устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры
Классы МПК: | H04N5/235 схемы для компенсации изменения яркости объекта |
Автор(ы): | Михайлов Ю.М., Дунаев А.С., Беляев А.Н., Ларионова Т.А., Макаров Е.А. |
Патентообладатель(и): | Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1990-11-29 публикация патента:
30.07.1994 |
Использование: в радиотехнике, в телевизионных системах. Сущность изобретения: устройство содержит оптическую систему 1, аттенюатор 2, состоящий из двух дисков 3 и 4, непрозрачность которых возрастает в противоположных направлениях, телевизионную камеру 5, формирователь сигнала ошибки 6, высоковольтный блок 7, блок 8 формирования управляющих сигналов, компараторы 9,10,11, сумматоры 12,13, электронные ключи 14,15, реле 16,17, диоды 18,19, вентильную схему 22, усилитель мощности 23, двигатель 24, редуктор 25, тахогенератор 26, датчик угла 27, компараторы 28,29. Цель -обеспечение широкого динамического диапазона регулировки. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ ОСВЕЩЕННОСТИ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ, содержащее оптически сопряженные оптическую систему и аттенюатор, выход которого оптически связан с входом телевизионной камеры, последовательно соединенные двигатель и редуктор, связанный с аттенюатором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения широкого динамического диапазона регулировки освещенности, введены последовательно соединенные источник питания, блок переключения и первый сумматор, выход которого подключен к входу первого электронного ключа, включающего параллельно соединенные первый диод и нормально замкнутые контакты первого реле, вход управления первого реле соединен с выходом первого компаратора, выход второго компаратора соединен с входом управления второго электронного ключа, включающего параллельно соединенные второе реле и обратно включенный второй диод, соединенный с катодом первого диода, последовательно соединенные второй сумматор, первый вход которого соединен с анодом второго диода, и усилитель мощности, выход которого подключен к входу двигателя, тахогенератор, связанный с редуктором и подключенный выходом к второму входу второго сумматора, датчик угла, связанный с редуктором, выход датчика угла подключен к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых являются входами пороговых напряжений U![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в телевизионной технике. Известны устройства регулировки освещенности с помощью диафрагм, которые характеризуются двумя недостатками: относительно невысоким динамическим диапазоном регулировки входной освещенности; ухудшением разрешающей способности из-за увеличения аберраций. Эти недостатки частично устраняются (разрешающая способность не ухудшается в процессе регулировки освещенности) в устройстве по заявке Великобритании N 1272448 (кл. Н 04 N 5/19, 1972). В этом устройстве величина светового потока, падающего на фоточувствительную поверхность телевизионной камеры, регулируется фильтром с переменной нейтральной плотностью, состоящим из двух расположенных на одной оси дисков, вращающихся в противоположных направлениях двигателем через редуктор. Двигатель управляется выходным сигналом формирователя сигнала ошибки, выработанным в соответствии с разностью между опорным напряжением и средним значением видеосигнала на выходе телевизионной камеры. Этот режим регулировки является линейным, характеризуется малыми изменениями светового потока и обеспечивает постоянство освещенности фоточувствительной поверхности телевизионной камеры. При больших изменениях светового потока плотность фильтра поддерживается постоянной. В целях дополнительной защиты камеры в этом режиме включается затвор по сигналу с фотоэлемента, чувствительного к освещенности сцены. Недостатком этого устройства является относительно небольшой динамический диапазон регулировки освещенности. Цель изобретения - обеспечение широкого динамического диапазона регулировки освещенности на входном зрачке высокочувствительной телевизионной системы. Для этого в предложенном устройстве предусмотрена быстродействующая следящая система, состоящая из трех контуров. Первый контур является линейным и содержит формирователь сигнала ошибки, пропорционального разности между средним значением видеосигнала и опорным напряжением. В соответствии с сигналом ошибки в высоковольтном блоке измеряют ускоряющее напряжение так, чтобы среднее значение видеосигнала на выходе телевизионной камеры стабилизировалось относительно опорного напряжения. Второй контур является релейным. В нем по сигналу, пропорциональному ускоряющему напряжению, выработанному в высоковольтном блоке, формируется напряжение положительной или отрицательной полярности, по которому двигатель поворачивает диски аттенюатора так, чтобы среднее значение видеосигнала на выходе телевизионной камеры находилось в области, регулируемой первым контуром. В третьем контуре - контуре тахогенератора - формируется сигал, пропорциональный скорости вращения дисков аттенюатора. Этот сигнал создает демпфирующий момент на двигатель, обеспечивая уменьшение переходного процесса второго контура после снятия управляющего сигнала. На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства для автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры. Оно содержит оптическую систему 1, аттенюатор 2, состоящий из двух расположенных на одной оси дисков 3 и 4, непрозрачность которых увеличивается в противоположных направлениях, телевизионную камеру 5, формирователь 6 сигнала ошибки, высоковольтный блок 7, блок 8 формирования управляющих сигналов, состоящий из трех компараторов 9, 10 и 11, сумматоры 12 и 13, два электронных ключа 14 и 15, состоящих из реле 16 или 17 и диода 18 или 19, подключенного параллельно нормально замкнутым контактам 20 и 21 соответствующего реле, вентильную схему 22, усилитель мощности 23, двигатель 24, редуктор 25, тахогенератор 26, датчик угла 27, компараторы 28 и 29, источник питания 30, реле времени 31 с нормально разомкнутыми контактами 32. Устройство работает следующим образом. Световое излучение, попадающее в поле зрения оптической системы 1, через аттенюатор 2, состоящий из расположенных на одной оси дисков 3 и 4, вращающихся в противоположные стороны, подается в телевизионную камеру 5, где преобразуется в электрический сигнал. В формирователе 6 сигнала ошибки вырабатывается среднее значение видеосигнала, которое сравнивается с опорным напряжением. Выходной сигнал формирователя 6 сигнала ошибки, пропорциональный разности между средним значением видеосигнала и опорным напряжением, подается в высоковольтный блок 7. В соответствии с сигналом ошибки в блоке 7 изменяется ускоряющее напряжение, поступающее в телевизионную камеру 5, так чтобы среднее значение видеосигнала на выходе телевизионной камеры стабилизировалось относительно опорного напряжения. В блоке 8 по сигналу, пропорцинальному ускоряющему напряжению, выработанному в высоковольтном блоке 7, формируется управляющее напряжение, а также команда "ЗАЩИТА" в виде постоянного напряжения. В качестве формирующих элементов могут быть использованы компараторы 9, 10 и 11 с различными уровнями сравнения. Уровень сравнения Un1 компаратора 9 соответствует нижней границе динамического диапазона регулировки видеосигнала с помощью ускоряющего напряжения. Если амплитуда сигнала на входе блока 8 больше уровня сравнения Un1, то в компараторе 9 вырабатывается напряжение отрицательной полярности, которое через сумматор 12, замкнутые электронные ключи 14, 15 и сумматор 13 подается на усилитель мощности 23. Выходным сигналом усилителя мощности 23 управляется реверсивный двигатель 24, который через редуктор 25 поворачивает диски 3 и 4 аттенюатора 2 так, чтобы увеличить уровень среднего значения видеосигнала и приблизить его к опорному уровню. Уровень сравнения Un2 компаратора 10 соответствует верхней границе динамического диапазона регулировки видеосигнала с помощью ускоряющего напряжения. Если амплитуда сигнала на входе блока 8 меньше уровня сравнения Un2, то в компараторе 10 вырабатывается напряжение положительной полярности, которое, пройдя через сумматор 12, замкнутые электронные ключи 14, 15 и сумматор 13, поступает на усилитель мощности 23. Выходное напряжение усилителя мощности 23 воздействует на реверсивный двигатель 24, который через редуктор 25 поворачивает диски 3 и 4 аттенюатора 2 так, чтобы уменьшить уровень среднего значения видеосигнала и приблизить его к опорному. Одновременно с формированием управляющих сигналов в блоке 8 тахогенератор 26, механически связанный с редуктором 25, вырабатывает сигнал, пропорциональный скорости вращения диском аттенюатора. Этот сигнал через сумматор 13 и усилитель мощности 23 накладывает демпфирующий момент на реверсивный двигатель 24. Как только входной сигнал блока 8 окажется выше уровня Un2 либо ниже уровня Un1, что соответствует случаю, когда среднее значение видеосигнала на выходе телевизионной камеры стабилизируется относительно опорного напряжения, управляющий сигнал блока 8 становится равным нулю, а двигатель 24 затормаживается под воздействием сигнала с тахогенератора 26. Уровень сравнения Un![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017138/950.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017138/950.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
![устройство автоматической регулировки освещенности телевизионной камеры, патент № 2017344](/images/patents/456/2017019/981.gif)
Класс H04N5/235 схемы для компенсации изменения яркости объекта