DE19544789A1 - Verfahren, Vorrichtung und Zusatzeinrichtung zum Vermeiden des Helligkeitsflimmerns eines aus einer Filmkamera ausgespiegelten Video-Bildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden des Hellig­ keitsflimmerns eines Videobildes einer auf den Strahlengang einer Filmkamera mit einer Spiegelblende oder einen anderen periodisch unterbrochenen optischen Strahlengang gerichteten Videokamera mit einem Videosensor, bei dem die von dem Video­ sensor erfaßten Bilder der Videokamera zugeleitet werden, wobei die auf dem Videosensor auftretenden Hell-Dunkel-Phasen (Belichtungsintervalle) erfaßt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einem periodisch unterbrochenen optischen Strahlengang vorzugsweise einer Filmkamera mit einer Spiegelblende, einem Videosensor, einer Videokamera und einem Detektor, vorzugsweise einem Heiligkeitsdetektor zum Erfassen der auf dem Videosensor auftretenden Hell-Dunkel-Phasen (Belichtungsintervalle). Die Erfindung betrifft schließlich ein Zusatzgerät zur Durchführung des eingangs angegebenen Verfahrens.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art sind aus der DE-OS 41 32 853, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird, bekannt.

Videosucherkameras für Spiegelreflexfilmkameras werden seit vielen Jahren eingesetzt. Die Videokamera erhält das Bild ebenso wie der Sucher abwechselnd mit dem Film. Während der Belichtungszeit des Filmes bleibt der Bildaufnehmer der Video­ kamera unbelichtet. Hierdurch fallen je nach Filmkamerage­ schwindigkeit Bildabschnitte aus, was insbesondere bei schnellen Halbleiterbildaufnehmern (CCD) zu Flackererschei­ nungen führt, welche die Bildbeurteilung erheblich erschweren und eine Aufzeichnung unmöglich machen. Bei Videokameras mit Aufnahmeröhren fällt dieser Effekt aufgrund der Trägheit der Photokathode weniger stark aus.

Zur Vermeidung oder Verringerung dieser Flackererscheinungen sind folgende Vorschläge bekannt:

Man kann die Videokamera zur Filmkamera synchronisieren. Dies ist aber nur bei festen Bildfrequenzen möglich. Ferner wird dadurch der Bildausfall nicht behoben.

Zusätzlich zu dieser erwähnten Synchronisation kann eine spezielle Spiegelblende vorgesehen sein, die zur Belichtung jedes Videohalbbildes dient. Auch dies ist nur bei fester Bildfrequenz möglich. Der Bildausfall wird zwar behoben, das Aufnahmelicht für die Filmkamera wird jedoch erheblich reduziert, so daß dieses Verfahren nur mit teuren Spezial­ filmkameras (E-Cam) durchgeführt werden kann.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, die Aufzeichnung von Teilbildern und deren Speicherung zeilenweise im Videotakt durchzuführen und diese Teilbilder zeilenweise zu Vollbildern zu ergänzen. Dieses Verfahren ist allerdings sehr aufwendig. Es bedingt große Spezialfilmkameras. Ein Ausführungsbeispiel ist in der DE-OS 34 37 210 beschrieben.

Nach einem weiteren Vorschlag werden Teilbilder ohne Speiche­ rung abgetastet. Die Videoverstärkung wird umgekehrt propor­ tional zur prozentualen Belichtung des jeweiligen Videobildes gesteuert, wobei diese Steuerung über Rechner und elektro­ nische Tabellen erfolgen kann. Die elektronischen Tabellen können in Speichern, beispielsweise EPROM- oder PROM-Speichern abgelegt sein. Bei der Steuerung der Videoverstärkung wird das Phasen- und Frequenzverhältnis zwischen Video- und Filmkamera berücksichtigt. Dieses Verfahren ermöglicht allerdings eine Korrektur nur innerhalb enger Geschwindigkeitsgrenzen. Fehlende Bildteile können nicht ergänzt werden. Das Signal- Rausch-Verhältnis verschlechtert sich erheblich. Es ist eine speziell ausgerüstete Filmkamera erforderlich.

Nach einem weiteren Vorschlag wird eine Videokamera mit digita­ lem Zwischenspeicher verwendet, wobei der Zwischenspeicher in den Videosignalgang einer vorhandenen Videokamera, beispiels­ weise auf der Farbkomponentenebene, eingeschleift wird. Diese Methode bringt erhebliche technische und Qualitäts-Probleme durch die zahlreichen erforderlichen Eingriffsstellen inner­ halb der Videokamera und die unbeabsichtigte Beeinflussung kamerainterner Signale. Diese Eingriffe sind bei Miniatur­ kameras kaum noch realisierbar.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merk­ male des nebengeordneten Anspruchs 6 gelöst. Schließlich wird die Aufgabe durch ein Zusatzgerät gelöst, das durch einen Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern der Videobilder gekenn­ zeichnet ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Videobilder bzw. die diesen Videobildern entsprechenden Signale nach der Erfassung durch den Videosensor und vor der Zuleitung an die Videokamera in einem Zwischenspeicher zwischengespeichert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für Filmkameras bzw. Spiegelreflex-Filmkameras geeignet. Es kann aber auch bei anderen periodisch unterbrochenen optischen Vorgängen einge­ setzt werden, wobei die periodische Unterbrechung regelmäßig oder unregelmäßig sein kann. Die auf dem Videosensor auftre­ tenden Hell-Dunkel-Phasen können aufgrund eines Helligkeitssignals des bildwichtigen Teiles des Sucherstrahlenganges erfaßt werden. Es ist aber auch möglich, sie aus einem damit gekoppelten Vorgang in der Filmkamera abzuleiten, also ein Synchronsignal der Filmkamera zu verwenden.

Der Zwischenspeicher speichert die Videobilder. Insbesondere ist es möglich, daß der Zwischenspeicher den Bildinhalt auf Pixelebene speichert. Hierdurch ergibt sich gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik der Vorteil, daß die Spei­ cherung ohne wesentliche Eingriffe und insbesondere ohne wesentliche elektrische Eingriffe in die Videokamera rea­ lisiert werden kann. Die Lösung der Aufgabe, Flackererscheinungen zu vermeiden, erfolgt durch einen Eingriff zwischen CCD-Sensor und Videokamera und nicht - wie beim vorbekannten Stand der Technik - durch einen Eingriff in die Videokamera selbst. Die Übertragungssteile zwischen Video­ sensor (CCD-Sensor) und Videokamera ist im allgemeinen leicht zugänglich oder doch zumindest überhaupt zugänglich. Dement­ sprechend kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Zusatzgerät gelöst werden. Dieses Zusatzgerät befindet sich im Signalfluß zwischen Videosensor und Videokamera.

Vorteilhaft Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen beschrieben.

Vorteilhaft ist es, die Videobilder vor dem Zwischenspeichern zu verstärken, was vorzugsweise durch einen Verstärker geschieht, vorzugsweise durch einen hochempfindlichen und/oder rauscharmen Verstärker. Vorzugsweise werden die - gegebenen­ falls verstärkten - Videobilder in digitale Signale umge­ wandelt und dann zwischengespeichert. Die gespeicherten digitalen Videobilder werden vorzugsweise in analoge Signale umgewandelt und dann der Videokamera zugeleitet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird ein Trigger-Signal zur filmsynchronen Steuerung externer Zubehör- Geräte erzeugt. Bei dem externen Zubehörgerät kann es sich beispielsweise um einen Positions-Laser handeln. Durch das Trigger-Signal kann gewährleistet werden, daß die Film­ belichtung bei keiner Filmgeschwindigkeit gestört wird, daß gleichzeitig aber das optische Signal sowohl im optischen Sucher als auch im Videosucher beobachtet werden kann. Das Trigger-Signal kann auch zur Steuerung einer optisch­ elektronischen Schärfenmessung bzw. -automatik verwendet werden. Eine derartige Einrichtung kann dazu dienen, die Schärfe nicht - wie zur Zeit üblich - nur in der Bildmitte zu bestimmen, sondern an beliebigen, im Bildbereich einstellbaren Stellen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Zusatzgerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Zusatzgerät gekennzeichnet ist durch einen Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern der Videobilder. Vorteilhaft ist es, wenn in dem Zusatzgerät ein vorzugsweise hochempfindlicher und/oder rauscharmer Verstärker vorgesehen ist. In dem Zusatzgerät können ferner ein Analog-Digital- Wandler zum Umwandeln der verstärkten Videobiider in digitale Signale und/oder ein Digital-Analog-Wandler zum Umwandeln der gespeicherten digitalen Videobilder in analoge Signale und/oder eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Trigger-Signais zur filmsynchronen Steuerung externer Zubehörgeräte vorgesehen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeich­ nung zeigt die
einzige Figur eine Laufbild-Filmkamera mit rotierender Spie­ gelblende, einer Sucheroptik, einem Videosen­ sor, einer Video-Kamera und einem Zusatzgerät zum Vermeiden des Heiligkeitsflimmerns des Videobildes.

Die in der einzigen Fig. gezeigte Laufbild-Filmkamera besitzt eine Spiegelblende 1, die um eine Achse 2 rotiert. Das Licht des aufzunehmenden Gegenstandes gelangt durch das Aufnahmeobjektiv 3 auf die Spiegelblende 1 bzw. - je nach deren Stellung - auf den dahinter befindlichen Film 4. Wenn das Licht auf die Spiegelblen­ de 1 trifft und von dort im rechten Winkel abgelenkt wird, ge­ langt es in den Sucherstrahlengang 5, in dem sich ein Strahlteiler 6 befindet. Der abgelenkte Teilstrahl 7 gelangt durch das Okular 8 des Suchers in das Auge des Kameramanns, der durchgehen­ de Teilstrahl 9 gelangt zum Videosensor 13. Im Strahlengang 5 kann sich an der Steile des Sucherbildes eine Mattscheibe 11 be­ finden.

Die vom Videosensor 13 erfaßten Videobilder werden einem hoch­ empfindlichen, rauscharmen Verstärker 14 zugeführt, der diese Videobilder bzw. die diesen entsprechenden Signale verstärkt. Die verstärkten Signale werden in einem Analog-Digital-Wandler 15 digitalisiert. Die digitalisierten Werte werden in einem digi­ talen Zwischenspeicher 16 zwischengespeichert. Die in dem digi­ talen Zwischenspeicher 16 gespeicherten Videobilder werden an­ schließend durch den Digital-Analog-Umwandler 17 in analoge Sig­ nale umgewandelt und einer Standard-Video-Kamera 18 zugeführt, die ein Video-Norm-Signal 19 abgibt.

Verstärker 14, A/D-Wandler 15, Zwischenspeicher 16 und D/A-Wand­ ler 17 können zu einem Zusatzgerät 20 zusammengefaßt werden, das sich im Signalfluß zwischen Videosensor 13 und Videokamera 18 befindet.

Durch die Erfindung wird ein Videokamerasystem zur synchronen Mitaufnahme des Sucherbildes von Spiegelreflexfilmkameras mit fester oder variabler Bildfolge oder anderweitiger Videoaufnah­ men mit regelmäßig oder unregelmäßig unterbrochener Belichtung ohne Flickererscheinungen bei der Wiedergabe geschaffen. Durch das Videoaufnahmesystem werden während der Bildaufzeichnung mit einer Spiegelreflexlaufbildkamera synchron dazu über den Sucher­ kanal der Laufbildkamera Videobilder aufgenommen und mit einer festen Bildfolge nach Video-Norm ohne Flickererscheinungen (Bild­ interferenz) wiedergegeben. Die Sucherbilder werden dem Videosen­ sor (CCD-Sensor) 13 über die Ausspiegelung 6 aus dem Sucherstrah­ lengang 5 der Laufbildkamera zugeführt. Ein Helligkeitssignal des bildwichtigen Teiles des Sucherstrahlenganges oder ein Syn­ chronsignal der Filmkamera triggert die Auslesung des Inhaltes des Videosensors 13 (des CCD-Sensor-Inhaltes) in den Zwischen­ speicher des Videosensors (CCD-Sensors) in der Geschwindigkeit der Laufbildkamera. Von dort wird, getaktet durch die nachge­ schaltete Videokamera 18 (ohne CCD-Sensor) der Bildinhalt auf Pixelebene digitalisiert (im Analog-Digital-Wandler 15 nach der Verstärkung durch den Verstärker 14) und in den Speicher 16 über­ nommen. Aus diesem Speicher 16 werden die "Videobilder" auf Pixelebene gemäß Videonorm abgerufen und (nach Umwandlung im Digital-Analog-Wandler 17) über die normale Videokamera 18 (ohne CCD-Sensor) weiterverarbeitet. Die Belichtungszeit des einzelnen Videobildes entspricht exakt der Lichtflußzeit im Sucherstrahlen­ gang der Filmkamera oder eines anderen intermittierend unterbro­ chenen Strahlenganges. Variable Belichtungszeiten sind möglich. Im Ausführungsbeispiel sind Belichtungszeiten von über 100 ms (5 B/s) bis zur Videobelichtungszeit (20 ms) möglich. Andere Belich­ tungszeiten sind durch geringfügige technische Änderungen mög­ lich. Mehrfachbelichtungen ermöglichen z. B. eine Erhöhung der Empfindlichkeit bei ungünstigen Lichtverhältnissen und den Be­ trieb bei Filmkamerageschwindigkeiten über der Videofrequenz von beispielsweise bis 100 B/s oder mehr.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, die Einrichtung zur Ver­ meidung des Helligkeitsflimmerns des Videobildes ohne wesentli­ che elektrische Eingriffe in die Videokamera 18 zu realisieren. Insbesondere können die zur Vermeidung des Helligkeitsflimmerns erforderlichen Bauteile in dem Zusatzgerät 20 zusammengefaßt werden, welches ohne elektrische Eingriffe an nahezu jede Film­ kamera oder andere optische Übertragungseinrichtung adaptierbar ist. Das Videoausgangssignal 19 ist in schwarz/weiß oder Farbe nach den internationalen Normen NTSC, PAL, EIA und CCIR möglich.

Durch das erfindungsgemäße Zusatzgerät 20 wird die "Frequenzumwandlung" des Videosucherbildes der Filmkamera von der Frequenz der Filmaufnahmekamera über den digitalen Zwischenspeicher 16 zur Video-Norm-Bildfrequenz (50 oder 60 Videohalbbiider) im Ge­ gensatz zu allen bisher bekannten Verfahren auf der Ebene der Pixelsignale des Videosensors (CCD-Sensors) 13 durchgeführt.

Hierdurch wird der Aufwand für die Eingriffe an der Videokamera 18 erheblich reduziert. Bei miniaturisierten Kameras wird die Vermeidung des Helligkeitsflimmerns überhaupt erst möglich.

Durch die Einschaltung des hochempfindlichen, rauscharmen Ver­ stärkers 14 zwischen Videosensor (CCD) und Digitalisierung (in dem A/D-Wandler 15) wird der Störabstand des Videosignals be­ reits auf der Pixelebene verbessert, was zu einer Verbesserung des Störabstandes des Videosignales gegenüber bekannten Einrich­ tungen führt.

Das Zusatzgerät 20 besitzt bei einer Filmkameraanwendung eine automatische Erkennung, die bei Belichtungszeiten über einer be­ stimmten Grenze von beispielsweise 100 ms (dies entspricht 5 B/s oder weniger) in einen normalen Videoaufnahmemodus (mit 50/60 Hz) umschaltet (in der Zeichnung nicht dargestellt). Sie besitzt ferner bei einer Filmkameraanwendung eine Einrichtung, die ein fehlerhaftes Triggern durch Entladungslampen (mit beispielsweise 100/120 Hz) verhindert, wenn beispielsweise die normale Filmbe­ lichtung unbeabsichtigt für eine bestimmte Zeit unterbrochen wird.

Claims (12)

1. Verfahren zum Vermeiden des Helligkeitsflimmerns des Videobildes einer auf den Strahlengang einer Filmkamera mit einer Spiegelblende oder einen anderen periodisch unterbrochenen optischen Strahlengang gerichteten Videokamera mit einem Videosensor, bei dem die von dem Videosensor (13) erfaßten Bilder der Videokamera (18) zugeleitet werden, wobei die auf dem Videosensor (13) auftretenden Hell-Dunkel-Phasen (Belichtungsintervalle) erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Videobilder nach der Erfassung durch den Videosen­ sor (13) und vor der Zuleitung an die Videokamera (18) in einem Zwischenspeicher (16) zwischengespeichert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videobilder vor dem Zwischenspeichern verstärkt werden, vorzugsweise durch einen hochempfindlichen und/oder rauscharmen Verstärker (14).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls verstärkten Videobilder in digitale Signale umgewandelt (15) und dann zwischengespeichert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten digitalen Videobilder in analoge Signale umgewandelt (17) und dann der Videokamera (18) zugeleitet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trigger-Signal zur filmsynchronen Steuerung externer Zubehör-Geräte erzeugt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einem periodisch unterbrochenen optischen Strahlengang vorzugsweise einer Filmkamera mit einer Spiegelblende (1), einem Videosensor (13), einer Videokamera (18) und einem Detektor, vorzugsweise einem Heiligkeitsdetektor zum Erfassen der auf dem Videosensor auftretenden Hell-Dunkel-Phasen (Belichtungsintervalle), gekennzeichnet durch einen Zwischenspeicher (16), der zwischen dem Videosensor (13) und der Videokamera (18) vorgesehen ist, zum Zwischenspeichern der Videobilder.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Verstärker (14), vorzugsweise einen hochempfindlichen und/oder rauscharmen Verstärker, zum Verstärken der Videobilder vor dem Zwischenspeichern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital-Wandler (15) zum umwandeln der gege­ benenfalls verstärkten Videobilder in digitale Signale.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Digital-Analog-Wandler (17) zum Umwandeln der im Zwischen­ speicher (16) gespeicherten digitalen Videobilder.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeich­ net durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Trigger-Sig­ nals zur filmsynchronen Steuerung externer Zubehör-Geräte.

11. Zusatzgerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Zwischenspeicher (16) zum Zwischenspeichern der Videobilder.

12. Zusatzgerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eines oder mehrere Merkmale der Ansprüche 6 bis 10.