DK142669B - Fjernsynskamera. - Google Patents

Description

(S

V pa (11) FREMLÆ66ELSISSKRIFT 142669 DANMARK (51) Int. Cl.3 H OA H 5/26 §(21) Ansegning nr. 4102/70 (22) Indleveret den 10. aug. 1970 (24) Lebedag 10. aug. 1970 (44) Ansagningen fremlagt og o o fremleggelsewkriftet offentliggjort den 8. de C . 1980

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET <3°) Prioritet bageret fra den

11. aug. 1969a 40075/69, GB

(71) THE MARCONI COMPANY LIMITED, Bush House, Aldwych, London, W.C.2, GB. : (72) Opfinder: Derek Vernon Ryley, "Romans11, London Road, Margaret ting,

Ingatestone, Essex, GB: Gyongyver £laydon, 42 Hampton Road, Great Baddow, Chelmsford, Essex, GB.

(74) Fuldmægtig under «agens behandling:

Internationalt Patent-Bureau. _ " _ (54) Fjernsynskamera.

Opfindelsen angår et fjernsynskamera indbefattende et kamerarør med midler til at ændre strålens aksiale placering i det mindste i delbilledretningen og til at tilvejebringe felter til strålefokusering og -centrering, samt styrbare organer til modulering af det fokuserende felt med et signal med frekvens, som er en brøkdel af delbilledfrekvensen, medens kamerarøret skanderer et givet mønster af lys og skygge med en given ændring af lys og skygge i forudbestemte positioner i dette mønster.

Opfindelsen har navnlig relation til fjernsynskamera, hvori der anvendes kamerarør med en målelektrode, på hvilken der tilvejebringes et elektrisk billede af en genstand, og som skanderes ved hjælp af en katodestråle til frembringelse af billedsignaler. Som eksempler på sådanne rør kan nævnes ortikonrør og vidikonrør.

I sådanne rør skal skanderingsstrålen, når der ikke påtrykkes afbøjningskræfter 142669 2 til skandering, have den korrekte aksiale placering i røret, hvilket sædvanligvis opnås ved hjælp af to magnetiske felter,som tilvejebringes ved hjælp af indbyrdes 90°-forskudte spoler anbragt om rørets elektronkanon. Til opnåelse af denne koaksialitet skal der næsten altid foretages justeringer i hvert enkelt rør.

En kendt metode til bestemmelse af den fornødne justering af det magnetiske felt for hvert enkelt rør består i at notere den misjustering, der opnås ved at ændre det strålefokuserende felt og derefter justere spolestrømmene, indtil denne misjustering er gjort minimal. Denne metode kendes fra eksempelvis det britiske patent 803.122. Når denne metode anvendes i praksis, moduleres det strålefokuserende felt ved hjælp af et firkantsignal, hvis frekvens er en brøkdel af delbilledfrekvensen. Når justeringen er korrekt, bevirker variationer af det med firkantsignalet modulerede fokuseringsfelt, at centret af det billede, der f.eks. i et monitorrør genskabes ud fra signalerne fra kameraet, forskydes, og da det modulerende signals frekvens er en brøkdel af delbilledfrekvensen, vil der på monitorskærmen, såfremt strålen i kamerarør ikke er justeret koaksialt med rørets akse, vises to billeder, der er lidt forskudt i forhold til hinanden. Manuelle justeringsorganer til justering af spolerne justeres, indtil der med det påtrykte moduleringssignal opnås den minimale forskydning, således at de to billeder ligger så nær hinanden som muligt. Det vil dog ses, at en sådan justeringsmetode til opnåelse af strålens rette placering er omstændelig og kræver tid. Ved opfindelsen tilsigtes afhjulpet disse ulemper ved hjælp af midler, med hvilke der kan foretages en automatisk justering af strålens aksiale placering.

Med henblik herpå er et fjernsynskamera ifølge opfindelsen ejendommeligt ved midler til under delbilledafbøjningen at definere det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding opstår en til ændringen i lys og skygge svarende ændring, og en kreds, der aktiveres på det nævnte tidspunkt og er indrettet til automatisk at indstille de nævnte midler til ændring af strålens aksiale placering i delbilledretningen således, at der forløber den samme tid fra delbilled-afbøjningens start til det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding detekteres en spændingsændring, nar modulationssignalet til modulering af fokuseringsfeltet har henholdsvis en første og en anden værdi.

Ved modulering af det fokuserende felt med en frekvens, der er en brøkdel af delbilledfrekvensen, vil ændringen i kamerarørets udgangssignal svarende til ændringen i lys og skygge i samtlige delbilledperioder optræde på det samme givne tidspunkt i relation til moduleringssignalet, såfremt strålen er korrekt centreret. Centreringsfejl bevirker, at det givne mønster af lys og skygge optræder på et forkert tidspunkt, som detekteres, og denne detektion benyttes til at centrere strålen og opveje fejlen.

Det førstnævnte tidspunkt falder fortrinsvis sammen med midten af del- 3 142669 billedafbøjningen.

Ved en hensigtsmæssig udførelsesform for opfindelsen kan kameraet omfatte midler, der aktiveres afvekslende med de ovennævnte midler til under delbilled-afbøjningen at definere det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding opstår en til nævnte ændring i lys og skygge svarende ændring, og som er indrettede til under linieafbøjningen at definere det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding opstår en til nævnte givne ændring i lys og skygge svarende ændring, og en anden kreds, som aktiveres på det sidstnævnte tidspunkt og er indrettet til automatisk at styre midlerne til justering af strålens aksiale beliggenhed for at justere strålens placering i linieretningen, således at der forløber det samme tidsinterval fra linieafbøjningens start til sidstnævnte tidspunkt, når modulationssignalet har henholdsvis en første og en anden værdi.

Nævnte givne tidspunkt falder fortrinsvis sammen med midten af en fjernsynslinie.

Ifølge opfindelsen bestemmes det tidspunkt under delbilledafbøjningen, hvor der opstår en ændring i kamerarørets udgangssignal, ved hjælp af en reversibel tæller, som er indrettet til under to successive delbilleder at foretage to modsatrettede optællinger af antallet af de i et delbillede før eller efter dette tidspunkt optrædende fjernsynslinier og til at frembringe et af tælleresten afhængigt styresignal, som anvendes til at justere strålens placering i delbilled-retningen. I det tilfælde, hvor det drejer sig om et fjemsynssystem med springskandering vil de to delbilleder være alternerende delbilleder, medens disse to delbilleder er efterfølgende delbilleder, når det drejer sig om et fjernsynssystem uden springskandering.

Ifølge opfindelsen anvendes der én enkelt tæller til skiftevis at tælle linierne til frembringelse af et styresignal til justering af strålens placering i delbilledretningen og at tælle antallet af lokalt frembragte svingninger til frembringelse af et styresignal til justering af strålens placering i linieretningen, hvilken skiftende anvendelse finder sted under styring af et omskiftningsorgan, der styres af et signal med en frekvens, som er et submultiplum af delbilledfrekvensen og er indrettet til at stille tælleren i O-positionen ved hver omskiftning.

Ved en foretrukken udførelsesform for et sådant kamera findes der dels et styrekredsløb, der bringes i starttilstand ved hjælp af delbilledimpulserne og i stoptilstand ved hjælp af en forudbestemt niveauændring i kamerarørets udgangssignal, og som er indrettet til, når crmskiftningsorganet befinder sig i den ene tilstand, at åbne et åbningskredsløb, gennem hvilket liniefrekvente impulser tilføres tælleren, dels et generatorstyrekredsløb, der indstilles i starttilstand ved hjælp af linieimpulser og i stoptilstand ved hjælp af nævnte niveauændring, og som er indrettet til, når omskiftningsorganet befinder sig i den anden til- 4 U2669 stand, at styre tilførslen af lokalt frembragte impulser til tælleren, dels midler til oplagring af polariteten af de successive optællingsdifferenser mellem linieimpulserne og de lokalt frembragte impulser, der skiftevis afgives af tælleren og til anvendelse af disse differenser til justering af strålens placering i delbilledretningen og i linieretningen.

Fortrinsvis arbejder moduleringsorganerne med en frekvens, der er lig med én fjerdedel af delbilledfrekvensen.

Ifølge opfindelsen er moduleringsorganerne indrettet til at afgive et rektangulært udgangssignal.

Midlerne til justering af strålens placering udgøres fortrinsvis af motordrevne potentiometre, som er indrettet til styring af strømmen i spoler til justering af strålens placering.

Det foretrukne mønster af lys og skygge, der skanderes af kamerarøret, når midlerne ifølge opfindelsen til automatisk justering af strålens placering tages i brug, er et såkaldt prøvebillede med en lille hvid firkant i midten af et sort billede.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser i det til forståelse af opfindelsen fornødne omfang et fjernsynskamera ifølge opfindelsen, og fig. 2 et diagram til forklaring af virkemåden for det i fig. 1 viste fjernsynskamera.

Fig. 1 viser et blokdiagram over en i overensstemmelse med opfindelsen udformet kreds, der ved en passende, på tegningen ikke antydet indkobling bringes i anvendelse, når man ønsker at foretage en automatisk justering af strålens akseretning. Andre dele af kameraet er ikke vist på tegningen og kamerarøret, samt spolerne til fokusering, justering af retningen og afbøjning, afbøjningsstrømgeneratorerne, forstærkerne, kameraets styrekobling og andre til kameraets normale drift nødvendige dele er udeladt, eftersom de ikke har relation til opfindelsen og kan udformes på i og for sig kendt måde. Den i fig. 1 viste kreds er beregnet til brug i et kamera, der arbejder med springskandering og i beskrivelsen af fig.

1 antages det, at kameraet er indrettet til at optage et prøvebillede af den tidligere omtalte art.

Linien A i fig. 2 viser delbilledfrekvente impulser, der afledes fra en passende, på tegningen ikke vist kilde og tilføres klemmen A i fig. 1, medens videosignaler som vist ved linien C i fig. 2 afledes fra kamerarøret og tilføres klemmen C i fig. 1. Impulser af samme art som impulserne på linien A i fig. 2, men med liniefrekvensen, tilføres klemmen L i fig. 1. Videosignalerne på linien C i fig. 2 frembringes, når kamerarøret skanderer et prøvebillede, som er helt 5 142669 sort med tindtagelse af en lille hvid firkant i midten af billedet. Når den i flg.

1 viste kreds til automatisk justering af stråleqs aksiale beliggenhed bringes i anvendelse fokuseres kamerarøret på dette billede.

Ved hjalp af en signalgenerator, f.eks. en multivibrator, omdannes de til klemmen A tilførte delbilledfrekvente impulser til rektangulære impulser med en frekvens, som er lig med én fjerdedel af delbilledfrekvensen. Disse impulser , tilføres udgangsklemmen B og føres til kamerarørets normale fokuseringssystem til opnåelse af et af disse impulser moduleret fokuseringsfelt.

Udgangssignalet fra signalgeneratoren 1 divideres frekvensmæssigt med en faktor 2 i en frekvensdeler 2, og det herved opnåede signal anvendes til at styre et omskiftningsorgan 3, der er udformet på i og for sig kendt måde og indrettet til over successive halvbølger af frekvensdeleren 2's udgangssignal at sikre den automatiske justering af strålens placering skiftevis i delbilled-retningen og linieretningen. Omskifterorganet 3 kan indbefatte f.eks. en multivibrator, og det antages, at denne multivibrator nu befinder sig i den tilstand, der sikrer den automatiske justering af strålens placering i delbilledretningen.

Videosignalet til klemmen C føres til en niveaudetektor 4, hvis udgangssignal ændrer sig hurtigt, når kamerarøret ser den lille hvide firkant i midten af prøvebilledet. Når denne ændring finder sted, tvinges et styrekredsløb 5, f.eks. en bistabil kobling, der oprindeligt befandt sig i en sådan tilstand, den såkaldte starttilstand, at et åbningskredsløb 6 er åbent, til at indtage en sådan tilstand, den såkaldte stoptilstand, at åbningskredsløbet 6 er spærret. I begyndelsen er styrekredsløbet 5 bragt i starttilstand ved hjælp af den sidste forudgående delbilledimpuls til klemmen A. Styrekredsløbet 5 styres således af omskiftningsorganet 3, at styrekredsløbet 5 kun kan styre åbningskredsløbet 6 til åbning, når omskiftningsorganet 3 befinder sig i den ovenfor antagne tilstand. Når åbningskredsløbet 6 er åbent, føres impulserne over udgangsklemnæn L videre til en reversibel tæller 7, hvis tælleretning styres af udgangssignalet fra signalgeneratoren 1.

Den reversible tæller indstilles i O-positionen ved hjælp af tilbagestillingsimpulser, der overføres over ledningen D fra omskiftningsorganet 3 og har den ved linien D i fig. 2 viste form.

Linien E i fig. 2 viser de styreimpulser, der over ledningen E føres til åbningskredsløbet 6.

På grundlag af beskrivelsen af fig. 1 og 2 vil det ses, at kamerarørets fokuseringsfelt moduleres med en frekvens, som er In fjerdedel af delbilledfrekvensen, og som har ved linien D viste form. Ved begyndelsen af en del-billedperiode, idet det antages, at organet 3 befinder sig i den antagne tilstand, stil-les tælleren i O-positionen, og samtidigt åbnes åbningskredsløbet 6 6 142669 ved hjælp af signalet E. Linieimpulser fra klemmen L føres til tælleren 7, der i en retning tæller disse impulser. Når den lille hvide firkant i midten af prøvebilledet "mødes" af kamerarøret, lukkes åbningskredsløbet 6 af forflanken af videosignalet over ledningen C, hvorved kredsløbet 5 bringes i stoptilstand, og når den efterfølgende delbilledimpuls ankommer til klemmen A, bringes styrekredsløbet 5 igen i starttilstand, og åbningskredsløbet 6 åbnes igen. Tælleren 7 begynder nu at tælle de gennem åbningskredsløbet 6 overførte linieimpulser, men denne gang i modsat retning, idet udgangssignalet fra generatoren 1 bar ændret sin polaritet. Det bemærkes, at linien B i fig. 2 ikke alene viser modulationen af det fokuserende felt, men også viser styringen af tælleretningen. Når den anden optælling er afsluttet, indeholder tælleren en rest, der repræsenterer retningen af den fornødne justering af strålens placering i delbilledretningen. Polariteten af resten oplagres i et passende lagerorgan 8, hvis udgangssignal anvendes som styresignal til opnåelse af justeringen af strålens aksiale beliggenhed i den fornødne retning og i delbilledretningen. Ved afslutning af hver dobbelte optælling, dvs. efter optælling i den ene retning og optælling i den anden retning, ved hjælp af tælleren 7, oplagres polariteten af resten, når impulsen G over ledningen G føres til lagerorganet 8, og tælleren stilles tilbage i O-positionen ved hjælp af impulsen D over ledningen D fra organet 3.

En justering af strålens aksiale beliggenhed i linieretningen opnås, når omskiftningsorganet bringes i den anden tilstand. Den måde, hvorpå den automatiske justering af strålens aksiale placering i linieretningen finder sted, er i det hele taget analog med den ovenfor beskrevne justering i delbilledretningen, og den væsentligste forskel ligger i, at tælleren med henblik på justering af linieretningen tæller forholdsvis højfrekvente impulser fra en fritsvingende generator 9, der f.eks. arbejder med en frekvens på 5 MHz. Overføringen af impulserne fra denne generator 9 til tælleren 7 styres ved hjælp af et styreorgan 10, der bringes i starttilstand ved hjælp af en linieimpuls fra klemmen L og i stoptilstand ved hjælp af en niveauændring i detektoren 4, når kamerarøret under en linie '»møder" den lille hvide firkant i midten af prøvebilledet. Når omskiftningsorganet 3 befinder sig i den korrekte tilstand til justering af strålens aksiale placering i linieretningen, begynder tælleren 7 fra begyndelsen af en linie at tælle svingningerne fra generatoren 9, indtil der opstår en ændring af niveauet i detektoren 4. Når denne niveauændring optræder, standser tælleren, hvis tælleresultatet bibeholdes. Når tælleretningen ved hjælp af styresignalet B reverseres - dette sker to delbilleder senere - begynder tælleren igen at tælle -denne gang i modsat retning - svingningerne fra generatoren 9 fra begyndelsen af en linie, indtil den omtalte niveauændring opstår. Polariteten af forskellen mellem disse to successive, modsatrettede optællinger oplagres i et lagerorgan

Claims (7)

7 142669 11, når impulsen H modtages over ledningen H fra organet 3. Udgangssignalet F fra styreorganet 10 er vist ved linien F i fig. 2. Signalerne fra lagerorganerne 8 og 11 anvendes til at styre strømmene i to indbyrdes vinkelrette justeringsspoler til justering af strålens aksiale beliggenhed, men de kan også anvendes på anden måde. Den i fig. 1 viste kobling, der kun angiver et eksempel på den måde, hvorpå opfindelsen kan udøves, har den fordel, at én og samme reversibel tæller kan anvendes til opnåelse af strålens justering i delbilledretningen og i linieretningen, idet justeringerne i begge disse retninger sikres efter tur. Som tidligere anført anvendes udgangssignalerne fra lagerorganeme 8 og 11 i ikke-viste midler til at styre strømmene i justeringsspoleme for at sikre en automatisk justering. Styresignalerne fra organerne 8 og 11 danner faktisk fejlsignaler, og det vil ses, at den korrekte justering er opnået, når disse fejlsignaler annulleres. Som tidligere anført kan de midler, ved hjælp af hvilke justeringsstrømmene kan justeres, udformes på vidt forskellige måder, men til dette formål foretrækker man sædvanligvis potentiometre, der drives af elektriske motorer og er indsat i spolestrømforsyningskredsene, idet motorerne drives i retninger, der bestemmes af polariteten af signalerne fra lagerorganerne 8 og 11. Fordelen ved at anvende motordrevne potentiometre er, at den information, der svarer til den foretagne justering holdes "oplagret", idet den angives af den position, motorerne indtager til sidst, selv om anlægget slukkes. Imidlertid kan der også anvendes andre korrektionsmidler, f.eks. digitale eller kapacitive lagerorganer af i og for sig kendt art.

1. Fjernsynskamera indbefattende et kamerarør med midler til at ændre strålens aksiale placering i det mindste i delbilledretningen og til at tilvejebringe felter til strålefokusering og -centrering, samt styrbare organer (1) til modulering af det fokuserende felt med et signal med frekvens, som er en brøkdel af delbilledfrekvensen, medens kamerarøret skanderer et givet mønster af lys og skygge med en given ændring af lys og skygge i forudbestemte positioner i dette mønster, kendetegnet ved midler (5,6,7) til under delbiliedafbøjningen at definere det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding opstår en til ændringen i lys og skygge svarende ændring, og en kreds (8), der aktiveres på det nævnte tidspunkt og er indrettet til automatisk at indstille de nævnte midler til ændring af strålens aksiale placering i delbilledretningen således, at der forløber den samme tid fra delbilledafbøjningens start til det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding detekteres en spændingsændring, når mo- 8 142869 dulationssignalet til modulering af fokuseringsfeltet har henholdsvis en første og en anden værdi.

2. Kamera ifølge krav 1,kendetegnet ved, at nævnte tidspunkt falder sammen med midten af delbilledafbøjningen.

3« Kamera ifølge krav 1, kendetegnet ved midler (10,9,8), der aktiveres afvekslende med de ovennævnte midler til under delbilledafbøjningen at definere det tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding opstår en til nævnte ændring i lys og skygge svarende ændring, og som er indrettede til under linieafbøjningen at definere det-tidspunkt, hvor der i kamerarørets udgangsspænding opstår en til nævnte givne ændring i lys og skygge svarende ændring, og en anden kreds (11), som aktiveres på det sidstnævnte tidspunkt og er indrettet til automatisk at styre midlerne til justering af strålens aksiale beliggenhed for at justere strålens placering i linieretningen således, at der forløber det samme tidsinterval fra linieafbøjningens start til sidstnævnte tidspunkt, når modulationssignalet har henholdsvis en første og en anden værdi.

4. Kamera ifølge krav 3, kendetegnet ved, at sidstnævnte tidspunkt falder sammen med midten af en fjernsynslinie.

5« Kamera ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at det tidspunkt under delbilledafbøjningen, hvor der opstår en ændring i kamerarørets udgangssignal, bestemmes ved hjælp af en reversibel tæller (7),som er indrettet til under to successive delbilleder at foretage to modsatrettede optællinger af antallet af de i et delbillede før eller efter dette tidspunkt optrædende fjernsynslinier og til at frembringe et af polariteten af tælleresten afhængigt styresignal, som anvendes til at justere strålens placering i delbil-ledretningen.

6. Kamera ifølge krav 2, 3 eller 4, kendetegnet ved, at det tidspunkt under linieafbøjningen, hvor der opstår en ændring i kamerarørets udgangssignal, bestemmes ved hjælp af en reversibel tæller (7), som er indrettet til under to successive delbilleder at foretage to modsatrettede optællinger af antallet af lokalt frembragte svingninger, der har en højere frekvens end liniefrekvensen, og som i et delbillede optræder før eller efter dette tidspunkt, og til at frembringe et af polariteten af tælleresten afhængigt styresignal, som anvendes til at justere strålens placering i linieretningen.

7. Kamera ifølge krav 5 og 6, kendetegnet ved, at der anvendes én enkelt tæller (7) til skiftevis at tælle linierne til frembringelse af et styresignal til justering af strålens placering i delbilledretningen og at tælle antallet af lokalt frembragte svingninger til frembringelse af et styresignal til justering af strålens placering i linieretningen, hvilken skiftende anvendelse finder sted under styring af et omskiftningsorgan (3), der styres af et signal med en frekvens, som er et submultiplum af delbilledfrekvensen og er indrettet til at