Устройство для автоматической фокусировки телевизионной камеры

 

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