Устройство автоматической фокусировки телевизионной камеры

 

Изобретение относится к телевидению (ТВ). Цель изобретения - повышение точности фокусировки и быстродействия. Видеосигнал с выхода ТВ камеры 1 поступает на вход фильтра 2 высоких частот и далее в канал точной фокусировки. Компаратор 3, первый интегратор 4 составляют схему предварительной обработки. Измеренный уровень сигнала хранится блоком 11 формирования уровней сравнения. Окончательный процесс измерения происходит после возврата на один шаг назад от измеренного ранее значения набором блоков таких, как компаратор 17, интегратор 18 и цифроаналоговый преобразователь в виде интегратора 18 с малым шагом квантования. Экстремальный регулятор 10 производит сравнение предыдущего измерения с текущим и вырабатывает сигнал направления движения. Цель изобретения достигается введением двух компараторов 17 и 20, двух интеграторов 18 и 21, двух сумматоров 19 и 22, а также блока 23 сравнения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (51)5 Н 04 N 5/225

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4437295/24-09 (22) 12.04,88 (46) 30.09.90. Вюл. 1(36 (72) В.С.Иванов, З.P.Кашаев и А.В.Гуков (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 1062897, кл . Н 04 N 5/34, 5/26, 1983. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОКУСИРОВКИ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ 57) Изобретение относится к телевидению (ТВ),. Бель изобретения повышение точности Фокусировки и .быстродействия. Видеосигнал с выхода ТВ камеры I поступает на вход

Фильтра 2 высоких частот и далее в канал точной Фокусировки. Компаратор

3, первый интегратор 4 составляют (19) (И)

2 схему предварительной обработки. Из- меренный уровень сигнапа хранится блоком 11 Формирования уровней сравнения. Окончательный процесс измерения происходит после возврата на один шаг назад от измеренного ранее значения набором блоков таких как компаратор 17, интегратор 18 и циФроаналоговый преобразователь в виде интеграторa 18 с малым шагом квантования. Экстремальный регулятор 10 производит сравнение предыдущего из" мерения с текущим и вырабатывает сигнал направления движения. Цель изобретения достигается введением двух компараторов 17 и ?О, двух интеграторов 18 и 21, двух сумматоров 19 и

22, а также бпока 23 сравнения. 2 ил.

1596483

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано при построении телевизионных камер для аппаратуры автоматического анализа микрообъектов, таких как Форменные элементы крови и др.

Белью изобретения является повышение точности Фокусировки и быстродействия.

На Фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства автоматической Фокусировки телевизионной камеры; на Фиг, 2 — диаграммы напряжений сигналов Фокусировки.

Устройствб автоматической Фокусировки телевизионной камеры содержит видеоусилитель 1 телевизионной камеры, Фильтр 2 высоких частот, первый компаратор 3, первый интегратор 4, BTo gp рой компаратор 5, первый аналоговый ключ б, второй аналоговый ключ 7, инвертор - 8, первый сумматор 9, экстремальный регулятор 10, первый Формирователь 11 уровней сравнения, 25 третий компаратор 12, второй интегратор 13, второй Формирователь 14 уровней сравнения, оптическую систему телевизионной камеры, блок 16 управления, четвертый компаратор 17, третий интегратор 18, второй сумматор 19, пятый компаратор 20, четвертый интегратор 21, третий сумматор 22, блок 23 сравнения, источник 24 опорного напряжения.

Видеосигнал с выхода видеоусилителя 1 телевизионной камеры поступает на вход третьего компаратора 12, который являетСя входом канала грубой Фокусировки, и на вход Фильтра 2 40 высоких частот, к которому подключен канал точной Фокусировки. Эти каналы работают одновременно, но на канал грубой Фокусировки сигнал поступает непосредственно с выхода видеоусили- 45 теля 1, а на канал точной Фокусиров— ки после Фильтра 2 высоких частот.

Таким образом, канал грубой Фокусировки работает во всей полоса частот и может осуществлять Фокусировки по крупным объектам на изображении. Канал точной фокусировки осуществляет работу по мелким объектам.

Если в изображении нет мелких объектов то на выходе Фильтра 2 высоких

Э

55 частот и соответственно на выходе первого интегратора 4, входящего в состав канала точной Фокусировки, нет инФормации. Второй компаратор .5 не срабатывает, так как на его втором входе источником 24 опорного напряжения априорно установлено опорное напряжение, несколько превышающее амплитуду шумов. . Через инвертор 8 и второй аналоговый ключ 7 приоритет отдается каналу грубой Фокусировки и вся система получает информацию от него. Если точка Фокуса близка, то на выходе первого интегратора 4 есть сигнал, превышающий опорный уровень источника 24 опорного напряжения, и приоритет отдается каналу сочной Фокусировки.

Предварительная и окончательная обработки происходят последовательно во времени и осуществляются одинаково в каналах грубой.и точной Фокусировки. В качестве примера рассмотрим работу последнего. Измеренный при предварительной обработке уровень сигнала V сохраняется до конца ин — . тервала времени t . Первый Формирователь 11 уровней сравнения, связанный с внешним генератором синхросигналов (ГСС), осуществляет управление временем хранения. Через него проходит обратная связь между первым компаратором 3 и первым интегратором 4, которая разрывается при превышении опорного напряжения UZ над входным на входах первого компаратора 3.

Затем, вначале интервала t < (по команде ГСС) осуществляется один шаг назад с амплитудой, определенной разрядностью интегратора до значения

V3 (Фиг.2). Таким образом на опорных входах первого компаратора 3 и четвертого компаратора 17 устанавливается напряжение 7з, тем самым происходит срез вершины измеряемого напряжения и происходит окончательная ее обработка при помощи иегочки из четвертого компаратора 17 и третьего интегратора 18, выполненного в виде цифроаналогового преобразователя (БАП) с малым шагом, значительно меньшим, чем при предварительной обработке на первом интеграторе 4 (ПАПе с большим шагом) Иаг определяется разрядностью третьего интегратора

18, и величина этого шага определяет точность измерения — чем больше разрядность, тем больше точность. При достижении максимума первый Формирователь ).1 разрывает обратную связь цепочки из четвертого компаратора 17

6483 6

15 — 20

5

159 и третьего -интегратора 18. Второй сумматор )9 производит операцию сложения

V -V3+ 7+ °

Ф

В результате на его выходе образуется точно измеренное напряжение сигнала, соответствующего максимуму

Фокусировки:

Работа канала грубой Фокусировки отличается только тем, что возврат вначале интервала t происходит на уровень — V . Полученный таким обра1 эом опорный уровень может использоваться для осуществления квантования видеосигнала в ТВ аппаратуре. Про цесс движения к точке Фокуса обеспечивается экстремальным регулятором

10, на который поступает инФормация либо от канала грубой фокусировки через второй аналоговый ключ 7, либо от канала точной Фокусировки через первый аналоговый ключ б. Экстремальный регулятор 10 производит сравнение предыдущего измерения с текущим и вырабатывает сигнал направления движения. Движение в направлении точки Фокуса определяет положительная разность между текущим значением сигнала и предыдущим. Переход точки Фокуса приводит к появлению отрицательной разности этих сигналов. В этом случае формируется сигнал "Реверс .

Блок 23 сравнения позволяет выбирать оптимальную скорость подхода к точке фокуса. Блок выполнен по известному принципу выбора параметра (скорости) в зависимости от упревляющего сигнала, поступающего от экстремального регулятора 10, Если разность между предыдущим и текущим иэмеречиями положительна, во входном пороговом каскаде блока 23 происходит определение знака этой разницы и сравнение амплитуды сигнала экстремального регулятора с фиксированными порогами (Ч <

:з

С . В зависимости от того, какой из порогов превышен, в выходном каскаде происходит выбор одной из скоростей п c n с п . Выходной сиг3 1 нал блока 23 в случае положителен.

Если разность между предыдущим и те- кущим измерениями отрицательна, то работа по выбору скорости протекает аналогично, но полярность выходного

55 сигнала блока 23 становится отрицательной, что соответствует команде

"Реверс".

Входной пороговый каскад в зависимости от знака разности выдает для выходного каскада промежуточные управляющие сигналы "+ и

При значительном удалении от точки фокуса работает грубый канал, скорость движения п очень высокая.При включении канала точной фокусировки скорость движения к точке Фокусировки уменьшается вдвое и становится равной и» переход точки Фокуса после команды "Реверс", следующее уменьшение скорости до значения и,.

С этой скоростью и определяется точка оптимальной Фокусировки.

Предлагаемое устройство автоматической Фокусировки телевизионной камеры позволяет значительно повысить точность автоматической Фокусировки и уменьшить на порядок виемя достижения точки оптимального Фокуса.

Формула изобретения

Устройство автоматической Фокусировки телевизионной камеры, содержащее последовательно соединенные видеоусилитель телевизионной камеры, Фильтр высоких частот, первый компаратор, первый интегратор, второй компаратор, первый аналоговый ключ, первый сумматор и экстремальный регулятор, последовательно соепиненные блок управления и оптическую систему телевизионной камеры, а также источник опорного напряжения, два формирователя уровней сравнения, второй интегратор, третий компаратор, инвертор и второй аналоговый ключ, при этом выход источника опорного напряжения подключен к второму входу второго компаратора, первый вход которого через первый Формирователь уровней сравнения соединен с вторым входом первого компаратора, а выход второго компаратора через последовательно соединенные инвентор и второй аналоговый ключ соединен с вторым входом первого сумм;тора, вход

Фильтра высоких частот через третий компаратар подключен к входу второго интегратора, выход которого через второй Формирователь уровней сравнения соединен с вторым входом третьего компаритора, о т л zt ч а Ьш е е с я тем, что, с целью повыше7 1596483 йия точности Фокусировки и быстродействия, введены последовательно соединенные четвертый компаратор, третий интегратор и второй суиматор, последовательно соединенные пятый коипвратор, четвертый интегратор и третий сумматор, а также блок cpesнения, при этом первый вход четвер" того «оипврвтора соединен с выхо- 10 дом фильтра высоких частот, второй вход четвертого компвратора соединен с вторыи входом первого компвратора, второй вход второго суиматора подключен к выходу первого интегрв- 15 тора, в выход второго сумматора соединен с вторыи входом первого .анвло- гового ключа, первый вход пятого коипаратора подключен к входу Фильтра высоких частот, второй вход пятого компарвтора соединен с вторыи входом третьего коипараторв, выход четвертого интегратора подключен к второму входу второго формирователя уровней сравнения, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго интегратора, в выход третьего сумиаторв подключен к второму входу второго аналогового ключа, причем вход блока сравнения соединен с выходом экстремального регулятора, а выход блока сравнения соединен с входои блока управления. мЧ

Составитель О. Канатчикова

Техред,.JI.Олийнык Корректор Т.Малеп

Редактор Т. ПарФенова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 2918 Тираж 536 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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