DE1062543B

DE1062543B - Kamerasteuerung

Info

Publication number: DE1062543B
Application number: DEF15698A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Theo Gruenewald; Dipl-Phys Hellmut Preisher
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1954-09-11
Filing date: 1954-09-11
Publication date: 1959-07-30

Description

Kamerasteuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung photographischer, kinematographischer oder Fernsehkameras mit Verfolgungseinrichtung.
Diese Verfolgungseinrichtung kann als bandbedienter oder mit besonderen Gleichlaufmitteln versehener Stativkopf ausgebildet sein. Auch bei Verwendung solcher Verfolgungseinrichtungen kann bei nicht peinw lich genauer Nachführung, insbesondere bei Fernsehkameras, im Betrieb ein starkes Nachziehen auftreten, das die Ablesung von bewegten Beschriftungen oder Zahlen erschwert oder verhindert.
Es sind bereits Photozellen steuerungen bekannt, mit denen eine Regelung oder Steuerung von Applarateteilen vorgenommen wird. Insbesondere wird dabei die Regelung der Blendenstellung oder die Umdrehungszahl des Filmbandantriebs oder die Scharfstellung des Objektivs angestrebt, und zwar sowohl bei der Aufnahme, bei Bildwerfern als auch beim Kopieren. Als Mittel dieser Regelung werden Kathodenverstärker und Drehspulinstrumente angegeben, wobei die lichtelektrisch wirksamen Mittel im optischen Bereich der Kameraobjektive oder im Bereich eines optisch gleichwertigen Doppels, eventuell mittels Spiegel oder anderer optischer Einrichtungen, liegen. Die Photozellen oder gleichwertigen Mittel werden dabei in Abhängigkeit von der Helligkeit der Objekte gesteuert. Unter dem Ausdruck »Objekt« wird entweder die Summe all der Gegenstände verstanden, welche im Verlauf der Aufnahme vor die I, inse kommen, oder auch ein bestimmter, für die Beeinflussung der Photozelle besonders geeigneter Teil des Gesamtobjekts. Die Lage der Gegenstände verändert sich dabei dauernd, und es treten auch immer neue Gegenstände ins Bild, währenddessen alte verschwinden.
Erfindungsgemäß ist die Kamera mit Steuerorganen versehen, welche auf einen charakteristischen Helligkeitssprung des zu verfolgenden Objektes ansprechen und die Verfolgungseinrichtung derart beeinflussen, daß das Objekt dauernd im Bildwinkel der Kamera, vorzugsweise mit unveränderter Relativlage zum Bildwinkel verbleibt.
Die erfindungsgemäße Anordnung unterscheidet sich damit grundsätzlich von den eingangs erwähnten bekannten Photozellensteuerungen dadurch, daß die lichtempfindlichen Mittel eine derartige Verlagerung des Blickfeldes der Kamera bewirken, daß auch ein sich bewegendes Objekt dauernd im Blickwinkel der Kamera bleibt.
Die Erfindung bietet insbesondere folgenden Vorteil: Bessere bildmäßige Erfassung und bessere Auflösung bewegter Objekte. Bisher erforderte die Aufnahme von bewegten Objekten Objektive mit großem Bildwinkel, um zu verhindern, daß das Objekt außer- halb des Bildwinkels der Kamera gerät. Derartige Weitwinkelobj ektive zeigen im Fernsehbild infolge der begrenzten Bandbreite des elektrischen Übertragungskanals weniger Details des Objektes. Bei Anwendung der Erfindung können Objektive mit kleinem Bildwinkel verwendet werden. so daß das Objekt mit allen Details erscheint. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, bei Standbildkameras die Belichtungszeit, bei Laufbild-bzw. Fernsehkameras die Bildwechselzahl in Abhängigkeit von der Verschiebung der Kameraachse gegenüber einem stationären Koordinatensystem selbsttätig derart zu regeln, daß der Hintergrund scharf abgebildet wird.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die anderen die Belichtung bestimmenden Faktoren, insbesondere Blende oder Objektbeleuchtung, selbsttätig unter Berücksichtigung der ermittelten Belichtungszeit eingestellt werden. Daraus ergibt sich z. B. eine Einsparung bei der für die Objektbeleuchtung erforderlichen Energie und eine Einsparung an Filmmaterial.
Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil auf dem Gebiet des Fernsehens verwendet werden.
Zweckmäßigerweise wird die Kamera zur Steuerung der Eigenbewegung in an sich bekannter Weise mit einer Photozellensteuerung ausgerüstet.
Für den Fall, daß der aufzunehmende Gegenstand sich nicht merklich von seiner Umgebung abhebt und damit ohne weiteres eine Ansprechmöglichkeit für die Photozellensteuerung gegeben ist, wird der aufzunehmende Gegenstand mit einer Markierung in Form von Strahlungsquellen, beispielsweise aus Leuchtstoff, versehen, auf deren Strahlungen die Nachlaufsteuerung anspricht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt auch die Entfernungseinstellung der Kamera, wie an sich bekannt, automatisch. Dies läßt sich besonders günstig dann ausführen, wenn eine Kamera verwendet wird, die auf einer Basis angebracht ist und sowohl die Basis als auch die Kamera mit einer Photozellensteuerung ausgerüstet ist. In Abhängigkeit von der Winkeleinstellung kann dann die Enfernungseinstellung und gegebenenfalls der Objektivwechsel automatisch erfolgen. Die Nachlaufsteuerung bewirkt dabei, daß die gesamte Basis durch ihre Eigenbewegung eine Kompensation der Bewegung des zu betrachtenden Gegenstandes durchführt.
Dabei kann die Schwenkung der Kamera und/oder der Basis in zwei oder drei Dimensionen erfolgen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Fig. 1 und 2 beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 eine Fernsehkamera 1, die beispielsweise mit einer Aufnahmeröhre vom Typ des Image-Orthikons ausgerüstet sein soll. Die Kamera wird von dem Ständer2 getragen, und ihre Lage ist in der Höhe verstellbar. Die Kamera ist in dem gewählten Ausführungsbeispiel zur Überwachung des Standes der Flüssigkeitssäule 3 eingesetzt. Auf der Flüssigkeitssäule befindet sich der Schwimmer 4, der hinsichtlich seiner Helligkeit sehr stark von der Umgebung abweicht. Auf diesen Helligkeitskontrast spricht nun die in dem Bauelement 5 enthaltene Photozellensteuerung an. Sie bewirkt, daß die durch das Objektiv 6 abgebildete Grenzfläche des Schwimmers 4 in der Abbildungsebene stets eine bestimmte Stellung einnimmt.
Bei Veränderung der Lage von 4 spricht die Photo zellensteuerung 5 an und liefert eine Regelspannung, die über die Leitungen 7 dem Servomotor 8 zugeführt wird. Dieser bewirkt eine Veränderung der Höhenlage der Kamera 1 und damit des Bauelementes 5 in solchem Maße, bis das Bild des Schwimmers in bezug auf die Photozellen und die Kamera wieder die gleiche Stellung eingenommen hat. Bei richtiger Einstellung bedeutet dies, daß die Grenze der Flüssigkeitssäule niemals das Blickfeld der Kamera verlassen kann.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der eine automatische Scharfeinstellung der Kamera und gegebenenfalls ein automatischer Objektivwechsel möglich ist. Die Kamera 9 ist auf der drehbaren Basis 10 angebracht. Mit dieser ist ferner fest verkoppelt die Photozellensteuerung 11. Eine weitere Photozellensteuerung 12 besitzt die Kamera 9. Soll nun der sich vor der Kamera bewegende Körper 13 überwacht werden, so wird dieser mit einer Markierung 14 versehen, auf welche die Photozellensteuerungen ansprechen. Die Steuerung 11 bewirkt dabei, daß sich die Basis 10, wie unter a, b und c dargestellt, so dreht, daß das Bild des Ansprechpunktes 14 in bezug auf die Photozellen jeweils in die gleiche Lage gebracht wird. Die Steuerung 12 dagegen bewirkt nur eine Drehung der Kamera 9, und zwar ebenfalls so, daß das Bild des Ansprechpunktes stets in die gleiche Lage in bezug auf die Photozellen der Steuerung 12 gebracht wird. Wie aus den Figuren deutlich hervorgeht, ist dadurch der Winkel a, den die Kamera mit der Basis bildet, ein Maß für die Entfernung des zu beobachtenden Gegenstandes von der Kamera 9. Die Drehung der Kamera gegenüber der Basis kann also automatisch zur Änderung der Scharfeinstellung, gegebenenfalls in einem Objektivwechsel, ausgenutzt werden.
Das in Fig. 2 beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich nur auf eine Drehung in einer Ebene. Die Scharfeinstellung arbeitet also nur dann richtig, wenn sich die Basis und der zu beobachtende Gegenstand in der gleichen Ebene befinden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ist in einfacher Weise möglich, eine Nachlaufsteuerung zu bauen, die in drei Dimensionen arbeitet. Es kann beispielsweise senkrecht über der Photozellensteuerung 11 eine weitere Steueranlage eingebaut werden, die auf den gleichen Punkt anspricht wie die Steueranlagen 11 und 12. Sie bewirkt eine Drehung der Basis um eine in der Zeichenebene, beispielsweise parallel zur Längskante der Basis 10 liegende Achse. Durch Ablesen der Drehwinkel, welche die Basis zu einem stationären Koordinatensystem und die Kamera 9 sowie die für ihre Steuerung zusätzlich vorgesehene Photozellensteuerung zur Basis 10 bilden, könnte in einfacher Weise die Bewegung des zu beobachtenden Körpers im Raum errechnet und nachgebildet werden.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Vorrichtung zur Steuerung photographischer, kinematographischer oder Fernsehkameras mit Verfolgungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera mit Steuerorganen versehen ist, welche auf einen charakteristischen Helligkeitssprung des zu verfolgenden Objektes ansprechen und die Verfolgungseinrichtung derart beeinflussen, daß das Objekt dauernd im Bildwinkel der Kamera, vorzugsweise mit unveränderter Relativiage zum Bildwinkel, verbleibt.
2. Markierung des aufzunehmenden Objektes bei einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung aus Strahlungsquellen besteht, insbesondere aus Leuchtstoff, auf deren Strahlungen die Steuerorgane ansprechen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer photo graphischen Kamera die Belichtungszeit in Abhängigkeit von der Verschiebung der Kameraachse gegenüber einem stationären Koordinatensystem derart selbsttätig eingestellt wird, daß der Hintergrund scharf abgebildet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Laufbild-bzw. : Fernsehkamera die Bildwechselzahl in Abhängigkeit von der Verschiebung der Kameraachse gegenüber einem stationären Koordinatensystem derart selbsttätig geregelt wird, daß der Hintergrund scharf abgebildet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen die Belichtung bestimmenden Faktoren, insbesondere Blende oder Objektivbeleuchtung, selbsttätig unter Berücksichtigung der ermittelten Belichtungszeit eingestellt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (9) mit dem mit ihr verbundenen Steuerorgan (12) auf einer beweglichen Basis (10) angebracht ist, die ein weiteres Steuerorgan (11) trägt, das gleichfalls auf eine Markierung (14) am Objekt (13) anspricht und die Basis auf das Objekt ausrichtet, während das erste Steuerorgan (12) eine Drehung der Kamera (9) relativ zur Basis (10) bewirkt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharfstellung und/oder der Wechsel des Objektivs selbsttätig in Abhängigkeit von der gemessenen Entfernung erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 450 258, 864 048; USA.-Patentschrift Nr. 2 339 780.