null zurückgestellt, welcher über die Lei tang D von der Umschalteinheit 3 zugeführt wird.

Die Strahlausrichtung in der Fernseh-Zeilenrichtung wird erreicht, wenn die Umschalteinheit 3 in ihren anderen Zustand geschaltet wird. Die Art, in welcher die automatische Ausrichtungseinstellung in dei Fernseh-Zeilenrichtung erreicht wird, ist im allgemeinen der oben beschriebenen Einstellung für automatische Ausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung ähnlich, mit dem Unterschied, daß zur Ausrichtung ir der Fernseh-Zeilenrichtung der Reversierzähler ¹J verhältnismäßig hochfrequente Impulse zählt, welche durch einen freilaufenden Generator 9 erzeugt wer den, welcher beispielsweise bei 5 MHz arbeitet. Die Schwingungsversorgung von diesem Generator 9 ai

den Zähler 7 wird durch eine Generator-Steuereinheit 10 gesteuert, welche durch einen Zeilenimpuls von L in den Start-Zustand versetzt wird, während sie durch einen Wechsel des im Ausgangssignal vom Detektor 4 auftretenden Pegels in den Stop-Zustand versetzt wird, wenn dieselbe Aufnahmeröhre während einer Fernsehzeile das kleine weiße Quadrat in der Mitte des Testbildes »entdeckt«. Jetzt ist verständlich, daß dann, wenn die Umschalteinheit 3 sich in dem Zustand zur Ausrichtung in der Fernseh-Zeilenrichtung befindet, der Zähler 7 vom Beginn einer Zeile an so lange Schwingungsperioden vom Generator 9 zählt, bis die Pegelveränderung im Ausgangssignal vom Detektor 4 auftritt. Dann wird die Zählung angehalten, und das Ergebnis wird vorübergehend im Zähler gehalten. Wenn unter der Steuerung der Wellenform B der F i g. 2 die Zählrichtung umgekehrt ist — zwei Bilder später — zählt der Zähler in entgegengesetzter Richtung Schwingungsperioden vom Generator 9 vom Beginn einer Zeile an, bis die oben genannte Pegelveränderung auftritt. Die Polarität der Differenz dieser zwei aufeinanderfolgenden entgegengesetzten Zählungen wird in einem Speicher 11 gespeichert, wenn der Impuls H (s. Fi g. 2) über die Leitung H von der Umschalteinheit 3 zugeführt wird. Die Zeile F der F i g. 2 erscheint auf der Leitung F der F i g. 1 und zeigt das Ausgangssignal von der Generator-Steuereinheit 10. Die Signale von den Speichern 8 und 11 werden dazu verwendet, die Ströme in den zueinander senkrecht angeordneten Strahlausrichtungs-Spulen zu steuern.
Wenn auch die in der F i g. 1 dargestellte Anordnung keinesfalls die einzige Ausführungsform der Erfindung ist, so besitzt diese jedoch den Vorteil, daß ein und derselbe Reversierzähler 7 dazu verwendet wird, um zugleich die Strahlausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung und in der Fernseh-Zeilenrichtung zu gewährleisten, wobei dessen Verwendung für diese zwei verschiedenen Zwecke abwechselnd erfolgt. Die Ausgangssignale von den Speichern 8 und 11 werden (durch nicht dargestellte Einrichtung) dazu verwendet, um die Ströme in den Strahlausricht-Spulen derart zu steuern, daß eine automatische Ausrichtung gewährleistet ist. Die Steuersignale von 8 und 11 sind eigentlich Ausrichtfehler-Signale, und es besteht die Bedingung für eine korrekte Ausrichtung darin, daß diese Fehlersignale gleich Null sind. Vorzugsweise werden für die eigentlichen Einrichtungen, durch welche die Ausrichtungsspulen-Ströme eingestellt werden, Strom-Steuerpotentiometer mit Elektromotor-Antrieb in den Spulenstrom-Versorgungsschaltungen verwendet, wobei die Antriebsmotoren in Richtungen betrieben werden, welche durch die Richtung der Fehler-Ausgangssignale von den Speichern 8 und 11 bestimmt sind. Ein Vorteil der Verwendung von motorbetriebenen Potentiometern besteht darin, daß Stromeinstellungen für korrigierte Ausrichtungen permanent »gespeichert« werden (durch die letzten Stellungen, welche durch die Motoren eingenommen werden), und zwar sogar dann, wenn die gesamte Anordnung ausgeschaltet ist. Es können jedoch auch andere Korrektureinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Einrichtungen, welche digitale oder kapazitive Speichereinrichtungen verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209525/419

Claims

Patentansprüche:

1. Fernseh-Kamera mit einer Aufnahmeröhre, die eine Strahlausnchtungs-Elnrlchtung aufweist, um die. Strahlausrichtung in zumindest der Fernseh-Bildrichtung zu verändern und mit Strahl-Fokussierungs- und Strahl-Ausrichtungs-Feldern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera eine beliebig betreibbare Hauptmodulationseinrichtung zur Modulation des Fokussierungsfeldes mit einer Frequenz aufweist, welche ein vorgegebener Bruchteil der Fernseh-Bildwechselfrequenz ist, während die Röhre ein vorgegebenes Muster aus Licht und Schatten abtastet, welches eine vorgegebene Veränderung von Licht und Schatten in darin vorgegebener Lage aufweist, daß eine Bildablenkungs-Bezugseinrichtung (4) zur Bestimmung derjenigen Zeit während ao einer Fernseh-Bildablenkung vorhanden ist, zu welcher eine Veränderung im Kameraröhren-Ausgangssignal auftritt, welche der vorgegebenen Veränderung in Licht und Schatten entspricht und daß weiterhin eine Strahlausrichtungs-Korrekturein richtung (8, 11) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von dieser Zeit des Auftretens einer Veränderung im Ausgangssignal betätigt wird, und zwar zur automatischen Einstellung der Strahlausrichtungsfeld-Einrichtung, um die Strahlausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung derart einzustellen, daß das Auftreten einer Veränderung zu einer vorgegebenen Zeit in bezug auf die Fokussierungsfeld-Modulationswellenform stattfindet.

2. Fernseh-Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeit des Auftretens einer Veränderung in der Mitte einer Fernseh-Bildablenkung stattfindet.

3. Fernseh-Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlausrichtungs-Feldeinrichtung zur Strahlausrichtung sowohl in der Fernseh-Bildrichtung als auch in der Fernseh-Zeüenrichtung dient, daß weiterhin eine Zähleinrichtung (7) vorgesehen ist, welche abwechselnd an die Strahlausrichtungs-Feldeinrichtung anschaltbar ist, um die Zeit während einer Fernseh-Bildablenkung zu bestimmen, zu welcher eine Veränderung im Kameraröhren-Ausgangssignal auftritt, welche der vorgegebenen Veränderung in Licht und Schatten entspricht, und um die Zeit während einer Fernseh-Zeilenablenkung zu bestimmen, zu welcher eine Veränderung in dem Kameraröhren-Ausgangssignal auftritt, welche der vorgegebenen Veränderung in Licht und Schatten entspricht.

4. Fernseh-Kamera nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeit des Auftretens einer Veränderung in der Mitte einer Fernsehzeile liegt.

5. Fernseh-Kamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit des Auftretens einer Veränderung während der Fernseh-Bildablenkung, zu welcher eine Veränderung im Aufnahmeröhren-Ausgangssignal stattfindet, durch einen Reversierzähler (7) bestimmt ist, welcher so angeordnet ist, daß er währpnH zwei aufeinanderfolgender Fernsehbilder entgegengesetzt gerichtete Zählungen der Anzahl der vorausgegangenen (oder folgenden) Zeile in einem Fernsehbild durchführt und daß die Zeit des Auftretens der Veränderung und zur Erzeugung eines Steuersignals von der Polarität der Zähldifferenz abhöngt, welche zur Strahlausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung dient.

6. Fernseh-Kamera nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit des Auftretens einer Veränderung während der Fernseh-Zeilenablenkung, zu welcher eine Veränderung in dem Kameraröhren-Ausgangssignal auftritt, durch einen Reversierzähler (7) bestimmt ist, der so angeordnet ist, daß in zwei aufeinanderfolgenden Fernsehbildern entgegengesetzt gerichtete Zählungen der Anzahl der Perioden einer lokal erzeugten Schwingung mit höherer Frequenz als der Zeilenfrequenz durchgeführt werden, welche in einer Fernsehzeile der Zeit des Auftretens einer Veränderung vorausgehen (oder folgen), und daß ein von der Polarität der Zähldifferenz abhängiges Steuersignal zur Strahlausrichtung in der Fernseh-Zeilenrichtung dient.

7. Fernseh-Kamera nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Zähler (7) abwechselnd sowohl für die Zählung der Fernsehlinien zur Erzeugung eines Steuersignals zur Einstellung der Strahlausrichtung in der Fernseh-Bildrichtung als auch zur Zählung der Perioden der lokal erzeugten Schwingung zur Herstellung eines Steuersignals zur Einstellung der Strahlausrichtung in der Fernseh-Zeilenrichtung verwendet ist, und daß die abwechselnde Verwendung des Zählers (7) unter der Steuerung einer Umschalteinheit (3) erfolgt, welche mit einem vorgegebenen Bruchteil der Fernseh-Bildwechselfrequenz betätigt und so betrieben ist, daß sie den Zähler (7) bei jedem Übergang zurücksetzt.

8. Fernseh-Kamera nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Torsteuerungs-Einrichtung (S) aufweist, welche di ' Fernseh-Bildimpulse in den Start-Zusta· durch eine vorgegebene Ausgangspegel-ν wanderung im Aufnahmeröhren-Ausgangssignal in den Stop-Zustand versetzt wird und (wenn die Übergangs-Einrichtung in einem Zustand ist) das Öffnen und Schließen eines Tors (6) steuert, durch welches (im geöffneten Zustand) Fernseh-Zeilenfrequenzimpulse an den Zähler (7) geführt werden, daß weiterhin eine Generator-Steuereinheit (10) vorgesehen ist, welche durch Fernseh-Zeilenimpulse in den Start-Zustand und durch die vorgegebene Ausgangspegel-Veränderung in den Stop-Zustand versetzt wird und (wenn sich die Übergangseinrichtung in ihrem anderen Zustand befindet) die Versorgung der lokal erzeugten Schwingungen an den Zähler (7) steuert, daß weiterhin ein Speicher (11) zur Speicherung der Polarität der aufeinanderfolgenden Zähldifferenzen (der Fernseh-Zeilenfrequenzimpulse und der lokal erzeugten Schwingungen) vorgesehen ist, welche abwechselnd durch den Zähler (7) erzeugt werden und daß diese zur Strahlausrichtungseinstellung in der Fernseh-Bild- und in der Fernseh-Zeilen-Richtung verwendet sind.

9. Fernseh-Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Hauptmodulationseinrichtung

(1,2,3) erzeugte Modulallonsfrequonz ein Viertel ito'r Femseh-Bildwecl^lfrequen, betrögt.

10, Fernseh-Kamera nach einem der vorhergehendon Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationswellenform der Haupimodulalionselnrichtung (1,2,3) reehteekförmig ist.

11. Fernseh-Kamera nach einem der vorhergehcnden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dto Strahlausrichtungseinstellung durch gesteuerte Potenllometer mit Motorantrieb erfolgt, welche den Strom in Wicklungen für die Strahlausricheines aus Signalen von der K»"f

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