SE417049B - Pulsmodulerad automatisk ljusregleranordning - Google Patents

Description

8001961-5 10 20 b) (11 30 35 2 På ritningen, vartill nu hänvisas, mottager en kon- . ventionell televisionskamera ll ljus från'en belyst scen längs en avbildningsbana 13, vilket ljus passerar genom objektivlinsen 15 och en slutare 17 för att träffa tele- visionskamerans frontplatta. Objektivlinsen 15 är ett konventionellt don. Såsom föredragen för närvarande inne- fattar slutaren 17 en spänningsvariabel, dubbelbrytande kristall, i vilken den optiska transmissionsförmâgan kan justeras på elektrisk väg. Sådana don finns kommersiellt tillgängliga. Som exempel kan “PLTZ Intensity Controller", marknadsförd av "Laikin Optical Corporation of Los Angeles", California, användas i slutaren 17. Genom påtryckning av lämpliga spänningar på sådana don kan polariseringen av _ljus, som passerar genom donet, vridas för att variera den optiska transmissionsförmågan över ett omrâde mellan ett bestämt maximivärde och ett bestämt minimivärde.

I kretsen enligt föreliggande uppfinning drives slutarens transmissionsförmåga mellan angivna höga och låga värden genom påtryckandet av pulser av konstant amplitud och variabel bredd. _ Såsom åskådliggjorts i figuren innefattar kretsen för justering av slutarens transmissionsförmåga en puls- breddsmodulator 19, vilken är kopplad att mottaga vertikal- synkroniseringssignalen från televisionskameran samt videonivåsignalen från kameran via ett lågpassfilter 21.

Såsom de på området erfarna vet innefattar televisions- kameror organ för alstring av en vertikalsynkroniserings- puls för utlösning av varje avsökníngscykel. På likartat sätt innefattar televisionskameror också organ för åstad- kommande av en videosignalnivå, vilken representerar vitnivåinnehållet i den del av scenen som avsökes vid någon given tidpunkt. I kretsen enligt uppfinningen matas videonivåsignalen till ett lågpassfilter 21, som bildar medelvärdet av scenens vitnivåinnehâll och därmed omvandlar bildinformationen till en analog signal, som representerar det totala ljuset i scenen. Den resulterande likströmssignalen tillföres också pulsbreddsmodulatorn 19. 10 15 20 25 30 35 8001961-5 3 Pulsbreddsmodulatorn triggas av vertikalsynkroniserings- signalen för att utlösa en utpuls som gensvar på den signalen. Modulatorn är vidare konstruerad att upprätt- hålla utpulsen under en tid, som är beroende av likströms- nivån hos signalen från filtret 21. Såsom åskâdliggjorts på ritningen innehåller en pulsbreddsmodulator typiskt en funktionsgenerator, anordnad att alstra en sågtands- vågform, som är synkroniserad med televisionsbildfrek- vensen. En förstärkare mottager en analog återkopplings- spänning, som representerar videonivån,från filtret 21, för åstadkommande av en likspänning av lämplig nivå till en spänningskomparator, som också mottager sâgtandsvågen från funktionsgeneratorn. För närvarande föredrages en användning av kommersiellt tillgängliga, integrerade kretsdon för var och en av dessa komponenter. Exempelvis kan en "Signetics Corporation" katalog nr 555 funktions- generator användas för generering av sågtandsvågen, medan en "National Semiconductor Company" katalog nr LM-741 operationsförstärkare och en "National Semiconductor Company" katalog nr LM-311 spänningskomparator kan an- vändas för förstärkaren respektive komparatorn.

Under drift utlöser vertikalsynkroniseringspulserna från televisionskameran varje triangelpuls i sågtands- våggeneratorn. Spänningen från filtret 21, vilken spänning är proportionell mot scenens ljusstyrka, behandlas i för- stärkaren för inställning av dess förstärkning och absoluta likspänningsnivå. Sågtandsvågen och förstärkarens utspän- ning jämföres i komparatorn. När vertikalsynkroniserings- signalen utlöser en sågtandspuls, är komparatorn i sitt höga utsignalstillstånd. När sågtandsvågen når förstärkar- utspänningens nivå, kopplar komparatorn om till sitt låga utsignalstillstånd. Den relativa tidslängden som komparatorn förblir i det höga utsignalstillståndet är således propor- tionell mot kvoten mellan den analoga spänningens amplitud och sågtandsspänningens amplitud.

Pulsbreddsmodulatorn alstrar i själva verket ett tåg av utpulser med en pulsrepetitionsfrekvens, som är synkro- niserad med kamerans avsökningsfrekvens vertikalt eller 8091961-5 10 15 20 25 30 35 4 bildfrekvens, och ett pulsförhållande, som representerar medelljusintensiteten hos den scen som avbildas medelst televisionskameran.

Rektangelutsignalsvågen från pulsbreddsmodulatorn tillföres en konventionell drivarkrets 23, vilken omvandlar signalen från modulatorn till en motsvarande signal med vspännings- och strömnivåer, vilka är lämpliga för drivning av den särskilda slutare som användes.

Såsom känt inom tekniken innehåller en typisk tele- visionskamera ett kamerarör med en frontplatta, på vilken en matris av ljuskänsliga element är bildad. Ljus från en scen, som avbildas medelst televisionskameran, passerar utmed avbildningsbanan 13 och aktiverar de enskilda ljus- känsliga elementen i matrisen i överensstämmelse med, intensiteten av det ljus som reflekteras från de enskilda elementen i scenen. En elektronstrâle avsöker repetitivt matrisen och åstadkommer en videosignal, som motsvarar den på de enskilda ljuskänsliga elementen ackumulerade laddningen. Televisionskameror inställes typiskt på sådant sätt, att matrisen avsökes trettio gånger per sekund och att varje avsökning utlöses av en vertikalsynkronise- ringssignal.

Arbetssättet för kretsen enligt uppfinningen skall nu betraktas. Driften börjar då en vertikalsynkroniserings- signal i televisionskameran utlöser en avsökningscykel.

Samma signal triggar pulsbreddsmodulatorn och startar en utpuls, vilken driver slutaren till dess tillstånd med hög transmissionsförmâga. Allteftersom avsökningen fort- skrider alstrar kameran en videonivåsignal, vilken passe- rar genom filtret 2l för åstadkommande av en signal, som representerar medelvärdet av scenens vitnivâsinnehåll; Den resulterande signalen från filtret tillföres puls- breddsmodulatorn, där den verkar för âterställning av modulatorn och därmed avslutning av utpulsen från modula- torn som funktion av den totalt mottagna ljusmängden.

Modulatorn inställes på sådant sätt, att under förhållan- den mcd relativt hög ljusintensitet nivån hos signalen från filtret 21 är sådan, att modulatorn återställes 10 15 20 25 30 35 8001961-5 . 5 snabbt för åstadkommande av en relativt kort utpuls, varigenom slutaren tillåtes förbli i sitt tillstånd med hög transmissionsförmåga under en liten bråkdel av avsök-W ningscykeln. För progressivt lägre ljusnivâer tillåter signalen från filtret 21 modulatorn att förbli i sitt triggade tillstånd under progressivt längre tidsperioder och därmed bibehålla slutaren i dennas tillstånd med hög transmissionsförmåga under större delar av avsöknings- cykeln. Allmänt är bredden av de pulser som alstras av modulatorn och därmed tiden, under vilken slutare hålles i sitt tillstånd med hög transmissionsförmâga, en invers funktion av intensiteten hos det ljus som når televisionskameran.

Ehuru slutaren under de flesta förhållanden kvar- hålles i sitt tillstånd med hög transmissionsförmåga under mindre del än en fullständig avsökningscykel kan den under förhållanden med extremt låg ljusintensitet förbli i tillståndet med hög transmissionsförmâga under en tidsperiod, som överskrider en enda avsökningscykel.

Under dessa förhållanden integreras signalen helt enkelt och lagras till dess att informationen från den nästa avsökningscykeln läses ut.

Ehuru slutaren har beskrivits som ett elektrooptiskt don inses det, att i vissa tillämpningar ett magneto- optiskt don kan vara att föredraga för detta ändamål.

Under sådana omständigheter skulle drivarelementet 23 normalt ha formen av en högströmsdrivkrets snarare än en högspänningsdrivkrets, såsom i fallet med den spän- ningsvariabla, dubbelbrytande kristallslutaren, vilken tidigare beskrivits.

Det inses dessutom att trots att ritningen åskådliggör ett don, i vilket slutaren är införd mellan televisions- kameran och objektivlinsen, slutaren om önskat kan pla- ceras mellan objektivlínsen och scenen.

Av det ovanstående framgår det att medan den tidigare teknikens don verkar genom att minska den ljusintensitet som når kameran för att integrera den mottagna informa- tionen under en bestämd tidsrymd men vid en reducerad nivå _ 8001961-5 10 6 så integrerar kretsen enligt föreliggande uppfinning den mottagna informationen vid full nivå men under avkortade tidsperioder.

Anordningen enligt uppfinningen tillåter dessutom televisionskameran att använda snabbare slutarhastigheter för högre ljusnivåer, varigenom bildsuddighet minimeras.

Ehuru uppfinningen har beskrivits i sina föredragna utföringsformer är det klart, att de använda orden är snarare beskrivande än begränsande samt att ändringar kan göras inom ramen för efterföljande patentkrav utan' att man går utanför uppfinningens ram och anda i dess vidare aspekter.

Claims (2)

1. 0 20 -8001961-5 Patentkrav l. Automatisk ljusregleranordning för en televisions- k ä n n e t e c k n a d av en slutare (17) med en spänningsvariabel, dubbelbrytande kristall för regle- kamera, ring av medelintensiteten av ljus, som når kameran (ll), samt organ (19, 23) för justering av slutarens transmissions- förmåga som gensvar på en elektrisk signal, vilka trans- missionsförmâgejusterande organ innefattar en pulsbredds- modulator (19), som är kopplad att utlösa en puls, som gensvar på en i kameran (ll) alstrad vertikalsynkronise- ríngssignal och att upprätthålla pulsen under en tids- längd, som varierar omvänt mot storleken av en i kameran alstrad videonivåsignal, varvid pulsbreddsmodulatorn (19) är kopplad till slutaren (17) för att koppla om slutaren till ett tillstånd med en bestämd, hög trans- missionsförmåga under uppträdandet av en utpuls samt kvar- hålla slutaren i ett tillstånd med en bestämd, låg trans- missionsförmåga vid frånvaron av en utpuls.

2. Automatisk ljusregleranordning enligt patentkravet l, vid vilken pulsbreddsmodulatorn är kopplad till sluta- ren (17) via en högspänningsdrivarkrets (23).