DD207445B1

DD207445B1 - LIGHTING OF HOLLOW ROOM STRUCTURES FOR TELEVISIONAL VISIBILITY CONTROL

Info

Publication number: DD207445B1
Application number: DD24005982A
Authority: DD
Inventors: Joachim Kullmann; Horst Hartig; Friedbert Senf
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1987-07-15
Also published as: DD207445A1

Description

Erfindungsanspruch:Invention claim:

Beleuchtung für fernsehgestützte Sichtkontrolle visuell schwer oder nicht zugänglicher Hohlraumstrukturen unter Verwendung eines der Fernsehkamera vorgeordneten Endoskops, insbesondere bei durch die Topologie der Hohlraumstruktur verursachten Abstandsschwankungen in der Größenordnung der mittleren Aufnahmeentfernung, gekennzeichnet dadurch, daß einer Lichtquelle (9) und/oder einer Lichtzuführung eine videosignalabhängige Beleuchtungsstärkeregelung zugeordnet ist.Illumination for television-based visual inspection of visually difficult or inaccessible cavity structures using an endoscope placed in front of the television camera, in particular with spacing variations on the order of the average shooting distance caused by the topology of the cavity structure, characterized in that a light source (9) and / or a light feed are video signal dependent Illuminance control is assigned.

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die fernsehgestützte Sichtkontrolle visuell schwer oder gar nicht zugänglicher Hohlraumstrukturen setzt eine entsprechende Beleuchtung des von der Fernsehkamera erfaßten Bildausschnitts voraus, insbesondere wenn die durch die Topologie des Aufnahmeobjekts verursachten Entfernungsschwankungen in der Größenordnung der mittleren Aufnahmeentfernung liegen. Relativ kleine Öffnungen zu den Hohlräumen machen meistens eine Übertragung sowohl des Lichtes als auch des Bildes mit Licht- und Bildleitkabeln erforderlich.The television-based visual inspection of visually difficult or even inaccessible cavity structures presupposes a corresponding illumination of the image section captured by the television camera, in particular if the distance fluctuations caused by the topology of the photographic object are of the order of the average exposure distance. Relatively small openings to the cavities usually require a transmission of both the light and the image with light and Bildleitkabeln required.

Characteristic of the known technical solutions

Wie z. B. aus der DD-PS 121862 oder der DE-OS 2734681 bekannt ist, werden Schwankungen der Beleuchtungsstärke durch eine dem Aufnahmeobjektiv der Fernsehkamera zugeordnete, automatische Blendenwertregelung ausgeglichen. Weiterhin ist es üblich, Beleuchtungsstärkeschwankungen durch Regelung der Empfindlichkeit der Fernsehbildaufnahmeröhre über die Signalplattenspannung zu kompensieren, wie es z. B. in der DE-OS 2550503 dargestellt ist Beide Möglichkeiten lassen sich für die fernsehgestützte Sichtkontrolle visuell schwer oder gar nicht zugänglicher Hohlraumstrukturen bei Übertragung sowohl des Lichtes an den Aufnahmeort über ein Lichtleitkabel als auch Übertragung des Bildes vom Aufnahmeort über ein Bildleitkabel nicht verwenden, da stets eine möglichst kleine Blendenöffnung erforderlich ist, um bei den topologieverursachten ständig schwankenden Abständen Bildeintrittsstelle/Hohlraumstruktur den Bildausschnitt im Tiefenschärfebereich halten zu können. Die kleine Blendenöffnung setzt wiederum eine hochempfindliche Fernsehbildaufnahmeröhre voraus, die zudem äußerst trägheitsarm sein muß, um die bei der Sichtkontrolle schnell wechselnden Bildeinzelheiten, z. B. verursacht durch die Bewegung des Aufnahmegerätes oder Bewegung der Hohlraumstruktur, scharf abbilden zu können. Die physikalischen Eigenschaften einer so empfindlichen trägheitsarmen Fernsehbildaufnahmeröhre, z. B. eine Aufnahmeröhre mit Siliziumdiodentarget, lassen aber eine Empfindlichkeitsregelung über die Signalplattenspannung nicht zu.Such as As is known from DD-PS 121862 or DE-OS 2734681, fluctuations in the illuminance are compensated by a recording lens of the television camera associated, automatic aperture value control. Furthermore, it is common to compensate for illuminance variations by controlling the sensitivity of the television picture pick-up tube via the signal plate voltage, as e.g. As shown in DE-OS 2550503 Both options can not be used for the television-based visual inspection visually difficult or no accessibility cavity structures during transmission of both light to the recording via a light guide and transmission of the image from the recording via a Bildleitkabel because Always the smallest possible aperture is required in order to keep the image detail in the depth of field at the topology caused constantly fluctuating distances image entry point / cavity structure. The small aperture in turn requires a high-sensitivity television picture tube, which must also be extremely low in inertia, in order to quickly change the visual inspection in the image details, z. B. caused by the movement of the recording device or movement of the cavity structure to be able to depict sharply. The physical characteristics of such a sensitive low-inertia television image pick-up tube, e.g. As a pickup tube with silicon diode target, but do not allow a sensitivity control on the signal plate voltage.

Die in der DE-AS 1766329 kritisierte Möglichkeit, bei für die Fotografie von Hohlräumen in einem lebenden Körper eingesetzten Endoskopkameras die Belichtung des Filmes daduch zu regeln, daß die an die Lichtquelle bei konstanter Dauer der Stromzuführung angelegteSpannung in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dem Objekt und der Objektivlinse eingestellt wird, weist neben der dargestellten Problematik der exakten Entfernungsermittlung offensichtlich den weiteren Mangel auf, daß die Reflexionseigenschaften des Aufnahmeobjekts unberücksichtigt bleiben. Eine Verwendung für die fernsehgestützte Sichtkontrolle von Hohlraumstrukturen mit den dabei auftretenden Problemen abstandsabhängiger Beleuchtungsstärkeschwankungen in Verbindung mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften des Aufnahmeobjekts ist daher nicht möglich.The possibility, criticized in DE-AS 1766329, for regulating the exposure of the film in endoscope cameras used for the photography of cavities in a living body, is that the voltage applied to the light source at a constant duration of the current supply depends on the distance between the object and the objective lens is set, in addition to the problem of exact distance determination shown obvious further lack that the reflection properties of the recording object are disregarded. A use for the television-based visual inspection of cavity structures with the problems occurring distance-dependent illuminance fluctuations in conjunction with different reflective properties of the recording object is therefore not possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Gewährleistung einerzurfernsehgestützten Sichtkontrolle geeigneten Beleuchtung von Hohlraumstrukturen, um den störenden Helligkeits- und Kontrastschwankungen befreite Fernsehaufnahmen zu erreichen.Ensuring a television-based visual control suitable illumination of cavity structures to achieve the annoying brightness and contrast fluctuations freed television recordings.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wirdThe technical problem which is solved by the invention

Um eine zur fernsehgestützten Sichtkontrolle geeignete Beleuchtung gewährleisten zu können, sollen sowohl die durch die Topologie des Aufnahmeobjekts wechselnden Abstände Lichtaustrittsstelle/Hohlraumstruktur als auch die durch unterschiedliche Reflexionseigenschaften der Hohlraumstruktur bedingten Unterschiede der Lichtremission des von der Femsehaufnahmekamera jeweils erfaßten Bildausschnitts weitestgehend abgebaut werden, um das wiedergegebene bzw. zu speichernde Fernsehbild von unerwünschten Helligkeits- und Kontrastschwankungen zu befreien.In order to be able to ensure a suitable for television visual inspection lighting, both by the topology of the recording object changing distances light exit point / cavity structure as well as caused by different reflection properties of the cavity structure differences in light emission of each of the Femsehaufnahmekamera captured image detail should be reduced as much as possible to the reproduced or to save TV picture of unwanted brightness and contrast variations.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß ist der Lichtquelle und/oder der Lichtzuführung eine videosignalabhängige Beleuchtungsstärkeregelung zugeordnet, die bei zunehmendem mittleren Videosignalpegel die Beleuchtungsstärke am Aufnahmeobjekt verringert und bei niedriger werdendem mittleren Videosignalpegel die Beleuchtungsstärke am Aufnahmeobjekt erhöht.According to the invention, the light source and / or the light supply is assigned a video signal-dependent illuminance control, which reduces the illuminance on the subject as the average video signal level increases and increases the illuminance on the subject as the average video signal level decreases.

embodiment

Die zur Erläuterung herangezogene Zeichnung zeigt das Blockschaltbild einer realisierten Ausführungsvariante der Erfindung. Das Endoskop 5 mit der Bildeintrittsstelle 7 und der Lichtaustrittsstelle 8 ist über ein Bildleitkabel 3 mit dem Objektiv 2 der Fernsehkamera 1 und über ein Lichtleitkabel 4 mit der Lichtquelle 9 verbunden. Wird das Endoskop bezüglich der angedeuteten Hohlraumstruktur 6 bewegt, entsteht durch topologiebedingte Abstandsänderungen zwischen Lichtaustrittsstelle 8 und der Oberfläche der Hohlraumstruktur 6 sowie durch unterschiedliche Reflexionsverhalten der Oberfläche der zu kontrollierenden Hohlraumstruktur 6 eine stark schwankende Lichtremission des über die Bildeintrittsstelle 7, Bildleitkabel 3 und Objektiv 2 von der Fernsehkamera 1 aufgenommenen Bildausschnitts der Hohlraumstruktur 6.The drawing used for explanation shows the block diagram of a realized embodiment of the invention. The endoscope 5 with the image entry point 7 and the light exit point 8 is connected via a Bildleitkabel 3 with the lens 2 of the television camera 1 and a Lichtleitkabel 4 with the light source 9. If the endoscope is moved with respect to the indicated cavity structure 6, a strongly fluctuating light emission of the image entry point 7, image guide cable 3 and objective 2 arises from topology-related changes in distance between the light exit point 8 and the surface of the cavity structure 6 and by different reflection behavior of the surface of the cavity structure 6 to be controlled the television camera 1 recorded image detail of the cavity structure. 6

Proportional der Lichtremission des auf der Bildaufnahmeröhre abgebildeten Ausschnitts der Hohlraumstruktur 6 gibt die Fernsehkamera 1 ein Videosignal 13 ab, d. h., auf dem Sichtgerät 14 werden Bilder mit unerwünschten Helligkeits- und Kontrastschwankungen wiedergegeben, die eine Sichtkontrolle erschweren und/oder verfälschen.Proportional of the light remission of the image of the pick-up tube imaged portion of the cavity structure 6 is the TV camera 1 from a video signal 13 from, d. h., On the display device 14 images are reproduced with unwanted brightness and contrast fluctuations that complicate and / or distort visual inspection.

Daher wird aus dem zugeführten Videosignal 13 durch Mittelwertbildung über ein RC-Glied mit angemessener Zeitkonstante die Regelgröße gebildet und mit einer im Regler 12 fest einstellbaren Sollgröße (Mittelwert für optimales Videosignal) verglichen, woraus die Stellgröße 11 resultiert. Die Stellgröße 11 beeinflußt das Stellglied 10 (z. B. Leistungstransistor) mit der nachgeordneten Lichtquelle 9 (z. B. Glühlampe) durch Änderung von deren Betriebsspannung, so daß die Beleuchtungsstärke des von der Fernsehkamera 1 erfaßten Bildausschnitts auf dem Objekt 6 im Sinne der Erfindung konstant bleibt und demzufolge auf dem Sichtgerät 14 ein von unerwünschten Kontrast- und Helligkeitsschwankungen befreites Fernsehbild entsteht.Therefore, the controlled variable is formed from the supplied video signal 13 by averaging over an RC element with a reasonable time constant and compared with a fixed in the controller 12 setpoint (average value for optimum video signal), resulting in the manipulated variable 11 results. The manipulated variable 11 influences the actuator 10 (eg power transistor) with the downstream light source 9 (eg incandescent lamp) by changing its operating voltage, so that the illuminance of the image section captured by the television camera 1 on the object 6 in the sense of Invention remains constant and, accordingly, on the display device 14, a television picture freed from unwanted contrast and brightness fluctuations.

Claims

Illumination for television-assisted visual inspection of visually difficult or inaccessible cavity structures using an endoscope arranged upstream of the television camera, in particular with spacing variations on the order of the average picture distance caused by the topology of the cavity structure, characterized in that a light source (9) and / or a light feed associated with a video signal dependent illuminance control.