Способ формирования сигнала фокусировки телевизионной камеры и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в телевизионных системах прикладного назначения. Цель изобретения - повышение точности фокусировки. Объектив реверсивно перемещают вдоль оптической оси телевизионной камеры, одновременно выделяют огибающую высокочастотных составляющих видеосигнала. Определяют инерционность объектива и прекращают перемещение объектива с учетом инерционности. В том случае, когда оптимальная фокусировка достигается в близких к крайним положениях объектива, формирование команды о прекращении перемещения объектива задерживают до его реверсивного перемещения. Устройство, реализующее способ, обеспечивает перемещение оптико-механического блока 1 телевизионной камеры 2, выделение сигнала фокусировки блоком формирования 3 фокусирующего сигнала и блокировку срабатывания оптико-механического блока 1 блоком задержки 8 и элементом И 10. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4363487t24-09 (22) 12.01.88 (46) 23.08.90. Бюл. Г1 31 (72) В.И.Абрамов и Л.В.Максимов .(53) .621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

If 1429336, кл. Н 04 N 5/2?8, 09.01.87. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА ФОКУСИРОВКИ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ (ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в телевизионных системах прикладного назначения. Цель изобретения — повышение точности фокусировки. Объектив реверсивно перемещают вдоль оптической оси телевизионной камеры, одно„.80„„1 7 62 А1 (У1) Н 04 И 5/228

2 временно выделяют огибающую высокочастотных составляющих видеосигнала.

Определяют инерционность объектива и прекращают перемещение объектива с учетом инерционности. В том случае, когда оптимальная фокусировка достигается в близких к крайним положениям объектива, формирование команды о прекращении перемещения объектива задерживают до его реверсивного перемещения. Устройство, реализующее способ, обеспечивает перемещение оптико-механического блока 1 телевизионной камеры 2, выделение сигнала фокусировки блоком формирования 3 фокусирующего сигнала и блокировку срабатывания оптико-механического блока 1 блоком задержки 8 и элементом

И 10. 2 с.-и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1587662

Изобретение относится к телевиде,нию и может быть использовано в те левизионных системах. прикладного назначения.

Цель изобретения — повышение точности фокусировки °

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ автоматической фокусировки, :на фиг. 2 - структурная схема блока "задержки управляющего сигнала; на, фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие сущность способа формирования сигнала фокусировки и динамику рабо-! ,ты устроиства, реализующего способ. (Сущность способа формирования сигнала Фокусировки заключается в следующем.

Иэображение объема с помощью опти- 2О .ческой системы (объектива) проециру,ют на фоточувствительную поверхность датчика телевизионной камеры и преп образуют в видеосигнал. Из видеосиг нала путем выделения огибающей высокочастотных составляющих получают сигнал A(t) фокусировки (фиг. 3 и 4), . амплитуда которого зависит от структуры объекта, расстояния от объекта до фоточувствительной поверхности датчика телевизионной камеры и от положения объектива на оптической оси.

Объектив перемещают вдоль оптической оси и при размещении его на максимальном и минимальном допустимом расстоянии от фоточувствительной поверхности датчика телевизионной камеры формируют сигнал о предельных положениях объектива (фиг. 3.3) ° Для 4п управления направлением движения объектива формируют сигнал управления перемещения объективом (фиг. 3.5) .реверсирующий направление его перемещения при появлении каждого сигнала о предельном положении объектива.

Определяют инерционность перемещения объектива при прекращении сигнала управления перемещением объектива, для чего измеряют величину (фиг. 3) 5О изменения сигнала A(t) фокусировки при формировании команды об испытательном прекращении сигнала управления. Величину инерционности а запоми" нают и восстанавливают сигнал управления. Определяют максимальное значение А „„ „, сигнала фокусировки и вычисляют пороговое значение N =: А — а .сигнала фокусировки. В процессе автоматической Фокусировки при достижении сигнала фокусировки A(t) величины N формируют команду о прекращении сигнала управления перемещением объектива, при этом в силу инерционности объектива он займет положение

A(t) = N + а = A — оптимальной фокусировки, эа исключением случая, когда сигнал A(t) » N совпадает во времени с сигналом о предельном положении объектива, при этом формирование команды о прекращении сигнала управления может привести к тому, что при остановке объектива величина сигнала фокусировки составит А(с) = N — а =

= А — 2а. Для повышения, точности фокусировки при A(t) - N и совпадении с сигналом о предельном положении объектива формирование команды о прекращении сигнала управления перемещением объектива задерживают до повторного достижения после прохождения сигнала о предельном положении объектива пороговой величины N.

Устройство формирования сигнала фокусировки телевизионной камеры (фиг. 1) содержит оптико-механический блок 1 фокусировки, телевизионную камеру 2. включающую телевизионный датчик, блок 3 формирования сиг" нала фокусировки,, первый 4 и второй

5 регистры памяти, блок 6 коммутации, блок 7 запуска, блок 8 задержки управляющего сигнала, компаратор 9, элемент И 1О, постоянный запоминающий блок 11 и блок 12 вычитания. Блок 8 задержки управляющего сигнала (фиг.2) содержит элемент И 13 блока задержки, ключ 14, триггер 15 и элемент

ИЛИ 16.

Устройство формирования сигнала фокусировки работает следующим образом.

В исходном состоянии, перед фокусировкой, оптико-механический блок 1 фокусировки фиксирован в некотором предыдущем положении и на выходе датчик положения импульсов не выделяет.

Телевизионная камера 2 формирует сигналы синхронизации и видеосигнал иэображения, которые поступают на входы блока 3 формирования сигнала фокусировки. Двоичные коды фокусирующего сигнала через шину блока 3 по тактовым сигналам этого блока параллельно воздействуют на разрядные входы первого регистра 4 памяти.

15876

Блоки 1, 4, 5 и 11 блокированы низким напряжением на выходах блока

6 коммутации. В блоке 8 ключ 14 открыт высоким напряжением элемента

ИЛИ 16. На выходе компаратор 9 имеет низкое напряжение, которое удерживает элемент И 1О в закрытом состоянии.

Устройство переходит в режим регулирования фокусировки по сигналу запуска от блока 7 (фиг. 3.1). По этому сигналу блок 6 формирует высокое напряжение, под воздействием которого блокировка блоков 1, 4 и 5 снимается (фиг. 3.2). Оптико-механический блок 1 фокусировки начнет перемещаться вдоль Фокальной оси, формируя импульсы в крайних положениях пути ее движения (фиг. 3.3).

Импульсы датчика положения опти- 20 ко-механической системы являются управляющими сигналами режима регулировки фокусировки. Первый импульс блока 1 поступит на входы блоков 6 и 8. Блок 6 фиксирует начало Формиро- 25 вания сигнала фокусировки A(t), а блок 8 на время длительности импульса блока 1 блокирует входы блоков 6 и 10. Коды, .поступающие в регистр 4 памяти через выходную шину блока 3, 3О формируют сигнал фокусировки (фиг. 3.4). Компаратор 9 сравнивает коды, хранимые в регистрах 4 и 5 памяти. На выходе он выделяет высокое напряжение если код регистра 4 больУ

35 ше кода регистра 5, и низкое напряжение, если неравенство противоположно. Высокое напряжение компаратора 9 обеспечивает открытие элемента И 10 и ввод в регистр 5 кода большего 4п значения, чем код, хранимый в этом регистре.

В течение времени t регистр 5 фиксирует код, соответствующий максимальной амплитуде А сигнала фокуси- 45 ровки. Изменения напряжения на выходе компаратора поступают через открытый ключ 14 блока 8 на вход блока 6.

Однако этот вход в течение времени закрыт для сигналов компаратора 9.

Второй импульс оптико-механического блока 1 поступит на вход блока

6, фиксируя момент начала преобразования максимального значения сигнала. фокусировки в пороговый уровень сигнала фокусировки ° Блок 6 выделит высокое напряжение, которое поступит на вход постоянного запоминающего. блока 11 для подачи в блок 12 парал62 6 лельного кода постоянной величины а — поправки на инерционность движения блока 1, после выключения питания (фиг. 3.5) °

Блок 12 ограничит максимальное значение сигнала фокусировки на величину поправки а и тем самым образует на его выходе параллельный код, соответствующий пороговому уровню N сигнала фокусировки N = А — а. Компаратор 9 в течение времени t сравнивает коды сигнала фокусировки,пос тупающие от регистра 4, с кодом порогового уровня N сигнала фокусировки и на выходе выделяет сигнал совпадения, если код регистра 4.больше кода на выходе блока 12.

Сигнал совпадения на выходе компаратора после второго импульса блока 1 является сигналом, по которому блок 6 формирует сигнал блокировки блоков 1, 4, 5 и 11 для ограничения длительности сигнала фокусировки и перехода телевизионной установки в исходное состояние. Через время после блокировки указанных блоков движение оптико-механической системы по инерции прекратится и блок 3 будет выделять на выходе коды, соответствующие сигналу A(t) = А.

Однако сигнал фокусировки может быть выделен с погрешностью. На фиг. 3 показан случай, когда сигнал фокусировки может быть сформирован в интервале t< с погрешностью, но согласно предлагаемому изобретению, как помеху, подавляют ту часть сигнала фокусировки, которая задает погрешность, поскольку совпадает с началом образования порогового уровня

N сигнала фокусировки и по амплитуде имеет значения, равные или превышающие этот уровень (фиг, 5.6, пунктир).

В этом случае сигнал компаратора

9 - высокое напряжение, поступит на входы элемента И 13 ключа 14 и уста> новочный вход триггера 15. Импульс блока 1, пройдя через элемент И 13, переключит триггер 15. Сигналы блока

1 и триггера через элемент ИЛИ 16 сформируют сигнал подавления, который закроет элемент И 10 и ключ 14 раньше, чем выделится сигнал компаратора 9. Затем через время t< амплитуда сигнала фокусировки уменьшится и станет ниже порогового уровня N сигнала фокусировки. На выходе компаратора выделится низкое напряжение, 1587662 под воздействием которого триггер 15 установится в первоначальное состояние, элемент И 10 и ключ 14 откроются. Элемент И 10 подавит для регистра часть сигнала фокусировки, которая по амплитуде больше чем уровень А-а.

Ключ 14, открываясь, обеспечит услоВия для формирования фокусирующего сигнала на выходе блока 3 без пог- 10 решностей . Такой фокусирующий сигнал удет выделен при формировании задне го фронта сигнала фокусировки очередным сигналом совпадения на выходе омпаратора 9 при равенстве сигнала фокусировки пороговому уровню N игнала Фокусировки. Использование редлагаемого способа автоматической

Фокусировки и устройства для его осуЩествления позволяет получить пос- 20

:тоянную высокую точность фокусировки во всем диапазоне ее регулирования, ( поскольку устранена зависимость точности регулирования от места Форми рования максимального значения сиг нала фокусировки. Повышается достоверность фокусировки особенно в непосредственной близости максимального ее значения от границ пути движения оптико-механической системы, посколь- 30 ку возможные погрешности Фокусировки .в этик случаях. подавляются.

Формула изобретения

1. Способ формирования сигнала фокусировки телевизионной камеры, заключающийся в формировании сигнала перемещения объектива с одновременным формированием сигнала A(t) Фоку- 40 сировки путем выделения высокочастот" ных составляющих видеосигнала телевизионной камеры, формировании .сигнала о предельном положении объектива и реверсировании Сигнала переме- 45 щения объектива при наличии сигнала о предельном положении объектива, формировании сигнала о прекращении перемещения объектива, определении максимального значения А « Фокусировки, запоминании номинального значения сигнала N = A à Фокусировки, где а = А « - A(t) - величина изменения сигнала A(t) Фокусировки при формировании сигнала о прекраще55 нии перемещения объектива в момент времени с „ когда А() = Л „, Формировании сигнала о прекращении перемещения объектива при достижении сигналом фокусировки величины номинального значения сигнала N, о т л и ч а ю шийся тем, что, с,целью повышения точности фокусировки, при совпадении сигнаЛа фокусировки амплитудой A(t) ) N и сигнала предельного положения объектива, сформированный сигнал о прекращении перемещения объектива задерживают до повторного формирования сигнала Фокусировки величины номинального значения сигнала.

2. устройство Формирования сигнала фокусировки телевизионной камеры, содержащее оптико-механический блок фокусировки, оптический выход которого связан с фоточувствительной поверхностью телевизионной камеры, видеовыход которой соединен с первым входом, а синхронизирующий выход - с вторым входом блока формирования сигнала фокусировки, информационный выход блока формирования сигнала Фокусировки через первый регистр памяти параллельно подключен к первому входу компаратора и к информационному входу второго регистра памяти выход второго регистра памяти подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом постоянного запоминающего блока, а выход соединен с вторым входом компаратора, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход элемента И подключен к тактовому входу первого регистра памяти и к тактовому выходу блока формирования сигнала фокусировки, электрический выход оптико-механического блока фокусировки соединен с первым выходом блока коммутации, первый выход которого подключен к электрическому входу оптико-механического блока Фокусировки, управляющему входу первого регистра памяти и к управляющему входу второго регистра памяти, тактовый вход которого соединен с выходом элемента И, второй выход блока коммутации соединен с выходом постоянного запоминающего блока, а второй вход - с выходом блока запуска, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен блок задержки управляющего сигнала, первый вход которого соединен с первым входом блока коммутации, второй вход соединен с первым входом элемента И„ третий вход которого соединен с первым выходом блока

1587662 задержки управляющего сигнала, второй выход которого подключен к третьему входу блока коммутации.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок задержки управляющего сигнала содержит элемент И, триггер, элемент ИЛИ и ключ, причем первые входы элементов И и ИЛИ соединены с первым входом блока задержки, второй вход элемента

И, первый вход триггера и первый вход ключа соединены с вторым входом блока задержки, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу ключа и является первым выходом блока задержки, выход элемента И соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к второму входу.элемента ИЛИ, а выход ключа является вторым выходом блока задержки.

1587662

Составитель А.Цветков

Техред Л.Серд окова

Корректор Л.Пилипенко

Редактор Л.Гратилло

Заказ 2428 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь|тиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101