Устройство для автоматической фокусировки телевизионной камеры

Устройство для автоматической фокусировки телевизионной камеры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения фокусировки по видеосигналу передаваемого изображения, повысить точность фокусировки и надежность срабатывания устройства. В первом такте работы устр-ва на первом выходе триггера 7 устанавливается 1. Этот импульс открывает элементы И 3,9 и поступает на блок 12 коррекции, разрешая отрицат. проб кую расфокусировку. Видеосигнал, выделенный селектором 1 видеоимпульсов , проходит через элемент И 9 на счетчик 10 импульсов и через элемент И 2, преобразующий его С помощью генератора 5 тактовых импульсов в пакеты импульсов, и элемент. И 3 - на реверсивный счетчик (PC) 6. Во втором такте сигнал 1 устанавливается на втором выходе триггера 7. В результате прекращается отрицат. и разрешается положит, пробная расфокут сировка, закрывается элемент И 3 и открывается элемент И 4, через который пакеты импульсов проходят на вход вычитания PC 6. PC 6 фиксирует разность длительности видеоимпульсов , при отрицат. и положит, пробных расфокусировках.При неправильной фокусировке величина ошибки фокусировки компенсируется в следующем такте. Блок . 11 деления двоичных чисел , на который поступают числа со счетчика 10 и PC 6, вычисляет величину расфокусировки. В третьем такте по сигналу 1 триггера 7 в БК 12 осуществляется расфокусировка . 2 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л -43 ю «к.;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 04 N 5/228

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3819201/24-09 (22) 30. 11.84 (46) 23.07.86. Бюл. У 27 (72) A.Á. Бараночников и Б.И. Лыткин (53) 621.397.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 731607, кл. Н 04 N 5/34, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ФОКУСИРОВКИ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения фокусировки по видеосигналу передаваемого изображения, повысить точность фокусировки и надежность срабатывания устройства.

В первом такте работы устр-ва на первом выходе триггера 7 устанавливается "1". Этот импульс открывает элементы И 3,9 и поступает на блок

12 коррекции, разрешая отрицат. проб ную расфокусировку. Видеосигнал, выделенный селектором 1 видеоимпульсов, проходит через элемент И 9

«на счетчик 10 импульсов и через элемент И 2, преобразующий его C помощью генератора 5 тактовых импульсов в пакеты импульсов, и элемент. И 3 на реверсивный счетчик (PC) 6. Во втором такте сигнал "1" устанавливается на втором выходе триггера 7.

В результате прекращается отрицат. и разрешается положит. пробная расфоку-. сировка, закрывается элемент И 3 .и открывается элемент И 4, через который пакеты импульсов проходят на вход вычитания PC 6. PC 6 фиксирует разность длительности видеоимпуль- . сов. при отрицат. и положит. пробных расфокусировках.При неправильной фокусировке величина ошибки фокусиров.ки компенсируется в следующем такте. Блок,11 деления двоичных чисел, на который поступают числа со счетчика 10 и PC 6, вычисляет величину расфокусировки. В третьем такте по сигналу "1" триггера 7 в БК 12 осуществляется расфокусировка. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1246412

Изобретение относится к промышленности средств связи и может быть использовано при построении устройств автоматической фокусировки студийных и малокадровых теневизи онных камер, предназначейных для работы в режиме длительной непрерывной передачи.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения фокусировки по видеосигналу передаваемого изображения, повышение точности фокусировки и надежности срабатывания устройства.

На фиг. 1 представлена структур- . ная электрическая схема устройства автоматической фокусировки по п. 1 формулы изобретения; на фиг.2 — то же, по п.2; на фиг.3 — то же, по п.31 на фиг.4 — временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства; на фиг. 5 — структурная электрическая схема блока коррекЦии (для фокусировки электронного луча); на фиг. 6 — то же, для оптической фокусировки.

Устройство для автоматической фокусировки телевизионной камеры содержит (фиг. 1) селектор 1 видеоимпульсов, первый И 2, второй И 3 и третийИ 4 элементы, генератор 5 тактовых импульсов, реверсивный счетчик .6 импульсов, распределитель

7 импульсов, элемент ИЛИ 8, четвертый элемент И 9, счетчик 10 импульсов, блок 11 деления двоичных чисел, блок 12 коррекции расфокусировки, а ,также (фиг.2) элемент 13 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, и формирователь 15 строб-импульсов, Кроме того, устройство (фиг.3) содержит формирователь 16 коротких импульсов по фронту и спаду входного импульса, регистр 17 хранения, цифровой компаратор 18 и пятый элемент И 19.

Блок 12 коррекций (фиг.5) содержит цифровозапоминающий блок 20, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП 21, резистивную матрицу 22, резисторы 23 и 24 пробной расфокусиров ки, нормально-разомкнутый контакт

25 и нормально-замкнутый контакт 26., Блок 12 коррекции (фиг.6) содер-." жит электродвигатель 27 постоянного тока, механизм 28 перемещения обьектива, ключ 29 реверса, нормально-разомкнутый ключ 30, преобразователь

31 двоичного кода в длительность импульса и цифровой коммутатор 32, Устройство работает следующим образом.

На вход распределителя 7 подается сигнал начальной установки в виде импульса напряжения, например один иэ синхроимпульсов полей (кадров).

При этом на трех выходах распределителя 7 появляется двоичная комбинация "1-0-0", т.е. на первом выхо10 де формируется напряжение уровня логической "1", а на остальных— логического "0 . Начинается первый такт рабочего цикла устройства. В начале такта по фронту импульса ло15 гической 1 происходит усуановйа реверсивного счетчика 6 и счетчика IO в исходное состояние. Импульс с первого выхода распределителя 7 . открывает элементы И 3 и 9 и поступает на первый вход блока 12 коррекции, разрешая введение отрицательной пробной расфокусировки.

В частном случае (фиг.5) отрйцательная пробная расфокусировка вы25 полняется путем уменьшения сопротивления в фокусирующей цепи., по сигналу с первого выхода распределителя 7 замыкается нормально-разомкнутый контакт 25, включенный параллельно резистору 23 пробной расфокусировки.

Далее с выхода селектора 1 на входы элементов И 2 и 9 начинают поступать,видеоимпульсы (фиг.4а), выделенные из видеосигнала. Одновре35 менно на второй вход первого элемента И 2 приходят импульсы стабильной высокой частоты (фиг. 43) с выхода генератора 5. На выходе пер- вого элемента И 2 формируются пакеты импульсов высокой частоты (фиг.45), Число импульсов-меток времени в пакетах пропорционально длительности вндеоимпульсов. Пакеты проходят через второй элемент И 3 на вход

45 сложения реверсивного счетчика 6.

Одновременно счетчик 10 осуществляет подсчет видеоимпульсов, поступающих через четвертый элемент И 9 с выхода селектора 1.

Далее,на второй вход распределителя 7 (вход сдвига) начинают посту-.. пать синхроимпульсы, например, кад" ровой частоты. .Первый импульс сдвига переводит распределитель 7 в состояние"0-1-0".

Начинается второй такт рабочего

° цикла. Прекращается отрицательная пробная расфокусировка, запирается элемент И 3. Элемент И 9 остается

1246412 открытым, так как соединен через эле мент ИЛИ 8 с первым и с вторым выходами распределителя 7 уровень логической "1" с второго выхода распределителя 7 отпирает элемент И 4 и поступает на второй вход блока 12 коррекции, разрешая положительную пробную расфокусировку. В описанном исполнении блока 12 положительная расфокусировка выполняется путем размыкания нормально-замкнутого контакта 26, включенного параллельно резистору 24 пробной расфокусировки.

Сформированные с помощью блоков селектора 1, генератора 5 и первого элемента И 2 пакеты импульсов †мет времени через третий элемент И 4 пос. тупают на вход вычитания реверсивного счетчика 6. Одновременно счетчик

10 продолжает подсчет видеоимпульсов. К концу второго такта содержимое счетчика 10 равно числу видеоимпульсов, выделенных селектором 1 в первом и втором тактах. Содержимое реверсивного счетчика 6 представляет собой разность, которая.пропорцио нальна различию в длительности ви-:. деоимпульсов во время отрицательной и положительной пробных расфокусировок. Если в момент включения устройства фокусировка оптимальная, то разность равна нулю. При неправильной фокусировке величина разности пропорциональна..величине ошибки, которая должна быть скомпенсирована (отработана с обратным знаком) в следующем такте рабочего цикла.

Однако, поскольку при расфокусировке увеличивается длительность каждого видеоимпульса, то величина разности возрастает с увеличением числа „ видеоимпульсов. Это число может изменяться в широких пределах и зависит от детальности передаваемого изображения. Чтобы в таких условиях обеспечить постоянство передаточного коэффициента устройства, применяют блок 11 деления двоичных чисел.

Используя содержимое реверсивного счетчика 6 как делимое, а счетчика

10 как делитель, блок 11 производит вычисление величины расфокусировки путем деления двоичных чисел с отбрасыванием дробного остатка, Второй синхроимпульс сдвига переводит распределитель 7 в состоя- . ние "0-0-1". В третьем такте рабочего цикла сигнал с выхода распределителя

7 разрешает коррекцию расфокусировки, поступая на третий вход блока 12.

Последний производит запоминание числа, поступившего с выхода блока

11,и преобразование "код-аналог" для компенсации ошибки.

Далее работа устройства зависит от исполнения распределителя 7. Если распределитель 7 является кольцевым, то рабочие циклы повторяются непрерывно во все время работы телекамеры. Такое исполнение предпочтительно для оптической фокусировки камеры на различные подвижные объекты. При этом величина и частота пробных рас15 фокусировок выбираются достаточными для слежения за подвижным объектом передачи.

При наблюдении за малоподвижными объектами, а также при фокусировке

20 электронного луча превоначально настроенная фокусировка изменяется медленно. В этом случае постоянная работа устройства фокусировки не нужна, требуется лишь периодическое

25 включение. Поэтому можно использовать распределитель 7 в виде сдвигающего регистра, не замкнутого в кольцо.

Тогда третин импульс сдвига переводит распределитель 7 в постоянное "0-0-0"

g0 и работа устройства прерывается вплоть до подачи нового импульса начальной установки.

Устройство с дополнительными:блоками по п.2 работает в целом аиало35 гично устройству по п. 1. Отличие заключается в том, что измерение расфокусировки в первом и втором тактах производится не в течение всего кадра (поля), а на небольшом его участке, который вьщеляется с помощью формирователя 15.:строб-импульсов, на вход которого поданы строчные синхроимпульсы. Выходной сигнал формирователя 15 (фиг.4н) открывает

45 элементы И 2 и 9 например в центЭ 1 ральной части нескольких строк растра. В моменты совпадания строб-импуль. сов (фиг. 4г) и видеоимпульсов (фиг. 4а) на выходе схемы И 2 формируются пакеты импульсов-меток времени (фиг. 43), поступающие в 1-м так50 те на вход сложения, а во 2-м — на вход вычитания реверсивного счетчика

6. Кроме того, счетчик 10 подсчитывает не количество:видеоимпульсов (фиг. 4a), а количества черно-белых переходов в пределах выделенного формирователем 15 участка изображения.

С этой целью элемент 13 задержки и

1246412 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 формируют короткие импульсы по фронту и спаду каждого видеоимпульса (фиг.4©), которые при совпадении со строб-импульсом (фиг. 4t ) проходят через элемент

И 9 на вход счетчика 10 (фиг. 4т) в 1-м и 2-м тактах.

Таким образом, устройство по п.2 осуществляет фокусировку на выделен- 10 ньй формирователем 15 участок изобра жения. При этом возрастает точность фокусировки (за счет расфокусировки остальной части изображения).

Устройство с дополнительными блоками по п. 3 работает в целом аналогично устройству по п.1, Отличие заключается в том, что подсчитанное в 1-м такте число видеоимпульсов переписывается из счетчика 10 в ре- 2п гистр 17. В конце 1-ro такта импульс, сформированный формирователем

16 по спаду сигнала на его входе, переводит счетчик 10 в исходное состояние, и во втором такте отсчет 25 ведется снова от нуля. Число видеоимпульсов, поступающих в 1-м и 2-м тактах, сравнивает цифровой компаратор

1S. При их равенстве коррекция фоку- сировки происходит так же, как было описано выше. Если же число видеоимпульсов разное, то сигнал компаратора 18 запирает элемент И 19, запрешая коррекцию. Таким образом, устройство по п. 3, исключает ложное

35 срабатывание при смене сюжета передачи.

Предлагаемое устройство пригодно как для фокусировки электронного луча передающей телевизионной трубки, так и для фокусировки объектива телекамеры. В последнем случае блок 12 коррекции может быть выполнен на основе электродвигателя постоянного тока (фиг.6), сочлененного с механизмом перемещения объектива. В цепь пи-.

45 тания двигателя последовательно вклю-. чены ключ 29 реверса и нормальноразомкнутый ключ 30. Ключ 29 реверса управляется сигналами с первого и второго выходов распределителя 7 и со знакового выхода блока 11 деления.

Нормально-разомкнутый ключ 30 управляется сигналом с выхода преобразователя 31 двоичного кода в длительность импульса. Вход преобразователя 31 соединен с выходом цифрового коммутатора 32, на информационные входы которого подается сигнал с выхода блока 11 и записанные потенциалами коды пробных расфокусировок. Цифровой коммутатор 3 и преобразователь

31 управляются сигналами с трех выходов распределителя 7 импульсов.

Формула. изобретения

1. Устройство для автоматической фокусировки телевизионной камеры, содержащее селектор видеоимпульсов, вход которого является входом видеосигнала, три элемента И, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, распределитель импульсов, первый и второй входы которого являются входами соответственно сигнала сдвига и сигнала начальной установки, блок коррекции расфокусировки, выход которого является выходом устройства, и генератор тактовых импульсов, выход которого через первый элемент И соединен с объединенными первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами распределителя, а выходы — соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика, выход селектора соединен с вторым входом первого элемента И, первый, второй и третий выходы распределителя импульсов соединенш с соответствующими входами блока коррекции расфокусировки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцис7нальных возможностей за счет обеспечения фокусировки по видеосигналу передават емого изображения, в него введены элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами,распределителя импульсов, четвертый элемент

И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента ИЛИ и выходу селектора видеоимпульсов, а выход — к первому входу,счетчика. импульсов, и блок деления двоичных чисел, входы делимого и делителя которого подключены соответственно к выходам реверсивного счетчика и счетчика импульсов, а выход соединен с четвертым входом блока коррекции расфокусировки, при этом первый выход распределителя импульсов соединен с установочными входами реверсивного счетчика и счетчика импульсов.

1246412

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности фокусировки, в него введены формирователь строб-импульсов, вход которого является входом строчных синхроимпульсов, а выход соединен с третьими входами первого и четвертого элементов И, элемент

ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, включенный между выходом селектора видеоимпульсов и вторым входом четвертого элемента

И, и линия задержки, включенная между, выходом селектора видеоимпульсов и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ

ИЛИ, 3, Устройство по п.1, о т л и ч а1о щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности срабатывания, в него введены формирователь коротких импульсов, выход которого соединен с установочным входом счетчика импульсов, пятый элемент И, включенный меж5 ду третьим выходом распределителя импульсов и третьим входом блока J коррекции расфокусировки, и последовательно соединенные регистр хранения и цифровой компаратор, включенные

10 между выходом счетчика импульсов и вторым входом пятого элемента И, при этом второй вход цифрового компаратора объединен с первым входом регисгра хранения, второй вход котоIS рого объединен с входом формирователя коротких импульсов и подключен к первому выходу распределителя импульсов.

i 246412

Составитель И.Грацианская

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Редактор О.Головач

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4025/58

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4