DE3926296A1 - Zebrasignalerzeugungsschaltung fuer eine videokamera - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zebrasignalerzeugungsschaltung für eine Videokamera nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Zebrasignalerzeugungsschaltung für eine Videokamera, welche insbesondere beim Fotografieren in der freien Umgebung im wesentlichen von einem elektronischen Bildsucher abhängt, bei der das Verstärkungsband des Videosignals in verschiedene Stufen oder Verstärkungsstufen unterteilt ist, so daß man mittels Auswählen des Zebramusters durch die jeweiligen Stufen sehen kann, daß eine gute Videobildqualität für den Anwender erhalten wird.

Allgemein entspricht dem Zebramuster das Muster der Zähne eines Kammes. Das Zebramuster wird mit dem Videosignal durch Frequenzherabmischung oder Frequenzvervielfachung mit einem Viertel des 3,58-MHz-Trägers gekoppelt, welcher ein Unterträger des Farbsignales ist. Da das Unterträgersignal bei jeder Horizontalabsenkung invertiert wird, erscheint das Kammzahnmuster auf dem Bildschirm. Daher kann der Zustand des Objektes auf dem elektronischen Bildsucher der Videokamera beobachtet werden.

Während der Zeitdauer der Zuführung eines Weiß-Balance- Signales zur Videokamera wird das Zebrasignal in dem Gesamtbereich des Diagrammes des Regi-Diagrammes dargestellt. Das Zebrasignal wird bis zur dritten Stufe beginnend von weiß in dem Grauskaladiagramm erzeugt.

Soweit das Zebrasignal erzeugt ist, wenn das Videosignal eine Lichtmenge über 100 IRE bezüglich seines Überbereiches aufweist, zeigt das Zebrasignal den Zustand und den Bereich der einfallenden Lichtmenge bei der sich jeweils ändernden natürlichen Umgebung während der Bildaufnahme an und dient zum Überprüfen des Kamerazustandes und wird ferner zum Erzeugen eines zweckdienlichen oder relevanten Videosignales beim Fotografieren durch Steuern der Iris-Linse in Reaktion auf dieses Zebrasignal verwendet.

Eine Videokamera nach dem Stand der Technik, die mit diesem üblichen Zebramuster arbeitet, ist derart aufgebaut, daß eine Warnung bezüglich des Zustandes oder der Lichtmenge des Bildschirmes erzeugt wird, in dem das Zebramuster bezüglich des obengenannten, bestimmten Wertes eingegeben wird, d. h. lediglich der Teil, der die gerichtete Lichtmenge betrifft. Diese Videokamera ist derart aufgebaut, daß nicht der Zustand und die Lichtmenge einer Bildschirmdarstellung unterhalb dieses speziellen Wertes beobachtet werden kann. Wenn daher mit einer derartigen Videokamera ein Bild in der freien Umgebung aufgenommen wird, tritt aufgrund der Tatsache ein Problem auf, daß der Zustand und der Bereich der Lichtmenge nicht ohne ein Meßinstrument oder einen Hauptmonitor beobachtet werden kann, welches darin besteht, daß ein Bild von guter Bildqualität kaum mit einem elektronischen Bildsucher, der lediglich schwarz/weiß angesteuert wird, erzielt werden kann.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zebrasignalerzeugungsschaltung für eine Videokamera der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auch bei Verwenden lediglich eines schwarz/weiß angesteuerten elektronischen Bildsuchers eine gute Bildaufnahmequalität gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Zebrasignalerzeugungsschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Zebrasignalerzeugungsschaltung beinhaltet eine Videosignalverstärkervorrichtung zum Verstärken des eingangsseitigen Videosignales, eine NAM-(nicht-additiv- mischende)-Videosignalvorrichtung zum Unterteilen des eingangsseitigen Videosignales in einer Anzahl von Verstärkungsbändern, eine Videosignalintegrationsvorrichtung zum Integrieren des verstärkten Videosignales von der Videosignalverstärkervorrichtung, eine Zebrasignalerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen des Zebrasignales, eine Zebrasignalsteuervorrichtung zum Steuern des von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung erzeugten Zebrasignales, und eine Motorsignalauswahlvorrichtung zum Auswählen des Bildsuchersignales oder des Monitorsignales durch das Steuersignal. Hierdurch ist es möglich, den Zustand und die Lichtmenge für den Bildschirm zu beobachten, in dem das eingangsseitige Videosignal in eine Anzahl von Verstärkungsbändern unterteilt wird und in dem es durch Auswählen des Zebramusters durch jedes der Verstärkungsbänder ermöglicht wird, den Zustand und die Lichtmenge zu beobachten, so daß eine gute Bildqualität des Bildes für den Anwender erhalten werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm der Gesamtheit der Zebrasignalerzeugungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2a bis 2i Signaldiagramme der Ausgangssignale einer jeden Vorrichtung der Zebrasignalerzeugungsschaltung zum Erläutern der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 3a bis 3e Signaldiagramme der Ausgangssignale des Zebrasignales, das zwischen den Pegeln V2 und V3 in der Zebrasignalerzeugungsschaltung der vorliegenden Erfindung erscheint.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Zebrasignalerzeugungsschaltung folgende Schaltungsblöcke:

• - Eine Videosignalverstärkervorrichtung A, die Widerstände R1 bis R6 und Transistoren TR1 bis TR3 zum Verstärken eingangsseitiger R. G. B.-(rot, grün, blau)-Videosignale aufweist;
• - Eine NAM-(nicht-additiv-mischende)-Videosignalvorrichtung B, die Widerstände R9 bis R13 und Transistoren TR4 bis TR6 aufweist und die ausgangsseitig ein NAM-Videosignal erzeugt, in dem ein Drittel der Summe der R. G. B.-Signale (R+G+B)/3 berechnet wird, die ausgangsseitig von der Videosignalverstärkervorrichtung A erzeugt werden;
• - Eine Videosignalintegrationsvorrichtung C, welche Widerstände R7, R8, Kondensatoren C1, C2, einen Transistor TR7 und einen Operationsverstärker OP1 aufweist, um erstmalig und zweitmalig das verstärkte Signal von der Videosignalverstärkervorrichtung A zu integrieren;
• - Eine Zebrasignalerzeugungsvorrichtung D, die eine Zenerdiode ZD1, Widerstände R14 bis R16, Kondensatoren C4, C5 und eine integrierte 4-bit-Zählerschaltung EC1 aufweist, um ausgangsseitig das Zebrasignal durch Empfangen des Zebrasteuersignales VZ von dem Zebrasteueranschluß zu erzeugen;
• - Eine Zebrasignalerzeugungsvorrichtung E, welche Widerstände R17 bis R30, Dioden D2 bis D7, veränderliche Widerstände VR1 bis VR4, Komparatoren COMP1 bis COMP4, UND-Gatter AND1 bis AND4, ein ODER-Gatter OR1, einen Bandauswahlschalter SW1, eine Diode D8, eine schaltende Schaltung A mit Widerständen R24, R31, mit einem Transistor TR8 und einem Kondensator C3 aufweist, um das Zebrasignal bei jeweiligen Stufen zu erzeugen, indem das durch die Zebrasignalerzeugungsvorrichtung D erzeugte Zebrasignal mit einer Bezugsspannung verglichen wird, und indem dieses durch eine logische Schaltung geschaltet und gesteuert wird; und
• - Eine Monitorsignalauswahlvorrichtung E zum Auswählen und ausgangsseitigen Erzeugen des Monitorsignales oder des Bildsuchersignales durch das Steuersignal mittels Empfangen des NAM-Videosignales, welches ausgangsseitig von der NAM-(nicht-additiv-mischenden)-Videosignalvorrichtung B erzeugt wird, und des verstärkten R. G. B.-Videosignales, das ausgangsseitig von der Videosignalverstärkervorrichtung A erzeugt wird.

Die Betriebsweise und Wirkung der erfindungsgemäßen Zebrasignalerzeugungsschaltung wird nachfolgend detailliert erläutert.

Zunächst wird in einem Zustand, in dem die Leistungsversorgungsspannung B⁺ anliegt, dasd R. G. B.-Signal eingangsseitig den Videosignaleingangsanschlüssen VR′, VG′, VB′ innerhalb der Videosignalverstärkervorrichtung A angelegt. Die jeweiligen Eingangssignale werden zu den jeweiligen Basisanschlüssen der Transistoren TR1, TR2 und TR3 über Vorspannwiderstände R1, R2, R3 zugeführt. Diese Transistoren nehmen jeweils einen Emitterfolgerzustand ein und nehmen eine Stromverstärkung der eingangsseitigen R. G. B.-Videosignale VR′, VG′, VB′ vor. Die jeweiligen R. G. B.-Videosignale VR′′, VG′′, VB′′, die in den Fig. 2A, 2B und 2C gezeigt sind, werden den Signaleingangsklemmen R. G. B. im Inneren des Monitors der Monitorsignalauswahlvorrichtung F zugeführt. Gleichzeitig wird das G-Videosignal VG′′ der R. G. B.-Videosignale VR′′, VG′′, VB′′ strommäßig in der Videosignalverstärkervorrichtung A verstärkt und erstmalig durch einen Widerstand R7 und einen Kondensator C1 im Inneren der Videosignalintegrationsvorrichtung C integriert und daraufhin zweitmalig durch einen Transistor TR7, einen Kondensator C2 und einen Widerstand R8 integriert. Anschließend wird dieses Signal strommäßig durch den Operationsverstärker OP1 verstärkt und ausgangsseitig als Ausgangssignal VJ′ gemäß Fig. 2b erzeugt.

Andererseits werden die strommäßig verstärkten R. G. B.-Videosignale VR′′, VG′′, VB′′ jeweils an die Basisanschlüsse der Transistoren TR4, TR5, TR6 durch jeweilige Widerstände R9, R11, R12 im Inneren der NAM-(nicht-additiv-mischenden)-Videosignalvorrichtung B angelegt, so daß die Transistoren TR4, TR5, TR6 den Emitterfolgerzustand durch einen Widerstand R13 als gemeinsame Masse annehmen und ausgangsseitig das NAM-Videosignal V_N gemäß Fig. 2d erzeugen, welches den Wert (R+G+B)/3 in der Stufe bei der NAM-Videosignalvorrichtung B annimmt.

Das NAM-(nicht-additiv-mischende)-Videosignal V_N, das hier ausgangsseitig erzeugt wird, wird an die jeweiligen nicht invertierenden (+)-Klemmen der Komparatoren COMP1, COMP2, COMP3 jeweils über Widerstände R18, R28, R30 im Inneren der Zebrasignalsteuervorrichtung E angelegt und gleichzeitig an die invertierende (-)-Klemme des Komparators COMP3 über einen Widerstand R29 angelegt. Ferner wird es dem NAM- Signalanschluß im Inneren der Monitorsignalauswahlvorrichtung F zugeführt. Wenn nun ein Zebrasteuersignal V_Z mit hohem Signalpegel eingangsseitig angelegt wird, bleiben die integrierte 4-bit-Zählerschaltung IC1 und die Komparatoren COMP2, COMP3, COMP4 unbetätigt, da dieses Signal die Dioden D2, D5 innerhalb der Zebrasignalsteuervorrichtung E nicht leitfähig machen kann. Wenn jedoch im Gegensatz hierzu ein Zebrasteuersignal V_Z mit niedrigem Pegel eingangsseitig angelegt wird, wird dieses Signal mit niedrigem Pegel an die integrierte 4-bit-Zählerschaltung IC1 und an den Eingangsanschluß R durch die Diode D2 angelegt. Gleichzeitig wird die Unterträgerspannung V_C an die Taktklemme CLK der integrierten 4-bit-Zählerschaltung IC1 angelegt, wodurch das Signal in seiner Frequenz auf ein Viertel der Frequenz des Unterträgers reduziert wird und ausgangsseitig dem Anschluß Q2 der integrierten 4-bit-Zählerschaltung zugeführt wird. Das ausgangsseitige Signal wird durch einen Kondensator C5 und einen Widerstand R15 an den Kollektoranschluß des Transistors TR8 innerhalb der schaltenden Schaltung A und an den Zebraanschluß innerhalb der Monitorsignalauswahlvorrichtung F angelegt.

Andererseits wird eine Spannung V_J′′ zu dem invertierenden (-)-Anschluß des Komparators COMP1 in der Zebrasignalsteuervorrichtung E zugeführt, die einen derartigen Wert hat, daß das Ausgangssignal V_J′ am Ausgang des Operationsverstärkers OP1 innerhalb der Videosignalintegrationsvorrichtung C erheblich durch den veränderlichen Widerstand VR1 vermindert wird.

Zu diesem Zeitpunkt vergleicht der Komparator COMP1 das seinem invertierenden (-)-Anschluß zugeführte Signal und das NAM-Videosignal V_N′ am Ausgang der NAM-Videosignalvorrichtung B und erzeugt ein Ausgangssignal aufgrund der verglichenen Differenzspannung gemäß Fig. 2e an der Ausgangsklemme des Komparators COMP1.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die automatische Weiß-Balance OKIND nicht richtig eingestellt ist, da das Ausgangssignal V_K mit einem hohen Pegel ausgangsseitig erzeugt wird und da dieses Signal nicht die Dioden D3, D4, D6 leitfähig schaltet, wird der Komparator COMP1 nicht betätigt. Wenn das ausgangsseitig erzeugte Ausgangssignal V_K einen niedrigen Pegel zu dem Zeitpunkt hat, zu dem die automatische Weiß-Balance OKIND richtig eingestellt ist, wird aufgrund der leitenden Schaltung der Dioden D3, D4, D6 die integrierte 4-bit-Zählerschaltung IC1 unabhängig vom Zebrasteuersignal V_Z betätigt, wobei der Betrieb der Komparatoren COMP2, COMP3, COMP4 angehalten wird und das Vergleichsausgangssignal V_OA gemäß Fig. 2f durch den Komparator COMP1 ausgangsseitig erzeugt wird. Der Widerstand R31, der Kondensator C3, die Diode D7 und der Transistor TR8 innerhalb der schaltenden Schaltung A werden durch dieses Ausgangssignal V_A gesteuert und schalten das Zebraausgangssignal V_Q′.

Wenn andererseits in dem Fall, daß das Ausgangssignal V_K einen hohen Pegel hat und daß das Zebrasteuersignal V_Z einen niedrigen Pegel hat, während die automatische Weiß-Balance nicht richtig eingestellt ist, wird die Betätigung des Vergleichers COMP1 angehalten. Im Gegensatz hierzu vergleicht der Komparator COMP2 die Spannung V2, die durch den veränderlichen Widerstand VR2 eingestellt ist, und das ausgangsseitig von der NAM-Videosignalvorrichtung B erzeugte NAM- Videosignal V_N und erzeugt ein Vergleichsausgangssignal V_O′, das einer Eingangsklemme 1 der UND-Gatter AND1, AND2 zugeführt wird. Der Komparator COMP3 vergleicht die Spannung V3, die durch den veränderlichen Widerstand VR3 eingestellt ist, mit dem NAM-Videosignal V_N und erzeugt ein Vergleichsausgangssignal V_O′′, das jeweils einer Anschlußklemme 1 des UND-Gatters AND2 und der anderen Anschlußklemme 2 des UND-Gatters AND4 zugeführt wird. Der Komparator COMP4 vergleicht die Spannung V₄, die durch den veränderlichen Widerstand VR4 eingestellt ist, mit dem NAM-Videosignal V_N, und erzeugt ein Vergleichsausgangssignal V_O′′, welches den anderen Eingangsanschlüssen 2 der UND-Gatter AND3, AND2 zugeführt wird.

In diesem Zustand führt das UND-Gatter AND1 eine logische Multiplikation der Spannung V_O′, vom Ausgang des Komparators COMP2 mit dem Signal V_S1 aus, das von dem Bandauswahlschalter SW1 ausgewählt wird, und erzeugt ausgangsseitig die in Fig. 2f an der Ausgangsklemme gezeigte Signalform und legt dieses Signal an die Eingangsklemme 2 des ODER-Gatters OR1 an. Das UND-Gatter AND4 führt eine logische Multiplikation der Ausgangsspannung V_O, des Komparators COMP2 und der Ausgangsspannung V_O′′ des Komparators COMP3 sowie der Spannung V_S2, die von dem Bandauswahlschalter SW1 ausgewählt ist, durch, und erzeugt ausgangsseitig das in Fig. 2g gezeigte Signal, und legt dieses an die Eingangsklemme 1 des ODER- Gatters OR1 an. Daher führt das UND-Gatter AND2 eine logische Multiplikation der Ausgangsspannungen V_O′′, V_O′′′ der Komparatoren COMP3, COMP4 und des von dem Bandauswahlschalter SW1 ausgewählten Signales V_S3 durch und erzeugt ausgangsseitig die in Fig. 2h gezeigte Signalform, die dem Eingangsanschluß 3 des ODER-Gatters OR1 zugeführt wird. Ferner führt das UND-Gatter AND3 eine logische Multiplikation der Ausgangsspannung V_O′′′ des Komparators COMP4 und des von dem Bandauswahlschalter SW1 ausgewählten Signals V_S4 durch und erzeugt ausgangsseitig die in Fig. 2i gezeigte Signalform, welche dem Eingangsanschluß 4 des ODER-Gatters OR1 zugeführt wird.

Anschließend wird das ODER-Gatter OR1 ein logisches Aufsummieren dieser Signale durch. Das logisch aufsummierte Ausgangssignal V_OB (Fig. 3b) wird an den Basisanschluß des Transistors TR8 durch eine Diode D7, einen Widerstand R31 und einen Kondensator C3 angelegt. Die schaltende Schaltung A schaltet das von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung D erzeugte Zebrasignal V_Q (Fig. 3c) sowie das von dem ODER- Gatter OR1 ausgangsseitig erzeugte Ausgangssignal V_OB. Das sich ergebende Ausgangssignal wird dem Zebra-Anschluß der Monitorsignalauswahlvorrichtung F zugeführt.

Hierdurch erzeugt die Monitorsignalauswahlvorrichtung F das Videobildsuchersignal V_V (Fig. 3d).

Das NAM-Videosignal V_N gemäß Fig. 3a, das ausgangsseitig von der NAM-Videosignalvorrichtung B erzeugt wird, wird ausgangsseitig zusammen mit dem Ausgangssignal V_OB des ODER- Gatters OR1 gemäß Fig. 3b zwischen der Bezugsspannung V₂ und der Bezugsspannung V₃, welche durch die Widerstände VR2, VR3 erzeugt werden, innerhalb der Zebrasignalsteuervorrichtung E erzeugt. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal V_OB des ODER-Gatters OR1 einen hohen Signalpegel aufweist, wird durch Schalten des Zebrasignals V_Q, (Fig. 3c), das von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung D erzeugt wird, das Bildsuchersignal V_V (Fig. 3d) in das NAM-Videosignal V_N der Monitorsignalauswahlvorrichtung F eingebracht.

Die Signalform gemäß Fig. 3e ist das von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung D erzeugte Zebrasignal.

Da das Zebrasignal zwischen den Bezugsspannungen V₂, V₃ auf dem elektronischen Bildsucher erscheint, kann ohne weiteres der Kamerazustand und der Lichtmengenzustand erfaßt und unterschieden werden.

Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung das eingangsseitige Videosignal verstärkt und das verstärkte Signal auf verschiedene Bänder aufgeteilt und das Zebrasignal von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung auf die verschiedenen Bänder geschaltet, so daß das Zebrasignal in jedem Band erscheint, so daß der Bildschirmzustand und der Lichtmengenzustand ohne Probleme in jedem der Bänder erfaßt werden kann, so daß eine Grundlage für eine gute Bildqualität geschaffen wird. Ein weiterer, erheblicher Vorteil liegt darin, daß kein getrenntes Meßinstrument oder kein Hauptmonitor benötigt wird, um den Bildschirmzustand oder die Lichtmenge während der Aufnahme in der freien Umgebung zu messen.

Claims (3)

1. Zebrasignalerzeugungsschaltung für eine Videokamera, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - eine Videosignalverstärkervorrichtung (A) zum Verstärken eingangsseitiger R. G. B.-Videosignale;
• - eine NAM-(nicht-additiv-mischende)-Videosignalvorrichtung (B) zum ausgangsseitigen Erzeugen eines NAM-Videosignales durch Berechnen eines Drittels des Rot- und des Gelb- und des Blau-Videosignales (R+G+B)/3 aufgrund der verstärkten ausgangsseitigen R. G. B.-Videosignale von der Videosignalverstärkervorrichtung (A);
• - eine Videosignalintegrationsvorrichtung (C) zum Verstärken und erstmaligen sowie zweitmaligen Integrieren des verstärkten G-Videosignales der verstärkten Signale von der Videosignalverstärkervorrichtung (A);
• - eine Zebrasignalerzeugungsvorrichtung (D) zum ausgangsseitigen Erzeugen des Zebrasignales durch Empfangen des Zebrasteuersignales von dem Zebrasteueranschluß; und
• - eine Zebrasignalsteuervorrichtung (E) zum Vergleichen des von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung (D) erzeugten Zebrasignales mit einer Bezugsspannung und zum ausgangsseitigen Erzeugen des Zebrasignales für jede Stufe mittels Steuern und Schalten durch eine logische Schaltung;

wodurch der Bildschirmzustand und der Lichtmengenzustand für jede Stufe erfaßbar ist.

2. Zebrasignalerzeugungsschaltung für eine Videokamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das ausgangsseitig von der NAM-Videosignalvorrichtung (B) erzeugte NAM-Videosignal und das durch die Videosignalintegrationsschaltung (C) integrierte Signal mit der Bezugsspannung verglichen werden, welche mit der Verstärkung für jede Stufe erzeugt wird; und
daß die Zebrasignalsteuervorrichtung (E) zum Schalten des Zebrasignales, das ausgangsseitig von der Zebrasignalerzeugungsvorrichtung (D) erzeugt wird, Widerstände (R17 bis R30), Dioden (D2 bis D7), veränderliche Widerstände (VR2 bis VR4), Komparatoren (COMP1 bis COMP4), UND-Gatter (AND1 bis AND4), ein ODER-Gatter (OR1) und einen Bandauswahlschalter (SW1) umfaßt, und
daß die schaltende Schaltung (A) aus einer Diode (D8) einem Widerstand (R31), einem Transistor (TR3) und einem Kondensator (C3) besteht.