DE3015184A1 - TV camera coping with moving objects - limits charge integration to certain partial time region of scanning interval - Google Patents

TV camera coping with moving objects - limits charge integration to certain partial time region of scanning interval

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DE3015184A1
DE3015184A1 DE19803015184 DE3015184A DE3015184A1 DE 3015184 A1 DE3015184 A1 DE 3015184A1 DE 19803015184 DE19803015184 DE 19803015184 DE 3015184 A DE3015184 A DE 3015184A DE 3015184 A1 DE3015184 A1 DE 3015184A1
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Georg Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Heinle
Joachim Dipl.-Ing. 7032 Sindelfingen Thienemann
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information

Abstract

The appts. is used in laboratory investigations of fast moving objects. In order to obtain well defined images the charging time of the individual capacitors forming the signal plate (3) is restricted to a fraction of the line scan and reset time for the plate. The relationship between these times has to be precisely defined. With the proposed timing alteration standard cameras and video receiving apparatus can be used. Typically either the illumination time of the photo-cathode (2) or the illumination time of the object to be recorded is limited to the desired integrating time interval for the signal plate (3) capacitors. The timing may be achieved by a shutter (5), flash illumination of the object, or electronically from inside the camera. Whichever method is used it must be synchronised to the line scanner. Either conventional or CCD cameras can be employed.

Description

"Verfahren zur Aufnahme von Objekten mittels einer Fern-"Method for recording objects by means of a remote

sehkamera und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufnahme von Objekten, insbesondere von bewegten Objekten, mittels einer Fernsehkamera mit genormtem Abtastintervall und mit einer zwischen den einzelnen Abtastzeitpunkten stattfindenden Integration der vom einfallenden Licht des aufzunehmenden Bildes erzeugten elektrischen Ladung. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. vision camera and device for carrying out this method "The The invention relates to a method for picking up objects, in particular of moving objects, using a television camera with a standardized sampling interval and with an integration taking place between the individual sampling times the electric charge generated by the incident light of the picture to be recorded. The invention also relates to an apparatus for carrying out this method.

Bei der Bildung des Fernsehbildes wird das auf einen Punkt einfallende Licht während der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastzeitpunkten integriert. Zu den Abtastzeitpunkten wird das durch die Integration gewonnene Signal (meist die Ladung eines kleinen Kondensators) ausgelesen und der abgetastete Punkt in einen definierten Ausgangszustand versetzt. Unmittelbar nach diesem Auslese- und Rücksetzvorgang beginnt das nächste Integrationsintervall. Durch diesen fortgesetzten Rücksetz- und Integrationsvorgang gibt das Videosignal genau die über das letzte Abtastintervall gemittelte Helligkeit der einzelnen Punkte wieder.In the formation of the television picture, that which falls on a point becomes Light integrated during the time between two consecutive sampling times. At the sampling times, the signal obtained through the integration (usually the charge of a small capacitor) and the scanned point into a defined initial state. Immediately after this readout and reset process the next integration interval begins. This continued reset and integration process gives the video signal exactly that over the last sampling interval averaged brightness of the individual points again.

Das Abtastintervall ist auf 40 Millisekunden genormt. Aus dem oben gesagten geht hervor, daß damit die "Belichtungszeit" pro Vollbild ebenfalls 40 Millisekunden (--L Sekunde) beträgt.The sampling interval is standardized to 40 milliseconds. From the above It can be seen that the "exposure time" per frame is also 40 Milliseconds (--L second).

Die lange "Belichtungszeit" hat zur Folge, daß schnell bewegte Objekte zu sehr unscharfen Einzelbildern führen.The long "exposure time" means that objects are moving quickly lead to very blurred individual images.

Bei den üblichen Anwendungsfällen (die aufgenommene Szene soll über ein Sichtgerät von Menschen betrachtet werden) stört diese Unschärfe nicht, da bewegte Szenen vom menschlichen Auge ohnehin nicht in allen Einzelheiten verfolgt werden können.In the usual use cases (the recorded scene should have a vision device can be viewed by people) this blurring does not bother because it is moving Scenes cannot be followed in detail by the human eye anyway can.

Setzt man Fernsehkameras zu Meßzwecken ein (Vermessung von Objekten, die sich im Bildbereich bewegen), so tritt diese Unschärfe als Fehler auf. Eine automatische Auswertung der Fernsehbilder kann dadurch sogar unmöglich werden.If television cameras are used for measuring purposes (measurement of objects, that move in the image area), this blurring occurs as an error. One This can even make automatic evaluation of the television images impossible.

Durch eine schnellere Abtastung wäre es möglich, die Belichtungszeit zu verkürzen. Dies hätte jedoch zur Folge, daß kein normgerechtes Videosignal mehr vorliegen rrde, so daß für die Aufnahme, Übertragung, Speicherung und Wiedergabe keine genormten und damit handelsüblichen Geräte eingesetzt werden könnten.Faster scanning would make it possible to change the exposure time To shorten. However, this would mean that there is no longer a standardized video signal available so that for recording, transmission, storage and playback no standardized and therefore commercially available devices could be used.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe bewegte Objekte mit einer für Meßzwecke geeigneten Schärfe von einer nach der Fernsehnorm arbeitenden Fernsehkamera aufgenommen werden können.It is the object of the invention to provide a method with which Help moving objects with a sharpness suitable for measuring purposes from one to the television standard operating television camera can be recorded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Integration der Ladungen auf einen bestimmten Teilzeitbereich des Abtastintervalls begrenzt wird.This object is achieved according to the invention in that the integration the charges are limited to a certain partial time range of the sampling interval will.

Synchronisiert mit dem genormten Abtastintervall ist es mit diesem Verfahren möglich, sowohl den Beginn als auch die Dauer der Integration innerhalb des Integrationsintervalls von 40 ms beliebig festzulegen.It is synchronized with the standardized sampling interval with this one Procedure possible both the beginning and the duration of the integration within of the integration interval of 40 ms.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung und schematischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen.Further details of the invention are given in the description below and schematic drawings of exemplary embodiments.

In der Zeichnung zeigen: Fig. l einen Querschnitt durch eine Fernsehaufnahmeröhre und Fig. 2 den Aufbau eines CCD-Bildsensors.In the drawing: FIG. 1 shows a cross section through a television pickup tube and FIG. 2 shows the structure of a CCD image sensor.

In Fig. l ist ein stark vereinfachtes Schema einer Fernseh-Aufnahmeröhre dargestellt, die den äußeren Photoeffekt zur Umwandlung des einfallenden Lichts benutzt. Es gibt Aufnahmeröhren, die stark unterschiedlich von Fig. l aufgebaut sind. Zum Verständnis der Erfindung ist es jedoch ausreichend, nur ein typisches Aufnahmeverfahren herauszugreifen. In Fig. l sind die Spulen und Elektroden zur Fokusierung, Bündelung, Strahlablenkung und Bildverstärkung nicht eingezeichnet. Die aufzunehmende Szene wird über ein Objektiv l scharf auf die Photokatode 2 abgebildet. Dort werden entsprechend zum einfallenden Licht Elektronen freigesetzt, die auf Grund des zwischen Photokatode und Signalplatte 3 eingestellten Feldes zur Signalplatte 3 fliegen.In Fig. 1 is a greatly simplified schematic of a television pickup tube the external photoelectric effect for converting the incident light used. There are pick-up tubes which are constructed very differently from FIG are. However, it is sufficient to just give a typical one for understanding the invention To single out admission procedures. In Fig. 1 the coils and electrodes are used Focusing, bundling, beam deflection and image intensification not shown. The scene to be recorded is imaged sharply on the photocathode 2 via an objective 1. There electrons are released corresponding to the incident light, which on The reason for the field set between the photocathode and the signal plate 3 to the signal plate 3 flies.

Die Photokatode 2 wird im folgenden auch Bild,,andler genannt. Die Signalplatte 3 besteht aus einer dünnen Glimmerscheibe. Auf der Vorderseite befindet sich ein Mosaik winziger, voneinander isolierter Silberkörnchen, während die Rückseite mit einem durchgehenden Metallbelag versehen ist. Jedes Körnchen bildet mit dem Metallbelag einen kleinen Kondensator. Treffen Elektronen auf die Signalplatte, so laden sie diese einzelnen Kondensatoren auf. Die Signalplatte wird deshalb im folgenden Ladungsspeicher genannt.The photocathode 2 is also referred to below as image, andler. the Signal plate 3 consists of a thin mica disk. Located on the front a mosaic of tiny silver grains isolated from one another, while the back is provided with a continuous metal coating. Each granule forms with that Metal coating a small capacitor. When electrons hit the signal plate, so they charge these individual capacitors. The signal plate is therefore in the hereinafter referred to as charge storage.

In der Aufnahmeröhre werden nun die vom Bildwandler 2 kommenden Elektronen auf die Signalplatte 3 gelenkt. An Stelle des optischen Bildes entsteht auf ihr ein elektrisches Ladungsbild. Es gibt Röhren, bei denen die ankommenden Elcktronen einfach gesammelt werden; es gibt andere, bei denen die ankommenden Elektronen mehrere andere Elektronen (Sekundärelektronen) aus der Signalplatte herausschlagen und somit ein inverscs Ladungsbild auf der Signalplatte erzeugen. Die Darstellung in Fig. l ist dem Orthikon sehr ähnlich, das auf der Basis von Sekundärelektronen arbeitet, die über das Gitter 4 abgeleitet werden. Das Ladungsbild der Signalplatte wird über den Elektronenstrahl zeilenweise abgetastet und dabei gleichzeitig wieder gelöscht. Die Elektronen des Elektronenstrahls, die zur Entladung der winzigen Kondensatoren der Signalplatte nicht benötigt werden, kehren zurück und bilden das Bildsignal.The electrons coming from the image converter 2 are now in the receiving tube steered onto the signal plate 3. Instead of the optical image, it is created on it an electrical charge image. There are tubes in which the incoming electrons simply be collected; there are others where the incoming electrons are multiple knock other electrons (secondary electrons) out of the signal plate and thus generate an inverse charge image on the signal plate. The representation in Fig. l is very much to the orthicon similarly, that on the basis of secondary electrons works, which are derived via the grid 4. The charge pattern of the signal plate is scanned line by line via the electron beam and again at the same time turned off. The electrons of the electron beam that discharge the tiny capacitors of the signal plate are not needed, return and form the image signal.

Wie bereits ausgeführt wurde, entsteht das Videosignal aus der Integration des während des letzten Abtastintervalls auf die einzelnen Bildpunkte einfallenden Lichtes. Wenn eine Szene zu genau definierten Zeiten innerhalb des letzten Abtastintervalls aufgenommen werden soll, muß der Integrationsvorgang während der restlichen Zeit des Abtastintervalls unterbrochen werden. Dieser Integrationsvorgang kommt bei Kameras mit äußerem Photoeffekt durch die Umformung des optischen Bildes in das Ladungsbild der Signalplatte zustande.As already stated, the video signal arises from the integration of the incident on the individual pixels during the last sampling interval Light. If a scene occurs at precisely defined times within the last sampling interval is to be recorded, the integration process must be carried out during the remainder of the time of the sampling interval are interrupted. This integration process occurs with cameras with external photo effect through the transformation of the optical image into the charge image of the signal plate.

Der Intcgrationsvorgang kann durch eine mechanische Blende 5 festgelegt werden, die den Lichtstrom zur Aufnahmeröhre nur während der gewünschten Zeit freigibt. Die Blende kann durch einen Zentralverschluß, eine rotierende Sektorenscheibe oder einen Schlitzverschluß realisiert werden. Eine Synchronisierung der Belichtungszeit mit dem Abtaststrahl ist meist notwendig.The integration process can be determined by a mechanical screen 5 that only releases the luminous flux to the pickup tube during the desired time. The aperture can be through a central shutter, a rotating sector disk or a focal plane shutter can be realized. A synchronization of the exposure time with the scanning beam is usually necessary.

Falls das aufzunehmende Objekt nicht selbst die Lichtquelle ist, kann die Aufnahmezeit durch eine zeitlich begrenztc Beleuchtung (Blitz) der aufzunehmenden Szene gesteucrt werden. Es ist dafür zu sorgen, daß das Integral des Lichtblitzes ein stärkeres Signal liefert, als das Signal, das durch das Integral anderer Lichtquellen erzeugt wird. Als Lichtquellen für den Blitz sind vorzugsweise Gasentladungsröhren geeignet. Eine Synchronisation des Blitzes mit dem Abtaststrahl ist ebenfalls meist nötig.If the subject to be recorded is not itself the light source, you can the recording time by a time-limited lighting (flash) of the to be recorded Scene can be controlled. Care must be taken that the integral of the flash of light delivers a stronger signal than the signal generated by the integral of other light sources is produced. Gas discharge tubes are preferably used as light sources for the flash suitable. A synchronization of the flash with the scanning beam is also mostly necessary.

Den Integrationsvorgang kann man auch dadurch steuern, daß man den Elektronenstrom von der Photokatode 2 zur Signalplatte 3 nur während der gewünschten Aufnahmezeit freigibt.The process of integration can also be controlled by using the Electron flow from the photocathode 2 to the signal plate 3 only during the desired Releases recording time.

In der restlichen Zeit muß durch eine Veränderung des Feldes (elektrisch oder magnetisch) zwischen Photokatode und Signalplatte dafür gesorgt werden, daß die Elektronen nicht zur Signalplatte gelangen. Dies kann man zum Beispiel dadurch erreichen, daß man die Photokatode 2 während der "Sperrzeit" auf ein hohes positives Potential (gegenüber der Signalplatte) legt, damit die durch das Licht freigesetzten Elektronen die Photokatode nicht verlassen können. Eine andere Möglichkeit ist eine negative Spannung am Gitter gegenüber der Photokatode. Es ist aber auch denkbar, die Elektronen während der Sperrzeit auf eine andere Elektrode und nicht auf die Signalplatte zu lenken.In the rest of the time, a change in the field (electrical or magnetic) between the photocathode and the signal plate ensure that the electrons cannot get to the signal plate. You can do this, for example achieve that the photocathode 2 during the "blocking time" to a high positive Potential (opposite the signal plate) sets so that the light released Electrons cannot leave the photocathode. Another option is one negative voltage on the grid compared to the photocathode. But it is also conceivable the electrons during the blocking time on another electrode and not on the Steer signal plate.

Um ein Bild vom oberen Bildrand bis zum unteren Bildrand zusammenhängend zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Freigabezeit mit dem Abtastintervall zu synchronisieren. Die schwarzen Zeilen nach dem Bildwechselimpuls sind beispielsweise ein geeigneter Freigabezeitraum.Contiguous around a picture from the top of the picture to the bottom of the picture It is useful to synchronize the release time with the sampling interval. The black lines after the picture change pulse are, for example, a suitable one Release period.

Ein anderes Aufnahmeverfahren - mittels CCD-Bildsensoren (Charge Coupled Device) - ist ebenfalls geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren.Another recording method - using CCD image sensors (Charge Coupled Device) - is also suitable for the method according to the invention.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines CCD-Bildsensors. Die Anzahl der Bildpunkte ist mit der Anzahl der Sensorelemente 20 identisch. Jedes Sensorelement ist zugleich Bildwandler und Ladungsspeicher. Diese Sensorelemente 20 sind normalerweise von den analogen Schieberegistern 24 isoliert. In den Sensorelementen entsteht durch Belichtung eine Ladung, die dem Integral des einfallenden Lichts entspricht. Bei der folgenden Beschreibung soll der Einfachheit halber angenommen werden, daß nicht zwei Halbbilder, sondern ein Vollbild erzeugt wird. Am Beginn eines Auslesezyklus wird jedes Sensorelement mit dem ihm benachbarten Registerplatz leitend verbunden. Dadurch wird die im Sensorelement 20 gebildete Ladung in diesen Registerplatz transportiert.Fig. 2 shows the basic structure of a CCD image sensor. The number of the image points is identical to the number of sensor elements 20. Every sensor element is both an image converter and a charge storage device. These sensor elements 20 are normally isolated from the analog shift registers 24. In the sensor elements is created by Exposure to a charge equal to the integral of the incident light. at in the following description it should be assumed for the sake of simplicity that not two fields, but one full image is generated. At the beginning of a readout cycle will each Sensor element with the register space adjacent to it conductively connected. As a result, the charge formed in the sensor element 20 is in the latter Register space transported.

Nach sehr kurzer Zeit werden diese Verbindungen 22 wieder unterbrochen. Nun wird die in den vertikalen Sciiieberegistern 21 befindliche Ladung um eine Stelle nach obe geschoben. Dabei wird die jeweils unterste Stelle jedes vertikalen Schieberregisters leer und das jeweils oberstc übergibt seine Ladung an die dazugehörende Stelle des horizontalen Schieberegisters 23. Nun werden die Ladungen des jetzt gefüllten horizontalen Schieberegisters nach rechts zum Ausgangsverstärker 24 geschoben. Sobald dieser Vorgang beendet ist, ist das horizontale Schieberegister 23 wieder leer und die oberste Bildzeile ist ausgelesen. Anschließend werden alle vertikalen Schieberegister 21 wieder tun eine Stelle nach oben geschoben, und damit ist das horizontale Schieberegister 23 wieder gefüllt usw. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis alle Stellen der vertikalen Shib,!-register 21 zum Ausgangsverstärker 24 transportiert sind.After a very short time, these connections 22 are interrupted again. The charge in the vertical shift registers 21 is now shifted by one place pushed up. The lowest position of each vertical slide register is used empty and the top c transfers its load to the corresponding place of the horizontal shift register 23. Now the charges of the now filled horizontal Shift register shifted to the right to the output amplifier 24. As soon as this Process is finished, the horizontal shift register 23 is empty again and the The top line of the image has been read out. Then all vertical shift registers 21 again do one digit shifted up, and with that is the horizontal shift register 23 filled again, etc. This process is repeated until all digits of the vertical Shib,! - register 21 to output amplifier 24 are transported.

Während dieses Auslesevorgangs sind die Sensorelemonte 20 von den Schieberegistern isoliert und integrieren somit das einfallende Licht. Falls man ein normgerechtes Bildsignal am Ausgangsverstärker erhalten will, muß der Auslesevorgang und damit auch die Integrationszeit 40 msec betragen.During this readout process, the sensor elements 20 are from the Shift registers isolate and thus integrate the incident light. If you wants to receive a standard-compliant image signal at the output amplifier, the readout process must and thus the integration time is also 40 msec.

Soll die Integrationszeit fre /esteuert werden, so kann man dies, indem man auf dem CCD-Bildsensor für die Sensorelemente 20 zusätzliche Schalter integriert, die die gebildete Ladung ableiten können (z. B. gegen Masse). Es werden zwei Möglichkeiten für solche Schalteranordnungn angegeben.If the integration time is to be free / controlled, this can be done by placing additional switches on the CCD image sensor for the sensor elements 20 integrated, which can dissipate the generated charge (e.g. against ground). It will two possibilities for such switch arrangements are given.

a) Jedes einzelne Sensorelement erhält einen Schalter 25 (Feldeffekttransistor), der es mit Masse verbindet.a) Each individual sensor element receives a switch 25 (field effect transistor), that connects it to the mass.

Die Schalter werden alle gleichzeitig betatigt (alle Gates der Transistoren werden miteinander verbunden). The switches are all activated at the same time (all gates of the transistors are connected to each other).

Vor der gewünschten Integrationszeit sind diese Schalter geschlossen, d. h. die Ladung fließt nach Masse ab. These switches are before the desired integration time closed, d. H. the charge flows off to mass.

Während der Integrationszeit sind die Schalter geöffnet. The switches are open during the integration period.

Am Ende der Integrationszeit werden die gebildeten Ladungen in die Registerelemente in gewohnter Weise übertragen. At the end of the integration time, the charges formed are transferred to the Transfer register elements in the usual way.

b) Je zwei vertikal benachbarte Sensorelemente werden mit Schaltern 26 verbunden, die gemeinsam betätigt werden.b) Every two vertically adjacent sensor elements are equipped with switches 26 connected, which are operated together.

Dadurch können zunächst alle in einer Spalte liegenden Elemente kurzgeschlossen werden. Um alle Sensorelemente entladen zu können, benötigt man jetzt noch einen Schalter 27, der ein beliebiges Element mit Masse verbindet. Durch das Schlieren aller Schalter 26, 27 werden alle Elemente 20 entladen. This means that all elements in a column can be short-circuited will. In order to be able to unload all of the sensor elements, you now need one more Switch 27, which connects any element to ground. Through the streaks of all switches 26, 27, all elements 20 are discharged.

Die Sensorelemente 20 können auch entladen werden, indem man kurz vor dem gewünschten Beginn der Integrationszeit einen Vorgang ablaufen läßt, der dem normalen ßllslesevorgang sehr ähnlich ist: Vor Beginn der Integrationszeit trennt man den Ausgangsverstärker 24 von den nachfolgenden Stufen der Kamera. Nun überträgt man die Ladungen der Elemente-20 in die Schieberegister 21 und schiebt deren Inhalt mit maximaler Schiebegeschwindigkeit ins Leere, da ja der Ausgangsverstärker 24 abgekoppelt ist. Am Ende der gewünschten Integrationszeit muß dieser Ausräumvorgang abgeschlossen sein.The sensor elements 20 can also be discharged by briefly before the desired start of the integration time can run a process that is very similar to the normal reading process: Before the start of the integration time separates the output amplifier 24 from the subsequent stages of the camera. Now broadcasts the charges of the elements-20 are put into the shift registers 21 and their contents are shifted with maximum sliding speed into the void, since the output amplifier 24 is disconnected. This clearing process must be carried out at the end of the desired integration time to be finished.

Dann werden die inzwischen gebildeten Ladungen in gewohnter Weise in die leeren Schieberegister 21 transportiert und nach außen geschoben. In vielen Fällen wird es zweckmäßig sein, den Ausräumvorgang in die ohnehin schwarzen Zeilen nach dem Bildwechselimpuls zu legen.Then the charges that have formed in the meantime are used in the usual way transported into the empty shift register 21 and pushed to the outside. In many In some cases it will be useful to move the evacuation process into the already black lines after the image change impulse.

Es können auch an jedes obere Ende der vertikalen Schieberegister Schalter 28 gegen Masse gelegt werden. Während des Ausräumvorgangs werden diese Schalter geschlossen. Die vertikalten Schieberegister können dann ihre Ladungen direkt nach Masse ableiten. Man kann auch an anderen Stellen der vertikalen Schieberegister zusätzliche Schalter 29 nach Masse anbringen (z. B. in der Mitte). In diesem Fall benötigt man zum Ausräumen weniger Schiebetakte und damit weniger Zeit.It can also be attached to each top end of the vertical shift register Switch 28 can be placed against ground. During the evacuation process, these Switch closed. The vertical shift registers can then store their charges derive directly to ground. You can also use other positions in the vertical shift register Attach additional switches 29 to ground (e.g. in the middle). In this case you need fewer shifting cycles and thus less time for clearing.

Die Erfindung kann beispielsweise zur optischen Erfassung der kodierten Identnummer an bewegten Objekten verwendet werden. Zur Produktionssteuerung ist eine automatische Erfassung der Identnummer zweckmäßig. Die Identnummer ist in Form eines Lochmusters am bewegten Objekt befestigt.The invention can, for example, for the optical detection of the coded Ident number can be used on moving objects. For production control is an automatic recording of the ID number is expedient. The identification number is in the form a hole pattern attached to the moving object.

Dieses Lochmuster wird beleuchtet und über eine Fernsehkamera beobachtet. Das so erzeugte Videosignal wird einem Auswertegerät zugeführt, das aus dem Videosignal die Identnummer ermittelt und einem Prozeßrechner übergibt. Um die Identnummer aus dem Videosignal ermitteln zu können, benötigt das kuswertegerät ein scharfes Abbild des Lochmusters. Damit diese Voraussetzung auch bei fahrenden Karosserien erfüllt ist, muß die Aufnahmezeit wesentlich kürzer sein als dies bisher bei Fernsehkameras auf Grund des Abtastintervalls der Fall ist.This hole pattern is illuminated and observed via a television camera. The video signal generated in this way is fed to an evaluation device, which is derived from the video signal the identification number is determined and transferred to a process computer. To get the identification number To be able to determine the video signal, the kuswertgerät needs a sharp image of the lace pattern. So that this requirement is also met with moving bodies is, the recording time must be much shorter than it was previously with television cameras is the case due to the sampling interval.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Messung der Schmelzbadfläche beim MAG-Schweißen. Um eine gute Schweißverbindung zu erzielen, muß der Schweißstrom und der Elektrodenvorschub bestimmten Kriterien genügen. Es hat sich gezeigt, daß man ausgezeichnete Verbindungen erhält, wenn man den Schweißstrom und den Elektrodenvorschub aufgrund der gemessenen Fläche des Schweißschmelzbades beeinflußt.Another application example is the measurement of the weld pool area in MAG welding. In order to achieve a good weld joint, the welding current must and the electrode advance meet certain criteria. It has been shown that excellent connections are obtained by using the welding current and the electrode advance influenced by the measured area of the molten weld pool.

Zu diesem Zweck wird die Schmelzbadfläche kontinuierlich mit Hilfe einer Fernsehkamera gemessen. Da der beim Schweißen auftretende Lichtbogen wesentlich heller ist als das Schmelzbad, darf die Szene nur während der Zeiten aufgenommen werden, in denen der Lichtbogen nicht vorhanden ist. Dies ist während des Nulldurchgangs der Schweißspannung der Fall.For this purpose, the molten bath surface is continuously using measured by a television camera. Since the arc occurring during welding is essential is lighter than the weld pool, the scene is only allowed to be recorded during the times in which the arc is not present. This is during the zero crossing the welding voltage is the case.

Die Nulldurchgänge können mit einer mechanischen Blende oder durch Synchronisation des Beginns und der Dauer der Ladungsintegration aufgenommen werden.The zero crossings can be made with a mechanical diaphragm or through Synchronization of the beginning and the duration of the charge integration are included.

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Claims (16)

Ansprüche ())Verfahren zur Aufnahme von Objekten, insbesondere von bewegten Objekten, mittels einer Fernsehkamera mit genormtem Abtastintervall und mit einer zwischen den einzelnen Abtastpunkten stattfindenden Integration der vom einfallenden Licht des aufzunehmen Bildes erzeugten elektrischen Ladung, dadurch gekennzeichnet, daß die Integration der Ladungen (3, 20) auf einen bestimmten Teilzeitbereich des Abtastintervalls begrenzt wird.Claims ()) Method for recording objects, in particular of moving objects, by means of a television camera with standardized sampling interval and with an integration taking place between the individual sampling points of the incident light of the image to be recorded generates an electric charge, thereby characterized in that the integration of the charges (3, 20) on a certain part-time range of the sampling interval is limited. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Teilzeitbereich des Abtastintervalls mit dem Abtastintervall synchronisiert ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the specific Part time range of the sampling interval is synchronized with the sampling interval. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Teilzeitbereich des Abtastintervalls innerhalb der schwarzen Zeilen nach dem Bildwechselimpuls liegt. 3. The method according to claim i or 2, characterized in that the specific partial time range of the sampling interval within the black lines after the picture change pulse. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Freigabeeinrichtung für die Lichtstrahlen, die das aufzunehmende Objekt beleuchten oder die vom aufzunehmenden Objekt zur Fernsehkamera gelangen oder für die ihnen zugeordneten elektrischen Ladungen vorgesehen ist. 4. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that a release device for the light beams, that illuminate the object to be recorded or those from the object to be recorded to the television camera arrive or is provided for the electrical charges assigned to them. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung ein mechanischer Verschluß (5) vor dem Bildwandler ist. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the release device a mechanical lock (5) is in front of the image converter. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Verschluß ein Zentralverschluß ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the mechanical Closure is a central lock. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Verschluß ein Schlitzverschluß ist. 7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the mechanical Shutter is a focal plane shutter. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung eine rotierende Sektorenblende oder eine hin- und herbewegbare Schlitzblenderist.8. Apparatus according to claim 4, characterized in that the release device is a rotating sector shutter or a reciprocating slit shutter. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung ein auf das aufzunehmende Objekt gerichtetes Blitzgerät ist. 9. Apparatus according to claim 4, characterized in that the release device is a flash aimed at the subject to be photographed. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blitzgerät mit der Abtasteinrichtung synchronisiert ist.10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the flash device is synchronized with the scanner. 11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung ein mit der Abtasteinrichtung synchronisierter Impulsspannungsgenerator ist.11. The device according to claim 4, characterized in that the release device is a pulse voltage generator synchronized with the scanning device. 12. Vorrichtung nach Anspruch il, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsspannungsgenerator Sperrspannungsimpuls e für den Bildwandler (2) abgibt.12. The device according to claim il, characterized in that the Pulse voltage generator emits blocking voltage pulse e for the image converter (2). 3. Vorrichtung nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls spannungsgenerator Sperrspannungsimpulse an die Gitterelektrode (4) der Aufnahmeröhre abgibt.3. Apparatus according to claim ii, characterized in that the pulse voltage generator Blocking voltage pulses to the grid electrode (4) of the pickup tube gives away. 14. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von CCD-Bildsensoren als Freigabeeinrichtung integrierte, mit der Abtasteinrichtung synchronisierte Schalter (25 bis 27) vorgesehen sind, welche die Sensorelemente direkt oder über benachbarte Sensorelemente an Masse legen.14. The device according to claim 4, characterized in that when used of CCD image sensors as a release device integrated with the scanning device synchronized switches (25 to 27) are provided, which the sensor elements Connect to ground directly or via neighboring sensor elements. 15. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von CCD-Bildsensoren als Freigabeeinrichtung ein mit der Abtasteinrichtung synchronisierter Impulsgenerator vorgesehen ist, welcher vor Beginn des bestimmten Teilzeitbereichs die Ladungen der Sensorelemente (20) über die Schieberegister (21, 23) der CCD-Bildsensoren ausräumt.15. The device according to claim 4, characterized in that when used of CCD image sensors as the release device, one synchronized with the scanning device Pulse generator is provided, which before the beginning of the certain part-time range the charges of the sensor elements (20) via the shift registers (21, 23) of the CCD image sensors clears out. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein mit der Abtasteinrichtung synchronisierter Schalter (28, 29) vorgesehen ist, welcher den Ausgang eines Schieberegister-Speicherplatzes mit Masse verbindet.16. The device according to claim 15, characterized in that at least a switch (28, 29) synchronized with the scanning device is provided, which connects the output of a shift register memory location to ground.
DE19803015184 1980-04-19 1980-04-19 TV camera coping with moving objects - limits charge integration to certain partial time region of scanning interval Withdrawn DE3015184A1 (en)

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