DE2938296A1 - Blendenfernsteuerung fuer eine fernsehkamera - Google Patents

Description

RCA 73,247

Blendenfernsteuerunq für eine Fernsehkamera

Die Erfindung bezieht sich auf die Fernsteuerung für den Licht zutritt in eine Fernsehkamera und betrifft insbesondere eine automatische Blendenbereichseinstellung. Bei einer aufgenommenen Szene kann der mittlere Beleuchtungspegel stark variieren. Die für Fernsehkameras benutzten Aufnahmeröhren können nicht auf so starke Veränderungen des Lichtpegels reagieren, und man muß Mittel vorsehen, um die Menge des von der Szene zur Röhre gelangenden Lichtes zu regulieren.

üblicherweise sind Kameras mit einer motorbetätigten Blende ausgestattet, und es ist irgendeine Steuereinrichtung zur Ein stellung der Blende vorgesehen. Es ist nun wünschenswert, daß diese Blendeneinstellung mit der Hand von einer entfernten Stel le aus vorgenommen werden kann. Vom Standpunkt des Bedienenden aus ist es zweckmäßig, daß dies mit einem einzigen Hebel durchführbar ist.

Hegen des erforderlichen großen Blendenbereiches verwendet man üblicherweise einen gesonderten Bereichsschalter zur Wahl des Bereiches,innerhalb dessen die Blendensteuerung erfolgen soll. Damit erhält der Bedienende eine Steuermöglichkeit geeigneter

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Auflösung, um die Blende mit der gewünschten Genauigkeit einstellen zu können.

Bei neueren Kameras ist es erwünscht, sämtliche Einstellungen mit einem digital arbeitenden Fernsteuersystem vorzunehmen. Im Bestreben, den konstruktiven Aufwand zu reduzieren, möchte man den Code auf beispielsweise einen einzigen 8-Bit Code beschränken. Dabei ergeben sich aber Probleme, wenn die gewünschte Auflösung einen Code von mehr als 8 Bit erfordert.

Gemäß einer Ausführungsform der hier zu beschreibenden Erfindung ist ein digitales Steuersystem für den Lichtzutritt zur Verwendung bei Fernsehkameras, beispielsweise eine motorbetätigte Blende, mit einem von Hand einstellbaren Steuerelement versehen, das eine erste und zweite Grenzstellung mit Zwischenstellungen hat. Ein Wandler wandelt die Steuerelementpositionen in binäre Digitalcodesignale um. Ein Feinsteuersystem reaaiert auf die binär codierten Signale mit Ausnahme der den Grenzstellungen entsprechenden Signale und steuert direkt in relativ kleinen Inkrementen die öffnung der Irisblende innerhalb eines relativ engen Bereiches des erforderlichen Gesamtblendenöffnungsbereiches. Ein Untersystem für die Grobsteueruna reagiert auf binäre codierte Signale, welche die Grenzpositionen darstellen, und öffnet oder schließt die Blende mit einer konstanten Geschwindigkeit, um die Blendenöffnung in den gewünschten Bereich zu bringen, innerhalb dessen die Feinsteuerung arbeitet.

Die einzige Figur der beiliegenden Zeichnungen zeigt ein Blockschaltbild eines digitalen automatischen Bereichseinstell- und Steuersystems gemäß der Erfindung.

In der Figur ist eine Kamera 11 sowie eine Fernsteuereinheit und dazwischen eine übertragungsleitung 15, die ein Koaxkabel sein kann, zu sehen. Von einem aufzunehmenden Objekt ausgehendes

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Licht wird mit Hilfe eines optischen Systems, das durch ein Paar Sammelobjektlinsen 14 und 16 dargestellt wird, auf das photoempfindliche Target der Aufnahmeröhre 12 projiziert. Die Menge des vom Objekt kommenden Lichtes, das auf das photoempfindliche Target der Aufnahmeröhre 12 projiziert wird, wird mit Hilfe einer Irisblende 18 gesteuert.

Das Videoausgangssignal der Aufnahmeröhre 12 wird mit einem Verstärker 20 verstärkt und steht am Ausgang 22 zur Verfügung, um dem übrigen Teil des Fernsehsignalübertragungssystems zugeführt zu werden. Ein in seiner Laufrichtung umschaltbarer Elektromotor 28 ist mechanisch mit der Blende 18 gekoppelt, um diese proportional zu den ihm zugeführten Analogsignalpegeln zu öffnen und zu schließen. Die der Motorsteuerschaltung 32 und damit dem Motor 28 zugeführte Spannung wird durch die Fernsteuereinheit 13 gewählt. Die Motorsteuerschaltung 33 reagiert auf ein Anwachsen einer Analogspannung, beispielsweise um den Motor 28 in eine Richtung zum öffnen der Blende drehen zu lassen, und auf eine Abnahme der Spannung, um den Motor 28 zum proportionalen Schließen der Blende in der entgegengesetzten Richtung drehen zu lassen.

An der Fernsteuereinheit 13 erfolgt die Handsteuerung der Blende mit Hilfe eines Hebels 13a, der beispielsweise über ein

mit
mechanisches Verbindungsglied/einem Potentiometer 13c gekuppelt sein kann und beim Auf- und Abwärtsbewegen das Potentiometer in Richtung auf die Plus- bzw. Minusspannungsklemmen verstellt. Diese Spannungen werden einem A/D-Konverter 13b zugeführt, der die eingestellten Analogspannungen in einen Parallel-8-Bit-Digitalcode umwandelt, welcher der jeweiligen Analogspannung entspricht und über die übertragungsleitung 15 der Kamera zugeführt wird. Bei Bewegung des Hebels 13a wird eine der Stellung des Hebels proportionale Spannung auf den A/D-Konverter 13b gegeben, und diese Spannung ergibt nach Umwandlung in einen 8-Bit-Code 256 mögliche Spannungswerte. Der Code, der sämtliche logi-

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sehen Nullpegel enthält, bedeutet, daß der Hebel in seiner Position ganz unten ist, und der Code mit allen logischen 1-Werten bedeutet, daß der Hebel in seiner Position ganz oben sich befindet. Diese Pegel für ganz unten und ganz oben werden zur Einstellung der Blendenöffnung in dem Bereich verwendet, in welchem die indirekte Hebelsteuerung arbeiten soll, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird.

In der Kamera 11 ist die Übertragungsleitung 15 an einen D/AKonverter 29 und an Detektoren 33 und 34 angeschlossen. Der Detektor 33 stellt fest, wann das Digitalwort einen Maximalwert hat (sämtliche logischen Einsen beispielsweise für die Hebeposition ganz oben), und ein Detektor 34 stellt den Minimalwert fest (sämtliche logischen Nullen für die unterste Stellung des Hebels). Der Detektor 33 ermittelt somit, wann der Hebel 13a die oberste Position seines Weges einnimmt, und der Detektor 34 ermittelt, wann der Hebel 13a die unterste Position seines Weges einnimmt. Der Ausgang des Detektor 33 ist mit einem UND-Tor 35 und der Ausgang des Detektors 34 ist mit einem UND-Tor 36 verbunden. Die UND-Tore 35 und 36 werden durch einen Taktimpulsgenerator 37, der Taktimpulse konstanter Impulsfrequenz erzeugt, konditioniert. Der Ausgang des UND-Tores 35 ist mit dem Aufwärtszähleingang 39a eines Aufwärts-Abwärts-Zählers 39 verbunden, und der Ausgang des UND-Tores 36 ist an den Abwärtszähleingang 39b des Zählers 39 angeschlossen. Der Ausgang des Zählers 39 ist zu einem D/A-Konverter 30 geführt, welcher Analogsignale entsprechend dem in Zähler 39 gespeicherten Codewort bildet. Alle 8-Bit Codesignale auf der Leitung 15 werden einem zweiten D/A-Konverter 29 zugeführt, welcher die 8-Bit Codesignale in Analogspannungen umwandelt. Die Analogspannungen von den D/AWandlern 29 und 30 werden auf eine Addierschaltung 31 gegeben und über diese der Motorsteuerschaltung 3 2 zur Steuerung des Motors 28 und der Blende 18 zugeführt.

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Wenn der Hebel 13a sich zwischen seinen Endstellungen befindet, dann wird der Motor 28 unmittelbar durch den 8-Bit Code gesteuert, der über den D/A-Wandler 29 und die Addierschaltung 31 zum Motorsteuerschaltung 32 gelangt. Befindet sich der Hebel 13a beispielsweise in seiner obersten Stellung, dann stellt der Detektor 33 die sämtlichen Einsen des 8-Bit Codes fest, und die Taktimpulse vom Taktgenerator 37 lassen den Zähler 39 mit einer konstanten Rate (die durch den Taktgenerator 37 bestimmt ist) aufwärtszählen, so daß das Ausgangssignal des D/A-Wandlers 30 mit einer konstanten Bereichsänderungsrate anwächst und der Motor die Blende beispielsweise mit einer konstanten Bereichsänderungsgeschwindigkeit öffnet. Befindet sich dei Hebel 13a in seiner untersten Lage, dann stellt der Detektor 34 diesen 8-Bit Code mit lauten Nullen fest und liefert ein Steuersignal an die UND-Schaltung 36, welche infolge der Taktimpulse vom Generator 37 den Zähler 39 mit konstanter Rate abwärtszählen läßt und das Ausgangssignal des D/A-Wandlers 30 mit konstanter

läat
Bereichsänderungsrate sinten^und über die Motorsteuerschaltung den Motor umkehrt und die Blende beispielsweise mit einer konstanten Bereichsänderungsgeschwindigkeit schließt. Dieser letzte Analogwert vom Wandler 30 bleibt bestehen, wenn der Hebel 13a nicht länger in seiner Endlage verbleibt, da dieser Wert im Zähler 39 gespeichert ist. Das Ausgangssignal vom D/A-Wandler wird der Steuerspannung von D/A-Wandler 29 in der Addierschaltung 31 hinzugefügt. Damit wird der Bereich der Spannung, welche direkt durch den D/A-Wandler 29 (Feinsteuerung) bestimmt wird, durch die statische Spannung vom D/A-Wandler 30 (Grobsteuerung) verschoben. Dieses System erlaubt dem Kameramann schnell den Bereich der Blendenfeinsteuerung durch Bewegung des Hebels in seine Endstellungen zu verändern.

Es sei als Beispiel angenommen, daß die Kamera einen insgesamt erforderlichen Blendenöffnungsbereich von f 1,4 bis f 16 haben soll. Der 8-Bit Code und der Verstellabstand des Hebels möge

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wegen der gewünschten Auflösung innerhalb des Bereiches nur eine direkte Steuerung von f 2 bis f 4 erlauben. Die Blendenbegrenzungen oberhalb und unterhalb dieses engen Bereiches, die sich bei dem hier beschriebenen automatischen Bereichseinstellsystem ergeben, lassen sich überschreiten durch Bewegung des Hebels beispielsweise in die oberste Position, wobei die Blendenöffnung vom Wert f 4 in Richtung auf den Wert f 16 mit einer Geschwindigkeit vergrössert wird, welche durch die Taktimpulse gegeben ist. Hat der Kameramann bestimmt, daß die Blendenöffnung in dem Bereich liegt, in welchem er eine Feinsteuerung mit Hilfe des Hebels vornehmen will, dann verschiebt er den Hebel aus der Endlage oder Grenzposition und wählt die Feinsteuerung. Der neue Bereich kann dann von f 5,6 bis f11 reichen. Ähnlich gilt, daß bei einer Hebelstellung in der untersten Lage die Blendenöffnung mit einer durch den Takt bestimmten Geschwindigkeit auf f 1,4 zu abnimmt.

Bei dem beschriebenen System wird der durch den Hebel zwischen seinen Endanschlägen festgelegte Bereich durch die vom Wandler kommende Spannung bestimmt, die ihrerseits vom Zähler 39 bestimmt ist. Bei der vorstehenden Beschreibung ist bezüglich der Detektoren 33 und 34 gesagt worden, daß sie auf die spezifischen Codes mit lauter logischen Einsen bzw. lauter logischen Nullen ansprechen, jedoch kann das System vorzugsweise auch so ausgelegt werden, daß es zu Bereichsänderungen auf Logikcodes anspricht, die nahe bei den Extrempositionen liegen.

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Claims (4)

Patentansprüche

1.) Steuergerät für eine elektronisch steuerbare AnordnungT
gekennzeichnet durch ein von Hand einstellbares
Steuerelement (13a, 13c) mit zwischen einer ersten und einer
zweiten Endstellung liegenden Einstellungen, mit einer Feinsteuereinrichtung (29), die mit dem Steuerelement (13a,13c)
gekoppelt ist und auf Einstellungen zwischen den Endstellungen anspricht, um die elektronisch steuerbare Anordnung in relativ kleinen Inkrementen innerhalb eines relativ schmalen Bereiches zu steuern, durch eine Grobsteuereinrichtung (33 bis 37, 39,20), die mit dem Steuerelement gekoppelt ist und auf die erste Endstellung anspricht, um die elektronisch einstellbare Anordnung mit einer konstanten Rate in einer ersten Richtung zu steuern, und die auf die zweite Endstellung anspricht, um die elektronisch einstellbare Anordnung mit einer konstanten Rate in einer zweiten Richtung zu steuern, derart, daß die elektronisch einstellbare Anordnung in den kleinen Bereich gebracht wird, innerhalb dessen die Feinsteuereinrichtung arbeitet.

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ORIGINAL INSPECTED

2.) Steuergerät nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet , daß die elektronisch steuerbare Anordnung eine Kamera (11) mit einer elektronisch steuerbaren Blende (18) enthält, daß mit dem Steuerelement (13a,13c) ein Wandler (A^>-Wandler 13b) gekoppelt ist, welcher binär codierte Signale liefert, die der von Hand gewählten Einstellung des Elementes entsprechen, daß die Feinsteuereinrichtung (29) mit der einstellbaren Blende gekoppelt ist und durch die binäre codierten Signale steuerbar ist, welche Einstellungen zwischen den Endstellungen darstellen, und daß die Grobsteuereinrichtung (33 bis 37, 39,2O) mit der einstellbaren Blende gekoppelt ist und durch binäre codierte Signale, die der Einstellung des Steuerelementes in praktisch seiner ersten Endstellung entsprechen, steuerbar ist, um das öffnen der Blende zu steuern, und die durch binär codierte Signale, welche im wesentlichen der zweiten Endstellung des Steuerelementes entsprechen, steuerbar ist, um das Schließen der Blende zu steuern.

3.) Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Grobsteuereinrichtung einen Aufwärts-Abwärts-Zähler (39) und einen Taktgenerator (37) zur Zuführung von Taktsignalen zum Zähler enthält.

4.) Steuergerät nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet , daß das von Hand einstellbare Steuerelement (13a,13c) und der Wandler (13b) entfernt von der Kamera angeordnet sind, daß die Feinsteuereinrichtung (29) und die Grobsteuereinrichtung (33 bis 37, 39,20) innerhalb der Kamera (11) angeordnet sind, und daß zwischen dem Wandler (13b) und der Grobsteuereinrichtung sowie der Feinsteuereinrichtung zur übertragung der binär codierten Signale vom Fernsteuerort zum Kameraort eine übertragungseinrichtung vorgesehen ist, welche eine übertragungsleitung (15) aufweist.

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