DE3121846A1

DE3121846A1 - Automatische weisspegel-einstellschaltung fuer eine fernsehkamera

Info

Publication number: DE3121846A1
Application number: DE19813121846
Authority: DE
Inventors: Yuichi Yokohama Kanagawa Ikemura; Toyotaka Machida; Teruaki Noda
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1982-05-06
Also published as: US4486771A; GB2079092A; DE3121846C2; GB2079092B; FR2483719A1; GB2140645B; FR2483719B1; JPS604637B2; GB8324754D0; US4381520A; GB2140645A; JPS56169986A

Description

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Victor Company of Japan, Ltd., Yokohama, Kanagawa, Japan

Automatische Weißpegel-Einstellschaltung für eine Fernsehkamera

Die Erfindung betrifft eine automatische Weißpegel-Einstellschaltung für eine Fernsehkamera gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine automatische Weißpegel-Einstellschaltung für eine Fernsehkamera, in der die Weißeinstellung automatisch durch eine einfache Operation ausgeführt wird, indem die Fernsehkamera gegen eine weiße Fläche gerichtet wird.

Üblicherweise ist in einer hochwertigen Fernsehkamera für die gewerbliche Verwendung eine automatische Weißpegel-Einstellschaltung vorgesehen, um den Wexßwert bzw. Weißpegel (Korrektur der Farbtemperatur) automatisch einzustellen, so daß die Farbe bzw. Farbtönung eines Ausgangssignals der Farbfernsehkamera sich nicht aufgrund der Farbtemperatur der Beleuchtungsquelle ändert. Diese automatische Schaltung zur Weißeinstellung beruht auf der Theorie, daß bei der Aufnahme eines Bildes eines weißen Gegenstandes die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau von gleichem Pegel sein müssen und stellt die entsprechenden Ausgangssignale der drei Primärfarben so ein, daß die drei Pegel gleich werden.

Es gibt eine Vielfalt von automatischen Weiß-Einstellschaltungen, in welchen ein analoges oder digitales System verwendet wird. Diese Schaltungen leiden jedoch alle unter dem Nachteil, daß sie jeweils eine Vielzahl von Betätigungsknöpfen aufweisen, die schwierig zu betätigen sind; bei Analogsystemen besteht der Nachteil darin, daß die automatische Weißeinstellschaltung insgesamt wegen der hohen Kosten der Analogspeicher teuer wird. Daher ist es nicht möglich, die automatische Weißeinstellschaltung dieser Fernsehkameras für den Privat- oder Heimgebrauch zu verwenden. -5-

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Eine Fernsehkamera für gewerbliche Zweckes ist ferner unter der Annahme konzipiert, daß sie durch eine professionelle Bedienungsperson benutzt wird, und die Einstellung des Weißpegels jedes Mal dann erforderlich ist, wenn die Spannungsquelle an die Fernsehkamera angeschlossen wird, so daß auch in dieser Hinsicht eine Anwendung der automatischen Weißeinstellschaltung auf eine Fernsehkamera für den Hausgebrauch nicht möglich ist.

Eine konventionelle tragbare Farbfernsehkamera wird mit Spannung von einer Spannungsquelle eines tragbaren Videobandaufzeichnungsgerätes gespeist. Diese Art von tragbaren Videobandaufzeichnungsgeräten schaltet die Spannungsquelle ab, wenn die Bandbewegung in den Stop-Betrieb geschaltet wird, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Wenn somit das Videobandaufzeichnungsgerät in den Stop-Betrieb, d. h. ausge- ^schaltet wird, wird auch die Spannungsquelle der Fernsehkamera abgeschaltet.

Bei automatischen Weißeinstellschaltungen, welche Digitalspeicher verwenden, treten die Nachteile auf, daß der Inhalt des Digitalspeichers gelöscht wird, wenn die Spannungsquelle abgeschaltet wird, was die Einstellung des Weißwertes bei jeder neuen Bildaufnahme notwendig macht, wobei die Operation mühselig ist' und somit nicht jederzeit die Aufnahme eines Bildes zu einem bevorzugten Zeitpunkt möglich ist.

Um diese Nachteile zu vermeiden, könnte eine Fernsehkamera mit einer eigenen Batterie ausgerüstet werden, so daß der Inhalt eines Digitalspeichers im gleichen Zustand gehalten wird, auch wenn das Videobandaufzeichnungsgerät angehalten wird. Wenn jedoch die Fernsehkamera mit einer eigenen Batterie ausgerüstet, wird, erhöht sich deren Gewicht und Größe, was zu den Nachteilen führt, daß eine Reduzierung des Gewichtes und der Größe, welche für eine tragbare Fernsehkamera gefordert wird, nicht möglich 1st.

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Wenn andererseits die automatische Weißeinstellschaltung durch Verwendung von Analogspeichern aufgebaut ist, erfordert die Fernsehkamera keine eigene Batterie, weil der Inhalt der Analogspeicher sich nicht ändert/ wenn die Spannungsquelle ein- oder ausgeschaltet wird. Jedoch wird der Inhalt von Analogspeichern im Laufe der Zeit durch natürliche Entladung langsam zerstört, so daß eine Schaltung erforderlich ist, die diese natürliche Entladung reduziert, was wieder höhere Kosten verursacht und zu dem Nachteil führt, daß diese Schaltung nicht für Fernsehkameras für den Hausgebrauch, d. h. den privaten Gebrauch, sich eignet, bei denen niedrige Kosten angestrebt werden.

Daher ist eine automatische Weißeinstellschaltung äußerst erwünscht, die insbesondere bei einer Farbfernsehkamera für private Zwecke einsatzfähig ist, wobei diese Schaltung einfachen Schaltungsaufbau haben soll und der Weißpegel automatisch durch einfache Operation einstellbar sein soll.

In den heute üblichen Farbfernsehsystemen, beispielsweise den NTSC-, PAL- oder SECAM-Systemen, ist eine Standardisierung erfolgt, um ein Leuchtdichtesignal und zwei Farbdifferenzsignale (I- und Q-Signale im NTSC-System und (R-Y)- und (B-Y)-Signale im PAL-System) zu übertragen. Der Weißpegel wird erhalten, wenn die beiden Farbdifferenzsignale gleich Null sind, und die Farbfernsehkamera für private Zwecke weist eine Schaltung zur Erzeugung dieser Farbdifferenzsignale auf.

Bei der Aufnahme eines Bildes eines vollständig weißen Objektes mittels einer Fernsehkamera ist das Farbdif-* ferenzsignal null, wenn die Weißeinstellung mit der Farbe der Beleuchtungsquelle übereinstimmt, und das Ausgangssignal der das Farbdifferenzsignal erzeugenden Schaltung tendiert zu einem positiven oder negativen Wert, wenn die Weißeinstellung nicht mit der Farbe der Beleuchtungsquelle übereinstimmt. Um diese Tendenz zu einem positiven oder negativen Wert auf Null einzustellen, kann das Primärfarbsignal des Beleuchtungsele-

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mentes von einer der beiden Primärfarben der drei Primärfarben Rot (R), Grün (G) oder Blau (B) erhöht oder erniedrigt werden.

In der Schaltung zur Erzeugung der Farbdifferenzsignale (R-Y) und .(B-Y) kann beispielsweise die Verstärkung der Primärfarbsignale R und B allmählich verringert werden, wenn sich das erzeugte Ausgangssignal in Richtung auf die positive Seite erhöht/ und die Verstärkung der Primärfarbsignale von R und B (nachfolgend als R-Signal und B-Signal bezeichnet) kann allmählich erhöht werden, wenn sich das erzeugte Ausgangssignal in Richtung auf die negative Seite erhöht. Die (R-Y)- und R-Signale bzw. .(B-Y)- und B-Signale ergeben keine vollständige Koninzidenz miteiander, da aber das R-Signal den größten Anteil zum (R-Y)-Signal und das B-Signal den größten Anteil zum (B-Y)-Signal beiträgt, können die Pegel der Primärfarbsignale R und B entsprechend eingestellt werden, um die beiden Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) auf Null einzustellen.

Während des Betriebes ergibt sich jedoch kein Problem, wenn eine vollständig weiße Fläche unter der Beleuchtung der Lichtquelle steht, jedoch ist in den meisten Fällen im Freien eine weiße Platte, die ein Objekt einer vollständig weißen Oberfläche ist, nicht an der Hand. Wenn eine Szene, bei der jede Farbe in einer ausgeglichenen Weise vorliegt, durch eine Farbfernsehkamera aufgenommen wird, erscheinen in diesem Fall positive und negative Signale im Signal, das von der das Farbdifferenzsignal erzeugenden Schaltung in der Fernsehkamera erzeugt wird; die positiven und negativen Signale beinhalten als ihre Zentren das Farbdifferenzsignal, welches bei der Aufnahme einer weißen Platte unter der speziellen Beleuchtung der Lichtquelle erhalten wird. In den meisten Fällen kann der Durchschnittswert des Farbdifferenzsignales zu dieser Zeit als Farbdifferenzsignal angenommen werden, das bei der Aufnahme des Bildes einer weißen Platte bei Bestrahlung durch diese Lichtquelle erhalten wird.

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Es gibt auch Zeiten, zu welchen die weiße Oberfläche zu klein für die Vergrößerung auf den vollen Maßstab des Bildaufnahmefeldes ist, und in diesem Fall wird das Farbdifferenzsignal relativ zu einem Abschnitt des Bildes, beispielsweise zum zentralen Bildabschnitt, benutzt.

In der DE-OS 30 32 634, die auf die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung zurückgeht, ist eine Schaltung beschrieben, die für eine einfache Ausführung einer Weißpegeleinstellung geeignet ist. Bei dieser vorgeschlagenen Einstellschaltung werden die Durchschnittswerte durch Verwendung eines Tiefpaßfilters für einen Teil oder die gesamte Dauer des Bildes der zwei Farbdifferenzsignale erhalten, um die Fernsehkamera derart einzustellen, daß sie die Farben der Lichtquelle als weiß zugrundelegt und Durchschnittswerte mit dem Bezugspegel (Null-Farbdifferenzsignalpegel) vergleicht, der gleich den beiden Farbdifferenzsignalpegeln der das Farbdifferenzsignal erzeugenden Schaltung bei der Aufnahme eines Bildes mit einer vollständig weißen Oberfläche ist, um den Durchschnittswert des Farbdifferenzsignals auf den vorstehend angegebenen Referenzpegel durch unabhängige Erhöhung oder Erniedrigung jedes der beiden Farbdifferenzsignalpegel einzustellen. Zur Einstellung des Weißwertes bzw. des Weißpegels wird das Ausgangssignal der Schaltung, die den Durchschnittswert bzw. Mittelwert des Farbdifferenzsignals mit dem Referenzpegel vergleicht, benutzt, um die Steuerspannung eines Verstärkers mit variabler Verstärkung zu erzeugen, der in jedem der beiden Signalübertragungssysteme für die Primärfarben angeordnet ist. Die Steuer- bzw. Regelspannung ist fest, wenn der Mittelwert des Farbdifferenzsignals gleich dem Wert des Referenzpegels wird.

Des weiteren verwendet die vorgeschlagene automatische Weißeinstellschaltung zwei reversible Zähler als Spannungserzeuger der Einrichtungen, und wandelt den Gesamtausgang (parallele Bits) dieser reversiblen Zähler von Digital- in Analogform um, um die Steuerspannung zu erhalten und erhöht oder erniedrigt ferner die Steuerspannung entsprechend

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dem Additionszählwert oder SubtraktionszUhlwert der reversiblen Zähler infolge des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem Farbdifferenzsignal und dem Referenzpegel. Die reversiblen Zähler wiederholen eine Addition und eine Subtraktion um je einen Zählwert, wenn sich die Mittelwerte der zwei Farbdifferenzsignale an den Bezugspegel annähern und erzeugen Steuerspannungen, die ober- und unterhalb des Referenzpegels oszillieren und fixieren die Steuerspannungen bzw. halten die Steuer spannungen dadurch aufrecht,' daß die "Zähloperation bzw. summenbildende Operation der reversiblen Zähler angehalten wird. Auf der Grundlage dieser vorgeschlagenen automatischen Weißpegel-Einstellschaltung kann die Fernsehkamera mit niedrigen Kosten und außerdem mit reduzierter Größe und verringertem Gewicht konstruiert werden.

Jedoch muß bei der vorgeschlagenen automatischen Weißpegel-Einstellschaltung die Differenz zwischen der am besten geeigneten Steuerspannung (Referenzpegel) und den Werten der Steuerspannungen,, die ober- und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung· oszillieren, klein sein, so daß keine Probleme durch große Differenzen aus praktischer Sicht entstehen. Ist dabei die Anzahl der Bits in den reversiblen Zählern gering, so erreichen die Steuerspannungen die beiden Werte ober- und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung, die am dichtesten zu dieser Steuerspannung liegen, innerhalb einer kurzen Zeitspanne, so daß eine Weißeinstellung hoher Qualität im allgemeinen nicht durchgeführt werden kann. Wird andererseits die Anzahl der Bits in den reversiblen Zählern groß, kann die Weißeinstellung mit hoher Qualität durchgeführt werden, jedoch wird dann die erforderliche Einstellzeit für die Steuerspannungen groß, damit diese die beiden Werte ober- und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung erreichen, die am nächsten zu dieser geeigneten Steuerspannung liegen.

In einem Fall, in welchem die reversiblen Zähler aus zwei Vier-Bit-Zählern bestehen, ist die Differenz zwischen der am besten geeigneten Steuerspannung und den Werten

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der Steuerspannungen, die ober- und unterhalb der am besten geeigneten Spannung oszillieren, praktisch vernachlässigbar. Wenn jedoch ein Puls mit 60 Hz bzw. 50 Hz im Falle des PAL- oder SECAM-Systems als Taktimpuls verwendet wird, der mit dem Vertikalablenkpuls synchronisiert ist, wird die maximale Zeit für die Steuerspannungen ober- und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung um die nächst gelegenen Werte in bezug auf die am besten geeignete Steuerspannung zu erreichen gleich j /60 χ .(2⁸-1) = 4,25 Sekunden bzw. .1/50. χ (2⁸-1) =5,1 Sekunden für ein PAL- oder SECAM-System. Zusätzlich muß die Bedienungsperson der Fernsehkamera weiterhin einen Schalter und dergleichen betätigen, um die Zähloperation der reversiblen Zähler fortzusetzen, solange bis die Zähloperation dieser reversiblen Zähler gestoppt wird und die Spannungen fixiert bzw. konstant gehalten sind. Bei dem vorgeschlagenen System erfordert die Handhabung der Fernsehkamera eine gewisse Geschicklichkeit der Bedienungsperson.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Weißpegel-Einstellschaltung für eine Fernsehkamera der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß die voranstehend angegebenen Schwierigkeiten überwunden werden, die Einstellgenauigkeit des Weißabgleichs verbessert und die Weißeinstellung automatisch innerhalb einer kurzen Zeitspanne durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den. Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der Erfindung wird vor allem der Vorteil erzielt, daß mit der automatischen Weißpegel-Einstellschaltung für eine Fernsehkamera als erstes eine Grobeinstellung mit einer aus großen Schritten bestehenden Einstellgröße durchgeführt wird und dann als zweiter Schritt die Feineinstellung in kleinen Schritten erfolgt, und zwar als automatische Einstellung des Weißpegels durch einen derart einfachen Vorgang wie das Ausrichten der Fernsehkamera auf eine weiße Fläche. - 11 -

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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - ein systematisches Schaltdiagramm einer ersten Ausführungsform einer automatischen Weißpegel-Einstellschaltung nach der Erfindung;

Figuren 2A bis 2C - Diagramme von Signalwellenformen im we- -·- · sentlichen Teil·der Schaltung nach· Figur 1; ·

Figuren 3A, 3B, 4A und 4B - Diagramme der Steuerspannungswellenformen zur Erläuterung der Auswahlmethode für die Steuerspannung, die sich· entsprechend dem gezählten Wert des reversiblen Zählers ändert, der für die Feineinstellung in der Schaltung nach der Erfindung verwendet wird;

Figur 5 - ein charakteristisches Diagramm zur Erläuterung der Bedingung für die Minimalzeit, die für die Einstellung des Weißpegels in der Schaltung nach der Erfindung erforderlich ist;

Figur 6 — ein Schaltdiagramm eines wesentlichen Teils einer zweiten Ausfuhrungsform einer automatischen Weißpegel-Einstellschaltung nach der Erfindung; und

Figuren 7A bis 7D - Diagramme der Signalwellenformen im wesentlichen Teil der Schaltung gemäß Figur 6.

Figur 1 zeigt ein systematisches Schaltdiagramm einer ersten Ausführungsfqrm einer automatischen Weißpegel-Einstellschalturig nach der Erfindung. In dieser Schaltung werden Grün-, Rot- und Blau-Signale G, R und B der drei Primärfarbsignale, die von dem Ausgangssignal einer Bildaufnahmeröhre innerhalb einer Fernsehkamera erhalten werden, entsprechend den Eingangsanschlüssen 11, 12 und 13 zugeführt. Das in den Eingangsanschluß 12 eingespeiste R-Signal wird einem Verstärker 14 mit variabler Verstärkung zugeleitet, in welchem der Pegel des Signals entsprechend einer ersten Steuerspannung eingestellt wird, die nachfolgend näher beschrieben werden wird. In ähnlicher Weise wird das dem Eingangsanschluß 13 eingespeiste B-Signal einem Veretärker 15 mit va-

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riabler Verstärkung zugeleitet, in welchem der Signalpegel entsprechend einer zweiten Steuerspannung, die gleichfalls später beschrieben werden wird, eingestellt wird. Das über den Eingangsanschluß 1ΐ eingespeiste G-Signal und das R- und B-Signal, die von den voranstehend erwähnten Verstärkern 14 und 15 mit' variabler Verstärkung geliefert werden, werden einer Matrixschaltung 16 zugeführt. Ein Luminanz- bzw. Leuchtdichtesignal Y' und Farbdifferenzsignale I und· Q werden an Ausgangsanschlüssen 17, 18 und 19 der.Matrixschaltung 16 nach entsprechender Verarbeitung in der Matrixschaltung erhalten.

Das durch den Eingangsanschluß 11 eingespeiste G-Signal wird des weiteren einem Tiefpaßfilter zugeleitet, das einen Widerstand 20 und eine Kapazität 21 umfaßt, und ein an diesem Tiefpaßfilter erhaltener Durchschnittswert wird zu jedem nichtinvertierten Eingangsanschluß von Komparatoren 26 und 27 geführt. Des weiteren wird das R-Ausgangssignal des Verstärkers 14 mit variabler Verstärkung einem Tiefpaßfilter, bestehend aus einem Widerstand 22 und einer Kapazität 23 zugeleitet und der an diesem Tiefpaßfilter erhaltene Durchschnittswert dem Invertierungseingang des Komparators 26 zugeleitet. In ähnlicher Weise wird das B-Ausgangssignal des Verstärkers 15 mit variabler Verstärkung einem Tiefpaßfilter aus einem Widerstand 24 und einer Kapazität 25 zugeführt und der an diesem Tiefpaßfilter erhaltene Durchschnittswert einem Invertierungseingang des Komparators 27 eingespeist. Die Komparatoren 26 und 27 bestimmen den Durchschnittsausgangswert des G-Signals als Referenzpegel und erzeugen dementsprechend Ausgänge niedrigen Pegels, wenn die Durchschnittswerte des R- und des B-Signals höher als der Referenzpegel sind. Dementsprechend gilt, daß die Komparatoren Ausgänge hohen Pegels liefern, wenn die Durchschnittswerte dieser R- und B-Signale niedriger als der Referenzpegel sind. Die Ausgangssignale mit niedrigem oder hohem Pegel der Komparatoren 26 und 27 werden Auf-/Abwärts-Eingangsanschlüssen U/D von reversiblen Zählern 42, 43, 44 und 45 eingespeist.

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In Figur 1 sind die reversiblen Zähler 42, 43, 44 und 45 solche mit 4-Bit Parallelausgangsanschlüüoen. Die Ausgangsanschlüsse Q , Q, , Q und Q, des reversiblen Zählers 42 sind über Wichtungswiderstände, die Widerstandswerte 8R, 4R, 2R und R besitzen, mit einem Verbindungspunkt zwischen Widerständen 50 und 51 verbunden, die eine Schaltung zur Einstellung der Referenζverstärkung bilden. Des weiteren sind die Ausgangsanschlüsse Q , Q, , Q und Q, des reversiblen Zählers

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43 in analoger-Weise über Wichtungswiderständen, die •Widerstandswerte 8R, 4R, 2R und R besitzen, mit einem Verbindungspunkt zwischen Widerständen 52 und 53 verbunden, die gleichfalls eine Schaltung zur Einstellung einer Referenzverstärkung bilden. Die' zuvor erwähnten Schaltungen umfassen die Wichtungswiderstände, die mit der Ausgangsseite der reversiblen Zähler 42 und 43 verbunden sind, bzw. bilden Digital- zu Analog- (D/A) Umwandler 46 und 47.

Jeder Ausgangsanschluß Q , Q, , Q und Q, der rever-

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siblen Zähler 44 und 45 ist in entsprechender Weise mit dem zuvor erwähnten Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 50 und 51 und dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 52 und 53 durch Digital- zu.Analog- (D/A) Umwandlern 48 und 49 verbunden, die Wichtungswiderstände mit Widerstandswerten 64R, 32R, 16R und 8R aufweisen. Ein Anschluß eines Schalters SW1 ist mit den Taktpulseingangsanschlüssen CK der reversiblen Zähler 42 und 43 und mit den Lastanschlüssen LD der reversiblen Zähler 44 und 45 verbunden. Des weiteren ist ein Anschluß eines Schalters SW2 mit den Taktpulseingangsanschlüssen CK der reversiblen Zähler 44 und 45 in Verbindung. Diese Schalter SW1 und SW2 sind Auf- und Zu-Schalter, die den über einen Eingangsanschluß 28 eintreffenden Taktimpuls hindurchlassen oder unterbrechen.

Vorgegebene Eingangsanschlüsse a bis c der reversiblen Zähler 44 und 45 sind geerdet und weitere vorgegebene Eingangsanschlüsse d dieser reversiblen Zähler 44 und 45 werden mit einer Gleichspannung +V_Q beaufschlagt. Wird ein Signal dem Lastanschluß LD der reversiblen Zähler 44 und 45 zu-

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geführt, so wird eine Zahl "8" im Binärkode innerhalb der reversiblen Zahler 44 und 45 gebildet. Ein Ausgangsanschluß des Komparators 26 ist mit den Auf-/Abwärts-Eingangsanschlüssen U/D der reversiblen Zähler 42 und 44 verbunden, des weiteren ist ein Ausgangsanschluß des Komparators 27 an den Auf-/Abwärts-Eingangsanschlüssen U/D der reversiblen Zähler 43 und 45 angeschlossen.

In der in Figur 1 gezeigten Schältung gelangt der über den Eingangsanschluß 28 eingespeiste Taktimpuls, wenn nur der Schalter SW1 geschlossen ist, zu den Taktpulseingangsanschlüssen CK der reversiblen Zähler 42 und 43. Dementsprechend führen die reversiblen Zähler 42.und 43 eine Additionszähl- oder Subtraktionszähloperation aus, gemäß dem entsprechenden Signal, das von den Komparatoren 26 und 27 .geliefert wird. Das gezählte Ausgangssignal dieser reversiblen Zähler 42 und 43 wird einer Digital- zu Analog- (D/A) Umsetzung in den D/A-Umwandlern 46 und 47 ausgesetzt. Diese umgewandelten Signale von den D/A-Umwandlerη 46 und- 47 werden den Verstärkern 14 und 15 mit variabler Verstärkung' als sich ändernde Verstärkungssteuerspannungen zugeführt, und zwar über die Schaltungen zur Einstellung der Referenζverstärkung, bestehend aus den Widerständen 50 und 51 bzw. 52 und 53. Ein Beispiel der voranstehend erwähnten, sich ändernden Verstärkungssteuerspannung ist in Figur 2A- durch die nicht unterbrochene Linie III dargestellt. Wie aus Figur 2A klar ersichtlich ist, ist die Spannung pro Schritt der sich ändernden Verstärkungssteuerspannung groß, und somit die Zeit T3 für die Steuerspannung, ausgehend von der Anfangsspannung, die durch eine strich-einfachpunktierte Linie IV dargestellt ist, bis zum Erreichen der am besten geeigneten Steuerspannung kurz/ die durch eine strich-zweifachpunktierte Linie V wiedergegeben ist. Sobald die sich ändernde Verstärkungssteuerspannung den Wert der am besten geeigneten Steuerspannung erreicht hat, übersteigt und unterschreitet sie, wiederholt für jeden Schritt, die am besten geeignete Steuerspannung und geht allmählich in einen konvergierenden Zustand über.

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Wird dann der Schalter SW1 geöffnet und der Schalter SW2 in einem Zustand geschlossen, in welchem die sich ändernden Verstärkungssteuerspannungen konvergieren, wird die Zähloperation der reversiblen Zähler 42 und 43 gestoppt. Der Taktimpuls von dem Eingangsanschluß 28 wird weiterhin den Taktpulseingangsanschlüssen CK der reversiblen Zähler 44 und 45 über den Schalter SW2 zugeführt. Es werden Spannungen entsprechend den Differenzwerten zwischen den Steuerspannungen als ein Ergebnis der Zähloperation durch die reversiblen Zähler 42 und 43 und der am besten geeigneten Steuerspannung den entsprechenden Auf-/Abwärts-Eingangsanschlüssen U/D der reversiblen Zähler 44 und 45 zugeführt. Dementsprechend beginnen die reversiblen Zähler 44 und 45 eine Additions- oder Subtraktionszähloperation entsprechend den eingespeisten Spannungen auszuführen. Die gezählten Ausgangssignale der reversiblen Zähler 44 und 45 werden den Verstärkern mit variabler Verstärkung 14 und 15 als sich ändernde Verstärkungssteuerspannungen über die D/A Umwandler 48 und 49 zugeführt, die so ausgelegt sind, daß sie nur. ■ Stuf enspannungen verarbeiten, bei denen die Spannung pro Stufe kleiner als'in den D/A Umwandlern 46 und 47 ist.

In dem in Figur 2A gezeigten Beispiel erreichen die von den D/A Umwandlern 48 und 49 erhaltenen, sich ändernden Verstärkungssteuerspannungen innerhalb einer Zeit T4 vom Schließen des Schalters SW2 an solche Werte, die ganz dicht an der am besten geeigneten Steuerspannung liegen. Zusätzlich oszillieren die so erhaltenen, sich ändernden Verstärkungssteuerspannungen ober- und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung und gehen allmählich in konvergierende Zustände über. Wird der Schalter SW2 in diesem Zustand, in welchem die Steuerspannungen konvergieren, geöffnet, so wird die Zähloperation der reversiblen Zähler 44 und 45 gestoppt und die sich ändernden Verstärkungssteuerspannungen werden auf diejenigen besonderen Spannungswerte festgelegt, die der am besten geeigneten Steuerspannung am nächsten liegen. In Figur 2B ist die Wellenform deo TaktpulstJS gefolgt, dor den revoralblcm Zählern 42 und 43 zugeführt wird und Figur 2C zeigt die WeI-

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lenform des Taktimpulses, der den reversiblen Zählern 44 und 45 zugeleitet wird.

Um eine Feineinstellung in bezug auf die verbleibende Differenz durchzuführen, die voranstehend im Zusammenhang mit der Zähloperation der reversiblen Zähler 44 und 45 erwähnt ist, muß die sich ändernde Größe pro Zählung der Steuerspannung durch den von dem Digital- zu Analog umgesetzten, gezählten Wert erhaltenen Ausgang kleiner als die sich ändernde Größe pro Zählung der Steuerspannung sein, die durch den Ausgang von dem Digital- zu Analog umgesetzten, gezählten Wert erhalten wird, umgesetzt durch die D/A Umwandler 46 und 47. Jedoch konvergiert die Feineinstellung nicht, wenn die gesamte sich ändernde Größe aller Schritte nicht größer als der Maximalwert der verbleibenden Differenz ist. Da die reversiblen Zähler 44 und 45 eine Additions- oder Subtraktionszähloperation entsprechend der Polarität der verbleibenden Differenz in bezug auf die am besten geeignete Steuerspannung durchführen, ist es für ein Konvergieren der Feineinstellung in jedem dieser zwei Fälle erforderlich, daß die anfangs' gezählten Werte der reversiblen Zähler 44 und 45 bei Beginn der Zähloperation auf Werte voreingestellt sind, die im wesentlichen gleich der Hälfte der gezählten Werte entsprechen, die erhalten werden können und daß die sich ändernde Größe der Steuerspannung infolge der sich ändernden·Größe des Ausgangs der D/A Umwandler 48 und 49, die von jeder sich ändernden Größe von dem voreingestellten gezählten Wert zu den maximalen oder minimalen gezählten Werten größer sein muß als die verbleibende Differenzgröße.

Werden die anfangs gezählten Werte der reversiblen Zähler 44 und 45 nicht auf einen Wert voreingestellt, der im wesentlichen der Hälfte der gezählten Werte, die erhalten werden können, entspricht und stattdessen auf Werte eingestellt, die gegen eine Seite zu ansteigen, so wird der Einstellbereich der sich ändernden VerstärkungsSteuerspannung auf einer Seite groß, wo die Steuerspannung ansteigt oder fällt, während der Einstellbereich der sich ändernden Steuer-

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spannung auf der anderen Seite klein wird, wo die Steuerspannung absinkt oder ansteigt. Diese Situation ist selbstverständlich nicht erwünscht. Um dies zu vermeiden, wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Schalter SW1, wie zuvor erwähnt, geschlossen, um die entsprechenden Lastanschlüsse LD der reversiblen Zähler 44 und 45 mit einem Lastpuls zu beaufschlagen und somit einen gezählten Wert "8" im Binärkode in den reversiblen Zählern 44 und 45 vorzuwählen.

Figur 3A zeigt die Änderung in der sich ändernden VerStärkungssteuerspannung für den Fall, in welchem die verbleibende Differenz e nicht abgebaut werden kann, da die sich ändernde Größe der Steuerspannung übermäßig klein pro Schaltschritt ist, obwohl in den reversiblen Zählern 44 und 45 der Wert "8" voreingestellt wurde. In diesem besonderen Fall konvergiert die Feineinstellung nicht, obgleich der gezählte Wert den gezählten Maximalwert "15" im Binärkode erreicht, da die sich ändernde VerstärkerSteuerspannung die am besten geeignete Steuerspannung nicht übersteigt, wie dies durch die strich-zweifachpunktierte Linie V in Figur 3A gezeigt ist.

Figur 3B zeigt einen Fall, bei dem der zuvor eingestellte, gezählte Wert in den reversiblen Zählern 44 und 45 gleich "8" im Binärkode ist und die sich ändernde Größe der variablen Verstärkungssteuerspannung einen geeigneten Wert pro Schaltschritt besitzt, was bedeutet, daß die Änderung der Steuerspannung die verbleibende Differenz e abbauen kann. In diesem Fall wird der gezählte Wert abwechselnd "13" und "14" und wiederholt sich im Binärkode, und die Feineinstellung konvergiert, wie Figur 3B zu entnehmen ist.

Die voreingestellten Werte in den reversiblen Zählern 44 und 45 können im Binärkode auch "7" sein, und die Änderung in dor variablen VerstärkungssleuGrsipannung kann in dem einen Fall derart sein, daß die verbleibende Differenz e in dem einen Fall abgebaut und in dem anderen Fall nicht abgebaut werden kann bei dem voranstehend angegebenen voreinge-

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stellten Wert, wie dies in den Figuren 4A und 4B gezeigt ist.

Wie anhand des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert wurde/ erfolgt die Grob-Weißpegeleinstellung mit Hilfe der reversiblen Zähler 42 und und die Feineinstellung mit den reversiblen Zählern 44 und 45. Zusätzlich wird die maximal verbleibende Differenz infolge der Grobeinstellung durch eine Größe berücksichtigt, die gleich dem halben Wert der variablen Gesamtgröße der Steuerspannung für die Feineinstellung ist, so daß die Feineinstellung konvergiert, wie dies in den Figuren 3B und 4B gezeigt ist. Dementsprechend verringert sich die gesamte Einstellgenauigkeit (Auflösungsvermögen) durch die Verwendung des reversiblen Zählers 42 (43) für die Grobeinstellung und des reversiblen Zählers 44 (45) für die Feineinstellung um ein Bit im Vergleich zu dem Fall, in welchem alle Bits der reversiblen Zähler 42 (43) und 44 (45) für die Einstelloperation herangezogen werden. Dies bedeutet, bei Verwendung eines reversiblen Zählers mit einem 8-Bit Päralleläusgang, aufgebaut aus 4-Bit reversiblen Zählern, ein Auflösungsver-

mögen von 256 (=2 ), während in dem Fall, in welchem die reversiblen Zähler 42 (43) und 44 (45) 4-Bit Zähler sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, daß ein Auflösungsvermögen von 128 (= 2 ) erhalten wird.

Von Vorteil ist jedoch bei der vorliegenden Schaltung der Ausführungsform der Erfindung, daß die erforderliche Zeit bis zur Beendigung der Weißpegeleinstellung extrem kurz ist im Vergleich zu herkömmlichen Schaltungen. Die reversiblen Zähler 42 und 43 der reversiblen Zähler 42 bis 46 werden für die Grobeinstellung eingesetzt und die maximale Zeit T-. , in Figur 2A durch T_ angezeigt, die für die Ausführung der Grobeinstellung erförderlich ist, wird folgendermaßen erhalten, mit der Annahme, daß die Wiederholungsfrequenz des Taktpulses 60 Hz beträgt, der mit dem vertikalen Antriebspuls synchronisiert ist.

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T-, = Jn ' (2⁴ - 1) =0,25 Sekunden 3max 60 '

Des weiteren ergibt sich die maximale Zeit T₄ , in Figur 2A durch T. angezeigt, die für die Ausführung der Feineinstellung mittels der reversiblen Zähler 44 und 45 erforderlich ist, zu:

1 2⁴
^T4max ■ 6Ö.· T= °'¹³ Sekunden.

Somit gilt bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung/ daß die gesamte Weißpegeleinstellung innerhalb von ungefähr 0/4 Sekunden beendet sein kann, die sich aus der Gesamtzeit ergibt, wenn die maximalen Zeiten T₃ und T- addiert werden.

Im Vergleich hierzu ist bei einer herkömmlichen Schaltung/ mit der das gleiche Auflösungsvermögen wie bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung erhalten werden soll, ein reversibler Zähler mit 7-Bits erforderlich. In diesem Fall ändert sich die Steuerspännung, wie dies durch die gestrichelte Linie VI in Figur 2 gezeigt ist. Dementsprechend gilt, daß die maximale Zeit T₅ der Zeit T₅, die erforderlich ist, bis die Einstelloperation konvergiert, gegeben ist durch:

^T5max ⁼'4.· ^(2? " ^{1) = 2}'^{1 Sekunden}·

Während des aktuellen Betriebs der Fernsehkamera muß die Bedienungsperson den Schalter/ der die Zähloperation des reversiblen Zählers einleitet, für eine Zeitdauer betätigen, die länger ist als die voranstehend berechnete Konvergenzzeit. Da eine Konvergenzzeit von 2,1 Sekunden verhältnismäßig lang ist, kann es während des aktuellen Betriebes der Fernsehkamera zu gewissen Schwierigkeiten kommen. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung können derartige Probleme während des Betriebes nicht auftreten, da die Konvergenzzeit nur 0,4 Sekunden beträgt.

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Victor Company - 20 - *·♦* *··Κβ-25:/9912

Um die erforderliche Zeit (Konvergenzzeit) für die Steuerspannung zum Oszillieren ober- und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung vom Beginn der Einstelloperation an zu minimalisieren, ist es empfehlenswert, die Anzahl der Bits (Bit Verteilung) der reversiblen Zähler 42 und 43 und der reversiblen Zähler 44 und 45 im wesentlichen gleich groß zu wählen. Der Grund hierfür wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 5 beschrieben. Figur 5 zeigt ein Schaubild zum Erhalt der Bedingung für das Einstellen der Konvergenzzeit auf einen Minimalwert. Beträgt die Gesamtanzahl der Schritte in der Steuerspannung für die Grobeinstellung gleich m, mit m eine ganze Zahl, und die Gesamtzahl der Schritte in der S teuer spannung für die Feineinstellung gleich n, mit η eine ganze Zahl, so korrespondiert die variable Steuerspannungsbreite B mit dem minimalen Auflösungsvermögen in bezug auf die variable maximale Steuerspannungsbreite A gemäß

A A

B = . Daraus folgt =· = m-n, und die maximale Konvergenz-

m«n B ^

zeit T unter einer bestimmten Bedingung kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden, in der f , die Taktpuls-

• eic

frequenz bedeutet:

T = -ε— (m+n) .
ck

Unter Berücksichtigung der Bedingung für das Einstellen der· maximalen Konvergenzzeit T auf einen Minimalwert, werden die folgenden Gleichungen erhalten:

^^T - ¹ μ ^{A 1}^ η

m = =· = m*n
oder m = η

Wie aus den voranstehenden Gleichungen ersichtlich ist, wird die maximale Konvergenzzeit T ein Minimum, wenn die Gesamtanzahl der Schritte m in der Steuerspannung für die Grobeinstellung und die Gesamtanzahl der Schritte η in der

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Steuerspannung für die Feineinstellung gleich groß sind. In diesem Fall wird der Wert (m + η) , der die Summe der Gesamtanzahl der Schritte m und η ist, gleich ein Minimum, und die Gesamtanzahl der erforderlichen Bits wird gleichfalls ein Minimum.

Somit gilt, wenn die gleiche Genauigkeit erhalten werden soll, daß die größte Wirksamkeit im Hinblick auf die Anzahl der Bits in den reversiblen Zählern und in bezug auf die Konvergenzzeit erhalten wird, wenn die gesamte Anzahl der Schritte m der Steuerspannung für die Grobeinstellung gleich der gesamten Anzahl der Schritte η der Steuerspannung für die Feineinstellung gewählt wird, welche die maximal verbleibende Differenz abdeckt. Es ist jedoch selbstverständlich, daß es am wünschenswertesten ist, einen Zustand anzustreben, der so nahe als nur möglich der voranstehend angegebenen Bedingung kommt, auch dann wenn ein Zähler mit integrierter Schaltung (IC-Typ) verwendet wird oder wenn die voranstehende Bedingung nicht vollständig erfüllt werden kann.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform einer automatischen Weißpegel-Einstellschaltung nach der Erfindung in Verbindung mit den Figuren 6 und 7A bis 7D beschrieben. Figur 6 zeigt einen wesentlichen Teil dieser zweiten Aüsführungsform der Einstellschalturig nach der vorliegenden Erfindung und diejenigen Teile, die mit den korrespondierenden Teilen in Figur 1 übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugszahlen belegt und werden nicht mehr beschrieben.

In der vorliegenden Aüsführungsform der Erfindung werden zwei Paare von reversiblen Zählern verwendet, von denen jedes in reversible Zähler für die Grobeinstellung und in reversible Zähler für die Feineinstellung unterteilt ist. Der Taktpuls wird den reversiblen Zählern für die Grobeinstellung zugeführt, und die daraus erhaltenen entsprechenden Steuerspannungen in Stufenform konvergieren zu den zwei Werten, die am nächsten und oberhalb und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung liegen, innerhalb einer kurzen

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Zeitspanne. Dann wird der Taktpuls umgeschaltet und den reversiblen Zählern für die Feineinstellung zugeführt und diese so durchgeführt, daß die erhaltenen Steuerspannungen kleine Schritte aufweisen und innerhalb einer kurzen Zeitspanne zu den zwei Werten konvergieren, die am nächsten zu und oberhalb und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung liegen. Diese Einstelloperationen sind identisch mit denjenigen, die bei der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgenommen werden. Dabei wird der Taktpuls den reversiblen Zählern für die Grobeinstellung und den reversiblen Zählern für die Feineinstellung in einer Zeit-Serienbetriebsweise zugeführt, wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser wurden zwei Schalter, nämlich die Schalter SW1 und SW2 für das Umschalten des Taktpulses verwendet, der den reversiblen Zählern im Zeit-Serienbetrieb zugeleitet wird. Die vorliegende Ausführungsform der Erfindung kommt mit nur einem einzigen Schalter SW aus, wie dies aus Figur 6 er-

CL

sichtlich ist.

Der Schalter SW in Figur 6 ist ein herkömmlich a

verwendeter, automatischer Rückstell-Auf-/Zuschalter. Ein Anschluß des Schalters SW₌ ist mit dem Eingangsanschluß 28

ei

und mit dem Kollektor eines Schalttransistors 56 über einen Widerstand 55 innerhalb eines elektronischen Schaltstromkreises 54 verbunden, der eine Funktion ähnlich dem Schalter in Figur 1 besitzt. Der andere Anschluß des Schalters SW ist

mit einem nicht geerdeten Anschluß einer Kapazität 59 über eine Serienschaltung einer Diode 57 und einem Widerstand 58 verbunden, die einen Teil des elektronischen Schaltstromkreises 54 bilden. Des weiteren ist dieser Anschluß des Schalters SW mit jedem Taktpulseingangsanschluß CK der re-

el

versiblen Zähler 42 und 43 und mit jedem Lastanschluß LD der reversiblen Zähler 44 und 45 in Verbindung.

Ein Entladewiderstand 60 ist parallel zu der Kapazität 59 geschaltet, und der Verbindungspunkt zwischen der Kapazität 59 und dem Widerstand 58 ist an einen Invertierungseingangsanschluß eines Spannungskomparators 61 ange-

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Victor Company - 23 - " "*TRe-zr/&*912 "

schlossen. Der Verbindungspunkt zwischen Widerständen 62 und 63 ist mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Spannungskomparators 61 verbunden. Eine Referenzspannung E1 , die durch eine Spannungsteilung der Betriebsversorgungsspannung +V mit Hilfe Von Widerständen erhalten wird, wird dem Nichtinvertierungs-Eingangsanschluß des Spannungskomparators 61 zugeführt. Der Ausgangsanschluß dieses Spannungskomparators 61 ist mit der Basis des Transistors 56 über einen Widerstand. 64 verbunden.

Als nächstes wird die Betriebsweise der voranstehend beschriebenen Schaltung erläutert. Wenn die Betriebsperson einer Fernsehkamera den Schalter SW in einem Zustand

schließt, in welchem ein Bild eines weißen Objektes aufgenommen wird, um als erstes eine Weißpegeleinstellung auszuführen, wird ein Taktpuls während der Aufnahme eines Bildes unter einer neuen Belichtungsquelle von dem Eingangsanschluß 28 erhalten, der mit dem vertikalen Treiberpuls synchronisiert ist. Dieser Taktpuls wird jedem Taktpulseingangsanschluß CK der reversiblen Zähler 42 und .43 für die Grobeinstellung zugeleitet. Des weiteren wird dieser Taktpuls jedem Lastanschluß LD der reversiblen Zähler 44 und 45 für die Feineinstellung zugeführt, gleichzeitig mit der Einspeisung des Taktpulses in die Taktpulseingangsanschlüsse CK der reversiblen Zähler 42 und 43. Demgegemäß beginnen die reversiblen Zähler 42 und 43 für die Grobeinstellung mit der Zähloperation, während die reversiblen Zähler 44 und 45 für die Feineinstellung sich noch immer in einem Zustand befinden, in welchem die Zähloperation gestoppt ist, obwohl die Lastanschlüsse LD dieser reversiblen Zähler 44 und 45 mit dem Taktpuls beaufschlagt werden.

Die Taktpulseingangsanschlüsse CK der reversiblen Zähler 44 und 45 sind direkt über den Widerstand 55 mit dem Eingangsanschluß 28 verbunden, ohne daß sie über den Schalter SW angeschlossen sind. Somit ist die übertragung des a

Taktpulses..von dem Eingangsanschluß 28 zu den Taktpulseingangsanschlüssen CK der reversiblen Zähler 44 und 45 unter-

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brochen, da der Transistor 56 normalerweise durchgeschaltet ist. Somit gilt, daß diese reversiblen Zähler 44 und 45 keine Zähloperationen durchführen, auch nicht wenn der Taktpuls den entsprechenden Taktpulseingangsanschlüssen CK der reversiblen Zähler 44 und 45 zugeleitet wird. Diese .Zähler 44 und 45 führen nur dann Zähloperationen aus, wenn der Transistor 56 sich im Zustand AUS befindet, der Taktpuls die Taktpulseingangsanschlüsse CK dieser reversiblen Zähler 44 und 45 beaufschlagt und die Lasteingangsspannung nicht den Lastanschlüssen LD dieser reversiblen Zähler 44 und 45 zugeführt wird.

Durch das Schließen des Schalters SW weist der einkommende Taktpuls von dem Eingangsanschluß 28 eine in Fi- . gur 7A gezeigte Wellenform auf. Dieser Taktpuls gelangt an die Kapazität 59 über die Serienschaltung aus Diode 57 und dem Widerstand 58, um die Kapazität 59, beispielsweise einen Kondensator, aufzuladen. Die Diode 57, der Widerstand 58, die Kapazität 59 und der Widerstand 60 bilden eine Lade- und Entladeschaltung. Eine Spannung E„ zwischen den Anschlüssen der Kapazität 59 steigt infolge, des eintreffenden Taktpulses, der von dem Schalter SW erhalten wird, an, wie dies die durchge-

hende Linie in Figur 7B zeigt. Wird diese Spannung E„ größer als die Referenzspannung E₁, die in Figur 7B strichpunktiert ist, ändert sich der Ausgang des Spannungskomparators 61 von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel. Dadurch wird der Transistor 56 ausgeschaltet, und der Taktpuls von dem Eingangsanschluß 28 jedem Taktpulseingangsanschluß CK der reversiblen Zähler 44 und 45 über den Widerstand 55 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Puls, der die gleiche Phase wie der den Taktpulseingangsanschlüssen CK zugeleitet Taktpuls besitzt, den Lastanschlüssen LD dieser reversiblen Zähler 44 und 45 zugeführt und somit beginnen sie mit ihren Zähl— operationen.

Während der in Figur 7C gezeigten Periode Tl, in

welcher der Schalter SW geschlossen ist, führen die rever-

siblen Zähler 42 und 43 für die Grobeinstellung entsprechende Zähloperationen aus. Die den Verstärkern mit variabler

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Verstärkung (in Figur 6 nicht gezeigt) zugeleiteten Steuerspannungen erreichen die am besten geeignete Steuerspannung, welche durch eine strich-zweifachpunktierte Linie in Figur 7D dargestellt ist/ ausgehend von dem Anfangswert schrittweise, der durch eine gestrichelte Linie IV angedeutet ist. Darüber hinaus erreichen die Steuerspannungen einen Konvergenzzustand, in welchem sie um zwei Werte herum oszillieren, die am nächsten zu der am besten geeigneten Steuerspannung oberhalb und unterhalb dieser Steuerspannung liegen. Die erforderliche Zeit, bis dieser Konvergenzzustand erreicht wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, beträgt etwa 0,3 Sekunden vom Schließen des Schalters SW an. Die

Wellenform des Pulses, der die Taktpulseingangsanschlüsse CK der reversiblen Zähler 44 und 45 beaufschlagt, ist in Figur 7C dargestellt, wobei jedoch während der Zeitperiode T1, in welcher der Schalter SW geschlossen ist, der Taktpuls als

solcher nicht wirksam wird, wie dies voranstehend erwähnt wurde.

Wird der Schalter SW geöffnet, nachdem die rever-

siblen Zähler 42 und 43 ihre Konvergenzzustände erreicht haben, passiert kein Taktpuls den Schalter SW , wie dies aus Figur 7A ersichtlich ist. Dementsprechend werden die Zähl-■·*■< operationen der reversiblen Zähler 42 und 43 für die Grobeinstellung gestoppt und gleichzeitig der Eingang zu den Lastanschlüssen LD der reversiblen Zähler 44 und 45 für die Feineinstellung gesperrt. Somit beginnen die reversiblen Zähler 44 und 45 den einkommenden Impuls zu zählen, der von dem Eingangsanschluß 28 über den Widerstand 55 zugeführt wird.

Die Ladezeitkonstante der Lade- und Entladeschaltung wird klein gewählt, während die Entladezeitkonstante ausreichend groß gewählt wird. Wird der der Kapazität 59 zugeführte Taktpuls gesperrt, so erfolgt eine Entladung der elektrischen Ladung innerhalb der Kapazität 59 über den Widerstand 60. Dementsprechend wird die Anschlußspannung E_? der Kapazität 59 schrittweise absinken, wie dies in Figur 7B

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gezeigt ist. Nachdem eine ausreichende Zeitspanne verstrichen ist, die es den reversiblen Zählern 44 und 45 erlaubt, ihre Konvergenzzustände nach Zählung des Taktpulses, der innerhalb dieser Periode zugeführt wird, zu erreichen, wird die Anschlußspannung E₂ kleiner als die Referenzspannung E₁ , die von dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 62 und 63 abgegriffen wird. Dementsprechend erreicht der Ausgang des Spannungskomparators 61 einen hohen Pegel und der Transistor 56 schaltet durch. Demzufolge wird die Zufuhr des Taktpulses zu den reversiblen Zählern 44 und 45 durch den Transistor 56 gestoppt. Das Intervall T2 in Figur 7C zeigt das wirksame Taktpulsintervall an, in welchem der Taktpuls die reversiblen Zähler 44 und 45 innerhalb der Zeitperiode beaufschlagt, bis die AnschlußSpannung E₂ der Kapazität 59 kleiner als die Bezugsspannung E₁ wird.

Sobald die Zufuhr des Taktpulses zu den reversiblen Zählern 44 und 45 infolge des Durchschaltens des Transistors 56 gestoppt wird, werden auch die Zähloperationen dieser reversiblen Zähler 44 und 45 angehalten. Demgemäß wird auch die entsprechende Steuerspannung für die Feineinstellung der reversiblen Zähler 44 und 45 auf einen der beiden Werte fixiert, die am nächsten zu und oberhalb und unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung liegen, die in Figur 7D durch die strich-zweifachpunktierte Linie dargestellt ist. Die Steuerspannung wird auf einen dieser beiden Werte oberhalb oder unterhalb der am besten geeigneten Steuerspannung festgelegt, entsprechend den gezählten Werten der reversiblen Zähler 44 und 45, nachdem deren Zähloperationen angehalten wurden.Danach ist die automatische Weißpegeleinstellung beendet.

Figur 7D zeigt die Steuerspannungswellenform, die einer Digital- zu Analog-Umsetzung ausgesetzt ist und in einem Fall, in welchem die voranstehend beschriebene Feineinstellung nicht mit Hilfe einer Einstellschaltung nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, werden die Steuerspannungen auf einen Wert festgelegt, der beispielsweise durch die gestrichelte Linie IX vorgegeben ist. Aus Figur 7D ist klar ersicht-

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lieh, daß die Steuerspannungen auf Werte festgelegt werden können, die wesentlich kleinere verbleibende Differenzen auf die am besten geeignete Kontrollspannung aufweisen, wenn eine erfindungsgemäße Schaltung verwendet wird.

Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Weißpegeleinstellung derart ausgeführt, daß die Durchschnittswerte des R- und des B-Signals . gleich, groß wie der.Durchschnittswert des G-Signals werden, wobei zugrundegelegt wird, daß die Veränderungsgeschwindigkeit des G-Signals in bezug auf die Änderung der Farbtemperatur der Beleuchtungsquelle die kleinste der drei Primärfarbsignale ist. Ebenso ist es möglich, die Weißpegeleinstellung unter Verwendung eines Weißdetektorsignals auszuführen, das die Abweichung von dem erhaltenen Weiß anzeigt, auf der Grundlage, daß zwei Farbdifferenzsignale während der Bildaufnahme eines weißen Objektes Null werden. Dabei werden die zwei Farbdifferenzsignale von dem verbleibenden Primärfarbsignal unter Ausschluß der zwei Primärfarbsignale erzeugt,., welche die Verstärker mit .variabler Verstärkung durchlaufen oder aus dem Luminanzsignal und den zuvor erwähnten zwei Primärfarbsignalen. Zusätzlich kann ein Mikrocomputer anstelle reversibler Zähler verwendet werden, um die gleichen Operationen wie diese durchzuführen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt verschiedene Abwandlungen und Modifikationen, die innerhalb des Erfindurigsgedankens liegen.

Leerseite

Claims

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6 Fiankiuri.σ,Μ. 1 29.05.1981

Victor Company of Japan, Ltd., Yokohama, Kanagawa, Japan

1J Automatische Weißpegel-Einstellschaltung für eine Fernsehkamera mit einer Farbbildaufnahmeröhre, bestehend aus einem ersten Verstärker (14) mit variabler Verstärkung, dem ein erstes Primärfarbsignal zugeführt wird, einem zweiten Verstärker (15) mit variabler Verstärkung, dem ein zweites Primärfarbsignal zugleitet wird und aus einer Matrixschaltung (16), die mit einem dritten Primärfarbsignal und den AusgangsSignalen des ersten und zweiten Verstärkers mit variabler Verstärkung beaufschlagt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß erste, zweite und dritte Tiefpaßfilter (20, 21; 22, 23; 24, 25) die Ausgangssignale des ersten und zweiten Verstärkers (14, 15) und das dritte Primärfärbsignal empfangen; daß Nichtinvertierungsanschlussen eines ersten und zweiten Komparators (26, 27) das Ausgangssignal des dritten Tiefpaßfilters (24, 25) zugeleitet wird und den Invertierungsanschlüssen der <·"*·> Komparatoren die Ausgangssignale des ersten und zweiten Tiefpaßfilters (20, 21; 22, 23); daß ein erster und ein dritter reversibler Zähler (42, 44) mit ihren Auf-/Abwärts-Eingangsanschlüssen U/D an einen Ausgang des ersten Komparators (26) angeschlossen sind; daß ein zweiter und ein vierter reversibler Zähler (43, 45) mit ihren Auf-ZAbwärts-Eingangsanschlüssen mit einem Ausgang des zweiten Komparators (27) verbunden sind; daß ein erster, zweiter, dritter und vierter Digital-/ Analogumwandler (46, 48, 47, 49) mit Parallelausgängen des ersten bis vierten reversiblen Zählers in Verbindung steht; daß eine erste Schaltung (50, 51) zur Einstellung der Referenzverstärkung mit den Ausgängen des ersten und dritten Digital-/Analogumwandlers und eine zweite Schaltung (52, 53) zur Einstellung der ReferenzverStärkung mit den Ausgängen des

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Victor Company - 2 - *-*·^:·· *-"'<·'

zweiten und vierten Digital-/Analogumwandlers verbunden ist, daß Schalter (SW₁, SW₂; SW , 54) zum wahlweisen Umschalten eines eingespeisten Taktpulses vorhanden sind, der Taktpulseingangsanschlüssen (CK) des ersten und zweiten bzw. des dritten und vierten reversiblen Zählers zugeführt wird; daß die Taktpulseingangsanschlusse des ersten und zweiten reversiblen Zählers mit Lastanschlüssen (LD) des dritten und vierten reversiblen Zählers verbunden sind; daß der erste und zweite Verstärker mit Steuerspannungen variabler Verstärkung von der ersten.undzweiten Schaltung zur Einstellung der Referenzverstärkung versorgt werden; und daß die Matrixschaltung (16) an ihren Ausgängen (17, 18, 19) ein Luminanzsignal (Y) und zwei Farbdifferenzsignale (I, Q) abgibt.
2. Automatische Weißpegel-Einstellschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (SW-, ^SW2^{; SW}a' ⁵^ zuerst so geschaltet sind, daß der Taktpuls den Taktpulsanschlüssen des ersten und zweiten reversiblen Zählers (42, 43) und den Lastanschlüssen des dritten und vierten reversiblen Zählers (44, 45) solange zuführbar ist, bis der erste und zweite reversible Zähler ihre Konvergenzzustände erreichen, daß daran anschließend die Zufuhr des Taktpulses ab- bzw. umgeschaltet wird, um die Taktpulseingangsanschlüsse des dritten und vierten reversiblen Zählers solange mit dem Taktpuls zu beaufschlagen, bis diese ihre Konvergenzzustände erreicht haben und daß daran anschließend die Zufuhr des Taktpulses beendet wird.
3. Automatische Weißpegel-Einstellschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bits in dem ersten bis vierten reversiblen Zähler im wesentlichen gleich groß ist; und daß die anfangs gezählten Werte des dritten und vierten reversiblen Zählers auf Werte voreingestellt sind, die im wesentlichen der Hälfte der maximal zu zählenden Werte, die überhaupt erhalten werden können, entspricht.

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4. Automatische Weißpegel-Einstellschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten und vierten Digital-/Analogumwandler so aufgebaut sind, daß sie nur Spannungen in Stufenformen verarbeiten, bei denen die Spannungsgrößen pro Stufe kleiner sind als bei den ersten und zweiten Digital-ZAnalogumwandlern.
5. Automatische Weißpegel-Einetellschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,..

daß die Schalter (SW„, 54) ein automatischer Rückstellschal-

el

ter (SW,) und ein elektronischer SchalterStromkreis (54) sind,

el

die wahlweise die Zufuhr des Taktpulses zu den reversiblen Zählern umschalten.·