DE2910022C2 - Bildaufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufzeichnungsvorrichtung, mit Zeilen- und Bildgenerator für einen zeilenweisen Bildaufbau und mit Einblendeinrichtung zur Einblendung von Zeichen, insbesondere von Marken zur Durchführung einer Messung in einem gleichzeitig erzeugten Sichtbild, in das Zeilenbild, wobei die Einblendung eines Zeichens in beliebiger ortsveränderlicher Koordinaten-Position erfolgt, wozu ein von Hand zu betätigender Positionsgeber vorhanden ist, der Positioniersignale zur Verschiebung des Zeichens in Richtung auf die gewünschte Koordinaten-Position erzeugt

Es sind bereits Bildaufzeichnungsvorrichtungen dieser Art vorbekannt (z. B. für Ultraschall-Schnittbildgeräte aus der DE-OS 27 19 118), bei denen zur Vornahme von Abstandsmesungen auf dem Bildschirm einer Bildröhre ein heller Kreis sowie der Kreismittelpunkt eingeblendet werden. Soll der Abstand zwischen zwei Punkten gemessen werden, so wird der Kreismittelpunkt in den einen Meßpunkt gelegt und dann der Radius des Kreises so lange erweitert, bis der Kreis durch den anderen Meßpunkt hindurchgeht. Der Kreis wird in der üblichen Weise als Lissajous-F.gur durch Überlagerung einer Sinusablenkspannung in der einen Richtung mit einer Kosinusablenkspannung in der anderen Richtung erzeugt. Geräte mit Kreis- und Kreismittelpunkteinblendung sind relativ kompliziert aufgebaut. Sie benötigen zur Erfassung des Abstandes die komplette Kreiseinblendung, die sich oft über das gesamte Sichtbild erstreckt Hierbei machen sich Geometriefehler der Bildröhre sofort auch störend durch Verzeichnung des Kreises bemerkbar. Abgesehen vom verzerrten optischen Eindruck kann es zu fehlerhaften Meßergebnissen bei der Auswertung kommen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Bildaufzeichnungsvorrichtung der eingangs genannten Art aufzubauen, bei der ein Zeichen, insbesondere eine Meßmarke, mit einfacheren und störunanfälligeren Mitteln als bisher einblendbar ist, wobei gleichzeitig gewährleis'M sein soll, daß auch bei Bildern mit relativ grobem Zeilenraster, wie sie beispielsweise bei Ultraschall-Schnittbildgeräten erzeugt werden, das einzublendende Zeichen exakt im Zeilenraster liegt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Festlegung der Koordinaten-Position hellzuiastender Zr ichensegrnente des Zeich\ ns der von Hand zu betätigende Positionsgeber Positioniersignale erzeugt, die speziell zusammengesetzt sind aus einer Komponente für die Zeilenposition und einer Komponente für die Bildposition, und daß zusätzlich zum manuell zu betätigenden Positionsgeber zwei weitere Positionsgeber für Ze'lenposition und Bildposition vorhanden sind. von denen der eine als Zeilenpositionsgeber vom Zeilenaufbausignal des Zeilengenerators gesteuert ist und im Vergleich mit der Komponente für die Zeilenposition des Positioniersignals des von Hand zu betätigenden Positionsgebers die Position hellzutastender Zeichensegmente entlang einer Zeile festlegt, und von denen der zweite als Bildpositionsgeber von den Zeilenverschiebesignalen des Bildgenerators gesteuert ist und im Vergleich mit der Komponente für die Bildposition des Positioniersignals des von Hand zu bedienenden Positionsgebers die Lage von Zeichensegmenten in Nebeneinanderanordnung auf zueinander parallelen Zeilen festlegt.

Durch die spezielle Synchronisierung der jeweiligen Positioniersignale von Zeilenpositions- und Bildpositionskomponenten mit den Zeilenaufbau- bzw. Zeilenverschiebesignalen des Zeilen- und Bildgenerators ist gewährleistet daß Helltastimpulse zui Aufzeichnung von Zeilensegmenten immer zeilenablenk- bzw. zeilenverschiebesynchron anfallen. Die darzustellenden Hellsegmente des Zeichens liegen selbst bei Normalwandlung auf ein höherzeiliges Bild, ζ. B. in Fernsehnorm, somit immer auf den entsprechend zugeordneten Zeilen des Primärbildes in der erwünschten Zeilenhöhe. Die ίο Gefahr, daß wesentliche Teile eines einzublendenden Zeichens als Helltastimpulse in die Zwischenräume zwischen einzelnen Primärzeilen fallen und aus diesem Grunde entweder nicht sichtbar gemacht werden oder durch Plazierung im Zwischenraum zu Meßfehlern führen, ist somit mit Sicherheit gebannt

Verfahren zur Einblendung von Zeichen speziell im Rasterverfahren sind an sich bereits vorbekannt, z. B. durch NTF 20, 1961, Seiten 35, 36 oder auch durch die DE-AS 12 69718. Beim Verfahren nach NTF 20 wird jedoch ein Zeichen eingeblendet, das selbst die Markierung für einen Meßwert darstellt. Dieser Meßwert ist dabei gleichzeitig Eiehw"rt einer da'zuste!- lenden Meßkurve. Der Meßwert kann jedoch auch unmittelbar der direkt aus einem Meßsignal gewonnene Meßwert sein, wie z.B. in der DE-AS 12 39 718 beschrieben ist. Beim Gegenstand vorliegender Erfindung sind die einzublendenden Zeichen hingegen allenfalls solche Marken, die zur Durchführung einer Messung in einem gleichzeitig erzeugten Sichtbild in dienen. Aus diesem Grund ergibt sich eine Bedienweise so, daß das Zeichen als Markierzeichen am Bildschirm örtlich verschiebbar sein muß. Hierzu geschieht das Einbringen eines Zeichens in eine beliebige ortsveränderliche Koordinaten-Position mittels eines ersten Positionsgebers, der von Hand zu betätigen ist. Dieser Positionsgeber gibt somit also den von Hand einzustellenden Sollwert der Position eines Zeichens am Bildschirm vor. Dieser Sollwert der Koordinaten-Position muß nun jedoch mit dem jeweiligen Istwert koordiniert werden, wozu zwei weitere Positionsgeber dienen, die zusätzlich zum manuell zu betätigenden Positionsgeber vorhanden sind. Der eine Positionsgeber gibt dabei die Zeilenposition hellzutastender Zeichensegmente und der andere Positionsgeber entsprechend die Bildposition vor. Der Zeilenpositionsgeber ist vom Zeilenaufbausignal des Zeilengenerators gesteuert und der Bildpositionsgeber ist entsprechend durch die Zeilenverschiebesignale des Bildgenerators gesteuert. Die Einstellung des Istwertes der Koordinaten-Position geschieht schließlich durch Vergleich mit der jeweiligen Zeile bzw. Bildkomponente des Positioniersignals, das vom von Hand zu betätigenden Positionsgeber geliefert wird. Die Unterschiede des Gegenstandes vorliegender Erfindung zu jenen des vorstehend behandelten Standes der Ί echnik liegen also auf der Hand.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sollte bei Verwendung eines aus Steuerknüppeln mit Widerstandspotentiometern gebildeten Proportionalgebers als Positionsgeber der Zeilenpositionsgeber jeweils bO durch die eint- Auslenkrichtkomponente und der Bildgenerator durch die andere Auslenkrichtkomponente des Pröportiönälgebers gesteuert werden. Zur Aufzeichnung eines Zeichens, insbesondere jedoch von Meßkreuzen als Meßmarken, sollte in weiterer vorteilte hafter Ausgestaltung der Erfindung eine Steuervorrichtung vorgesehen se^:n. die quer zur Zeilenrichtung, d. h. also in Richtung der Bildablenkung, die Koordinate des Eckpunktes der Zeichenmarkierung erfaßt und in

Abhängigkeit vom Erfassungszeitpunkt des Eckpunktes die das Zeichen bildenden Helltastsignale auf die nächstfolgenden Zeilen verteilt. Die Steuerlogik sollte dazu vorzugsweise eine Anzahl von Zählern mit nachgeschalteten logischen Verknüpfungsgliedern um- > fassen, welche Zähler in Abhängigkeit von Ausgangssignalen von Komparatoren Taktimpulse erzeugen, die in Verknüpfung untereinander und vorgebbarer Verzögerung zu Helltastsignalen führen. Mit diesen Maßnahmen ist gewährleistet, daß das gesamte Zeichen in einwand- in freier Form und ohne Informationsverlust am Bildschirm abgebildet wird. Insbesondere bei Meßkreuzen als Meßmarken werden mit Sicherheit sämtliche Astteile des Meßkreuzes, insbesondere solche, die in Zeilenablenk- bzw. Bildablenkrichtung vor dem eigentli- ι chen Mittelpunkt des Meßkreuzes liegen, sicher am Bildschirm dargestellt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sollten überdies die Erfassungszeitpunkte von Eckpunkten eines Zeichens Start- bzw. Fnrlniinktp 7iir Auslosung h)7w Reenrlignng von ^n Wegabstandsmessungen zwischen wenigstens zwei Zeichen festlegen. Die Wegabstandsmessungen können dabei unmittelbar zwischen den Eckpunkten oder zwischen gegenüber den Eckpunkten verzögert markierten Punkten d;s Zeichens, z. B. Kreuzmittelpunkt r. bei Meßkreuzen, vorgenommen werden oder es kann eine Mischform vorgesehen werden. Die Wegabstände werden ferner vorzugsweise als Proportionalsignale aus den Bild- bzw. Zeilenkippsignalen für die Bildaufzeichnung gewonnen. JH

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild einer Bildanzeigevorrich- j> tung gemäß der Erfindung zur Verschiebung von Meßkreuzen als Abstandsmarkierungen auf dem Bildschirm der Bildröhre eines Ultraschall-Schnittbildgeräts.

Fig. 2 eine Steuerlogik für Markeneinblendung des 4» Prinzipschaltbilds der Fig. 1 in aufgegliederter Darstellung.

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der Einblendung zweier rvießkreu/e in die Zeilenablenkung cnici Bildröhre, insbesondere jener des Prinzipschaltbilds der 4 > Fig. 1.

In der F i g. I befinden sich an einem Bedienpult 1 zwei von Hand zu bewegende Steuerknüppel 2 und 3. Die Steuerknüppel 2 und 3 sind mit geringem Kraftaufwand in den Vertikalen Vj und Vn bzw. in den yi Horizontalen Wi und Wn bewegbar. Auslenkungen in anderen Richtungen sind nur mit erhöhtem Kraftaufwand möglich. Die jeweils eine der horizontalen oder vertikalen Richtungen ist mit + und die dazu entgegengesetzte mit — gekennzeichnet. Der Kreuzpunkt legt die Ruhelage des Steuerknüppels fest Jeder Steuerknüppel wird durch ein Federsystem in der Ruhelage gehalten. Eine Auslenkung erfolgt gegen den Zug des Federsystems. Wird der Steuerknüppel losgelassen, so geht er aufgrund des Federzugs automatisch in die Ruhelage zurück. Jeder Steuerknüppel 2 und 3 ist kraftschlüssig mit dem Schleifkontakt je eines Widerstandspotentiometers 4, 5 für die Vertikalauslenkung und je eines Widerstandspotentiometers 6,7 für die Horizontalauslenkung des Steuerknüppels verbunden. In der Ruhelage der Steuerknüppel befindet sich der Schleifer jedes Potentiometers in Mitte der Widerstandsbahn. Die Widerstandsbahn eines jeden Potentiometers ist auf der einen Seite mit einer positiven Spannung + U und auf der anderen Seite mit einer entgegengesetzten Spannung - U derselben Größe beschaltet. In Mittenlage aller Schleifer ergibt sich also für sämtliche Potentiometer die Ausgangsspannung Null. Es findet keine Verschiebung eines Meßkreuzes statt. Alislenkungen des jeweiligen Steuerknüppels 2 oder 3 in positiver Vertikal- oder Horizontalrichturig bewirken hingegen eine Verschiebung des Schleifers aus der Mittenlage in Richtung positiver Spannung am jeweiligen Potentiometer mit entsprechender Richtungsverschiebung des Meßkreuzes am Bildschirm. Dasselbe gilt für Auslenkung in negativer Vertikal- bzw. Horizontalrichtung mit Auslenkung des Schleifkontaktes aus der Mittenlage in Richtung negativer Spannung.

Die Steuerknüppel 2 und 3 bilden demnach in Verbindung mit den Potentiometern 4 bis 7 einen Proportionalgeber, der an seinem Ausgang (Schleifkontakte Her Potentiometer) eine Ahlenkspnnniing erzeugt, die nach Vorzeichen und Amplitude proportional ist der Auslenkung des Steuerknüppels in der zugehörigen Koordinatenrichtung. Diese Auslenkspannung erzeugt gemäß besonderer Ausbildung der weiterverarbeitenden Schaltungsteile allerdings nicht gleichzeitig Proportionalität hinsichtlich der Auslenkstrecken von Meßknüppel und Meßkreuz. Die Weiterverarbeitung erfolgt vielmehr in dem Sinne, daß die Auslenkamplitude des Meßknü^pels mittels Auslenkweg/Verschiebungsgeschwindigkeit-Umsetzers in eine proportionale Verschiebungsgeschwindigkeit umgesetzt wird. Weite Knüppelauslenkung bewirkt also sehr rasche Ablenkung des Meßkreuzes in der entsprechenden Koordinatenrichtung über dem Bildschirm. Eine nur geringfügige Auslenkung führt hingegen zu sehr langsamer Verschiebungsgeschwindigkeit. Zur Durchführung dieser Maßnahmen umfaßt der Auslenk/Verschiebungsgeschwindigkeit-Umsetzer für jedes zu verarbeitende Koordinatensignal eines Steuerknüppels mit zugeordnetem Potentiometer eine spezielle Umsetzschaltung 8, 9, 10 bzw. 11. Jede dieser Umsetzschaltungen besteht dabei im Prinzip aus einem spannungsgesteuerten Impulsoszillator 12, 13, 14, 15, dessen Ausgangs-Impulsfolgefrequcnz siuii um iuiicilllieliücl Äu:>gaiig»p<iiinung lies vorgeschalteten Potentiometers entsprechend erhöht. Die von den Impulsoszillatoren erzeugten Impulse werden entsprechend der Folgefrequenz in nachgeschaltete Vor-Rück-Zähler 16,17,18 bzw. 19 eingezählt. Eine Umschaltung von Vorwärts- auf Rückwärtszählung und umgekehrt erfolgt durch das Ausgangssignal eines Richtungssignalgebers 20, 21, 22 und 23, der in Abhängigkeit von der Polarität des Ausgangssi"nals eines jeden Potentiometers 4 bis 7 ein entsprechendes Richtungsumschaltsignal erzeugt.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 legen die Umsetzschaltungen 8 und 9 immer die Geschwindigkeit der Verschiebung einer Meßmarke in Vertikalrichtung des Bildschirms einer Bildröhre fest. Die Vertikalrichtung ist im vorliegenden Falle gleichzeitig die Auslenkrichtung einer Zeile. Der Pulsoszillator 12 bzw. 13 ist speziell in einem Frequenzbereich von 0 bis 50 kHz variabel. Die Zählkapazität des Vor- und Rückzählers 16 bzw. 17 beträgt ca. maximal 12 bit. Beides zusammen ergibt eine Auflösung von 4096 Schritten pro Ablenkzeile. Im Falle der Horizontalablenkung ist die Auflösung der Verschiebungsschritte durch die Gesamtzeilenzahl des Bildschirms auf z. B. 256 begrenzt Diese geringzahligere Schrittauflösung erlaubt den Einsatz von Pulsoszilla-

toren 14, 15 mit geringerer Frequenzschwankungsbreite. Auch die Vor- und Rüek-Zähler 18, 19 kommen mit einer kleineren Zählkapazität aus Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt beispielsweise der Frequenzbereich jedes Pu'soszillators 14 bzw. 15 zwischen 0 bis ϊ etwa 10 kHz, während die Zählkapazität der Zähler 18 und 19 im Bereich 8 bit liegt.

Mit den bisher geschilderten .Schaltungsmaßnahmen ergib» sich somit eine Verschiebung einer Meßmarke auf dem Bildschirm einer Bildröhre in einfachster Weise ι» wie folgt:

Die Endposition einer Meßmarke wird festgelegt durch eine Summe aus Einzelschrittsignalen bei schrittweiser vertikaler und horizontaler Verschiebung. Die Verschiebungsgeschwindigkeit soll anfänglich groß r> sein, damit die Meßmarke sehr rasch in den Bereich ihrer späteren Endposition gebracht wird. Durch Verringerung der Knüppelauslenkung und damit Rücknahme der Verschiebungsgeschwindigkeit für das Meßkreuz erfolgt dann Eintastung in die Endposition in :o feinen Schritten. Zur Plazierung der Meßmarke in einem bestimmten Quadranten wird also der Steuerknüppel zuerst in einer der beiden Koordinatenrichtungen dieses Quadranten weit ausgelenkt. Das entsprechend zugeordnete Widerstandspotentiometer erzeugt :> eine große Ausgangsspannung, die die Frequenz des Pulsoszillators zu hohen Werten verschiebt. Der nachgeschaltete Zähler wird entsprechend schnell hochgezählt und die Meßmarke wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal dieses Zählers in der eingenomme- s» nen Koordinatenrichtung sehr rasch verschoben. Dann erfolgt Feinregulierung im obigen Sinne. Ist der Endpositionswert der Koordinatenrichtung erreicht, so wird der Steuerknüppel in die Ruhelage zurückgebracht. Die Frequenz des jeweiligen Pulsoszillators geht π auf Null zurück. Es werden keine weiteren Impulse mehr ausgezählt und der vorher erreichte höchste Zählstand des Vor-Rück-Zählers wird als Speicherwert zur Festhaltung der Koordinatenposition festgehalten. Anschließend erfolgt dieselbe Maßnahme durch Auslenkung des Steuerknüppels in der anderen Koordinatenrichtung. Der Endstand dieser Koordinatenposition wird dann durch den dafür zugeordneten Vor-Rück-'/ählpr fpctophaltpn nomit hpfinHp» cirh aUr> Hip

Meßmarke am Ort der Endposition. ·»>

Die Meßmarke selbst kann beliebige Form aufweisen. Sie kann also sowohl punkt- als auch z. B. kreisförmig oder sonstwie gestaltet sein. In bevorzugter Ausbildung dienen im vorliegenden Fall Kreuze als Markierungsmarken. Gemäß der F i g. 3 besteht dabei jedes Meßkreuz in der Vertikalen (z. B. Zeilenrichtung) aus neun Hellpunkten. In der Horizontalen (Zeilenverschieberichtung) umfaßt das Meßkreuz nur sieben Hellpunkte. Die Punktzahl hat jedoch lediglich exemplarischen Charakter; selbstverständlich kann jedes Meßkreuz auch aus einer anderen Anzahl von Punkten aufgebaut sein.

Zur jeweils richtigen Plazierung der Hellpunkte eines jeden Kreuzes auf dem Bildschirm der Bildröhre müssen die durch die Vor-Rück-Zähler 16,17,18 bzw. 19 jeweils vorgegebenen Koordinatensignale in vertikaler Richtung mit der Ablenkgeschwindigkeit der jeweils zugeordneten Zeile am Röhrenbildschirm und in horizontaler Richtung mit der Zeilenverschiebegeschwindigkeit synchronisiert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel geschieht dies unter Zuhilfenahme von Komparatoren 24,25,26 und 27. Die Komparatoren 24 und 25 vergieichen dabei den Zählerstand der Zähler 16 und 17 mit dem Zählerstand eines Zählers 28. der im Takt ZK der Zeilenablenkung jeweils aus der Ruhelage ■ angesffißen wird und während der Zeitdauer der Zeilenablenkung mit Impulsen eines gleichzeitig angeworfenen Taktgenerators 29 (quarzstabilisierter 14 MHz-lmpulsgenerator) gespeist wird. Bei Gleichstand der Zählerausgänge wird von jedem Komparator 24, 25 ein Ausgangssignal auf eine Steuerlogik 30 zur Markeneinblendung auf den Bildschirm einer Bildröhre gegeben. Entsprechend der Vertikalsynchronisation entlang einer Zeile ergibt sich Horizontalsynchronisation in aufeinanderfolgenden Zeilen durch die Komparatoren 26 und 27. Beide Komparatoren vergleichen den Zählerstand der Vor-Rück-Zähler 18 und 19 mit dem Zählerstand eines Zeilenzählers 31. der jeweils mit dem Bildanfangssignal BA aus der Ruhelage angestoßen und im Takt der Zeilenauslöseimpulse ZK hochgezählt wird. Bei Gleichstand der Zählerstände wird vom Komparator 26 bzw. 27 wieder ein Ausgangssignal für die Steuerlogik 30 erzeugt. Aufgrund der jeweils eingespeisten Komparatorausgangssignale erzeugt diese Steuerlogik 30 über eine Ausgangsleitung Helltastimpulse HT für die Bildröhre.

In der Fig. I ist die Bildröhre mit 32 bezeichnet und die Helltasteinrichtung trägt die Kennziffer 33. Der Zeilenkippgenerator der Röhre 32 ist mit 34 und der Bildkippgenerator mit 35 bezeichnet. Die Steuerung der beiden Kippgeneratoren erfolgt durch einen zentralen Taktgenerator 36, der an einem ersten Ausgang die Zeilenkippimpulse ZK erzeugt. Über einen zweiten Ausgang werden die Impulse des zentralen Taktgenerators 36 auf einen Zähler 37 gegeben, der einerseits über einen Digital-Analog-Wandler 38 die Bildkippimpulse BK erzeugt: andererseits erzeugt er in Verbindung mit dem Verzögerungsglied 39 die Bildanfangsimpulse BA. Da es sich bei vorliegendem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 um ein Ultraschall-Schnittbildgerät handelt, werden die Ausgangsimpulse des zentralen Taktgebers 36 über einen dritten Ausgang auch noch auf einen Hochfrequenzimpulsgeber 40 gegeben. Dieser Hochfrequenzimpulsgeber 40 erzeugt im Takt der Impulse des zentralen Taktgebers Hochfrequenzerregungsimpulse für einen Ultraschallwandler 41. Die aufgrund der *spnHpimnuUp Αρτ I JltracrhallwanHlprQ 41 aiii pinpm

Untersuchungsobjekt anfallenden Echoimpulse werden über einen Empfangsverstärker 42 in bekannter Weise auf die Einrichtung 33 der Bildröhre 32 zur Helligkeitsmodulation der Bildzeilenabhängigkeit von den anfallenden Echosignalen gegeben. Der Ultraschallwandler 41 ist in der F i g. 1 nur schematisch dargestellt. Es kann sich hierbei um einen verschiebbaren Einzelschwinger (Compound-Scan) handeln. Ebensogut ist die Ausbildung als Ultraschail-Array mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Ultraschallschwinger oder als sich drehender Rotationsschwinger mit z. B. Parabelreflektor möglich.

Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel wirft die Positionierung und Erzeugung der Meßkreuze ein wichtiges Problem auf. Gemäß der Anwendung soll jeweils der Schnittpunkt der beiden Kreuzbalken einen Meßpunkt im Sichtbild der Bildröhre 32 festlegen, dessen Abstand zu einem anderen Meßpunkt bestimmt werden soll, der wiederum durch den Kreuzpunkt zweier Baiken eines weiteren Meßkreuzes festgelegt ist In der Bildaufzeichnung der Kreuze gehen nun jedem Mittelpunkt eines Meßkreuzes in Horizontalrichtung, d.h. in Zeilenverschieberichtung, Helltastpunkte des horizontalen Kreuzbalkens und in Vertikalrichtung

(Zeilenrichtung) Hellpur.kte des vertikalen Kreuzastes voraus. Damit nun diese Punkte als wesentlicher Bestandteil des Markierungskreuzes vor Erreichung des eigentlichen Kreuzmittelpunktes aufgezeichnet werden, muß man sich in der Schaltung gemäß der F i g. 1 bis 3 eines besonderen Tricks bedienen. Dieser Trick besteht darin, daß, wie es in der F i g. 3 näher dargestellt ist, für jedes Markierungskreuz Kl bzw. K 2 schaltungsintern bereits vor Frrsichung des eigentlichen Kreuzmittelpunktes ein Startzeitpunkt für den Aufzeichnungsvorgang markiert wird. In der Fig. 3, in der beispielsweise die Zeilenablenkung von oben nach unten in y-Richtung und der Bildaufbau durch Verschiebung der Zeile von rechts nach links in x-Richtung erfolgen sollen, sind die Startzeitpunkte der Kreuze K\ und K 2 jeweils mit JTl und 5T2 bezeichnet. Gemäß dem vorliegend ingewandten Trick werden demnach bereits die Koordinatensignale dieser Startpunkte 5Tl und ST2 durch Gleichheit der Signale an den Komparatoren 24 bis 27 erfaßt. Da der Abstand diener Siaiipunkie in Zeilenrichtung jenem der Kreuzpunkte der aufzubauenden Kreuze K 1 und K 2 entspricht, kann jeweils schon tu Beginn der Abstand zwischen den Punkten 5Tl und ίΤ2 als Ay ermittelt werden. Hierzu dient ein Subtrahierglied 43 am Ausgang der Vor-Rück-Zähler 16 wnd 17. Die vom Subtrahierglied 43 ermittelte Wegdifferenz Ay wird über einen Digital-Analog-Wandler 44 sowie einen Entkoppelverstärker 45 auf tine Verrechnungsschaltung 46 gegeben. Der Wegabitand Ax in Horizontalrichtung wird nicht direkt als Abstandswert der Punkte 5Tl und 5T2 ermittelt. Die Wegmessung erfolgt vielmehr direkt zwischen den Mittelpunkten der Kreuze Ki und K 2. so daß tventuelle Verzerrungen bei ungleichem Zeilenabstand vermieden werden. Wird jedoch von vornherein Äquidistanz der Zeilen gewährleistet, so kann Ax »elbstverständlich ebenso wie Ay zwischen 5Tl und ST2 ermittelt werden. Zur Ermittlung des horizontalen Abstandes Ax dienen spezielle Zähler innerhalb der Steuerlogik 30 zur Markeneinblendung. Von diesen Zählern werden im Augenblick des Kreuzmittelpunktes der Kreuze K 1 und K 2 Sample and Hold-Schaltungen 47 bzw. 48 angestoßen, die daraufhin am Eingang BK den aktuellen Wert der Bildkippspannung abtasten und festhalten. Dieser aktuelle Wert entspricht jedoch unmittelbar der ^-Koordinate des jeweiligen Kreuzmittelpunktes. Am Ausgang der Sample and Hold-Schaltungen wird dann die Differenz Ax in einem Subtrahierglied 49 gebildet. Die Ausgangsgröße χ kann dann der Verrechnungsschaltung 46 zur Berechnung des Abstandes

l.x² + Iy²

zugeleitet werden. Der so ermittelte Abstandswert kann nach Analog-Digital-Wandlung im Analog-Digital-Wandler 50 auf eine Steuerlogik 51 zur Einblendung als Anzeigewert in das Büd der Bildröhre 32 über die Steuerlogik 30 gegeben werden. Anstelle des Differenzbildners 49 und der Rechenschaltung 46 können auch Integratoren eingesetzt werden, die im Bereich rwischen den Abtastwerten der Bildkippspannung BK letztere integrieren, so daß man direkt Ay² erhält Wird in entsprechender Weise auch mit Ax unter Zuhilfenahme der Zeilenkippspannung ZK verfahren, so erhält man Ax²+Ay² durch einfache Integration und nachfolgender Addition. Durch Wurzelbildung oder Einsatz eines quadratisch geeichten Anzeigegerätes erhält man dann wiederum in einfachster Weise und mit sehr guter Genauigkeit de!. gesuchten Abstand.

Die Erzeugung der Meßkreuze Ki und K 2 in Abhängigkeit von den anfallenden Komparatorsignalen •j wird anhand der F i g. 2 verdeutlicht, die den inneren Aufbau der Steuerlogik 30 für die Markeneinblendung detaillierter wiedergibt. Gemäß der Darstellung der Fig. 2 werden die in den Startpunkten 5Tl und 5T2 anfallenden Komparatorsignale der Komparatoren 24,

in 25, 26 und 27 auf Zähler 52,53, 54 und 55 gegeben. Die beiden Zähler 52 und 53 sind Vertikalzä'nler für die Helltastpunkte in der Vertikalen eines Kreuzes. Die Zähler 54 und 55 sind entsprechend Horizontalzähler für die Helltastpunkte im Horizontalbalken des

ii Kreuzes. Jeder der beiden Zähler 52 und 53 ^ählt demnach entsprechend der Zahl maximaler Helltastpunkte entlang einer Zeile an einem ersten Ausgang voi: eins bis neun. Mit jedem Zähltakt wird ein Ausgangsirrpuls erzeugt und dem einen Eingang eines UND-Glie-

-'Ii des 56 lugeleitei. j'euci fünfte ZänniTipüiä wird feiner über einen zweiten Ausgang des Zählers 52 auf ein weiteres UND Glied 57 gegeben. Beide UND-Glieder 56 und 57 sind mit ihrem jeweils anderen Eingang mit Ausgängen des Horizontalzählers 54 verbunden. Der Horizontalzähler 54 zählt an einem ersten Ausgang (1...7) jeweils von eins bis sieben und führt die Ausgangsimpulse dieses Ausganges dem UND-Glied 57 zu. Jeder vierte Impuls wird über den zweiten Ausgang (4) auf das UND-Glied 56 gegeben. Beide UND-Glieder

in 56 und 57 sind ausgangsseitig über ein ODER-Glied 58 mit dem Ausgangs-ODER-Glied 59 für Helltastimpulse HT der Steuerlogik 30 verbunden. Aufgrund dieser speziellen Zusammenschaltungsart eines Vertikal- und eines Horizontalzählers ergibt sich ein Taktschema, bei

ü dem erstmals nach Startbeginn 5Tl jeweils nach jedem fünften Taktschritt pro Zeile am Ausgang (5) des Vertikalzählers 52 und am Ausgang (1...7) des Horizontalzählers 54 gleichzeitig Ausgangsimpulse anfallen. Der Elektronenstrahl der Bildröhre wird im Takt der sieben Ausgangsimpulse des Zählers 54 hellgetastet und es ergeben sich die sieben Hellpunkte des waagerechten Kreuzbalkens. Von ¹en sieben Punkten stellt der jeweils vierte als Mittetounkt des Kreuzes einen Sonderfall dar. Hier erscheinen nämlich gleichzeitig mit dem Impuls am Ausgang (4) des Horizontalzählers 54 im Fortlauf der Zeilenablenkung insgesamt neun Ausgangsimpulse am Ausgang (1 ...9) des Vertikalzählers 52. Über das UND-Glied 56 und die ODER-Glieder 58 bis 59 erscheinen insgesamt neun

so Helltastimpulse zur Abbildung des Vertikalbalkens des Kreuzes K 1 in neun Hellpunkten.

Die beschriebene Funktionsweise gilt im Prinzip auch für das Kreuz K 2, das mittels Vertikalzähler 53 und Horizontalzähler 55 über die UND-Glieder 60 und 61 sowie über das mit dem Ausgangs-ODER-Glied 59 verbundene ODER-Glied 62 festgelegt wird.

Die beschriebene Steuerlogik 30 zur Markeneinblendung sorgt also dafür, daß hinsichtlich eines darzustellenden Kreuzes K1 oder K 2 die zugehörigen Hellpunkte jedes Kreuzbalkens ohne Informationsverlust genau auf den jeweils zugeordneten Bildzeilen liegend im Ultraschall-Echo-Sichtbild auf dem Bildschirm der Bildröhre 32 darstellbar sind. Darüber hinaus gewährleistet die spezielle Beschaltung mit Vertikal- und Horizontalzählern auch die Möglichkeit der Abstandsmessung zwischen den Kreuzpunkten der beiden dargestellten Meßkreuze Kl und K 2. Der Kreuzpunkt eines Kreuzes Ki oder K 2 ist zeitlich

gesehen definiert durch das Zusammentreffen zweier Zählimpulse, nämlich des vierten Impulses am Ausgang (4) eines Horizontalzählers 54 bzw. 55 und dem jeweils fünften Zänlimpuls am Ausgang (5) eines Vertikalzählers 52 bzw. 53.

In der Schaltung der F i g. 2 sind demnach diese betreffenden Ausgänge eines jeden Zählerpaares 52,54 bzw. 53, 55 über ein weiteres UND-Glied 63 bzw. 64 miteinander verknüpft. An den Ausgängen dieser UND-Glieder 63 bzw. 64 wird ein Impuls immer dann erzeugt, wenn also sich der Elektronenstrahl im Mittelpunkt eines Meßkreuzes Ki bzw. K 2 zur Helltastung befindet. Die Mitteilung des Ausgangsimpulses eines UND-Gliedes 63 bzw. 64 an die nachgfischaltete Sample-and-Hold-Schaltung 47 bzw. 48 bewirkt die Abtastung des Momentan ver'es der Bildkippspannung BK in den Kreuzpunkten zur Differenzbildung /weeks Ermittlung der Wegstrecke Δχ.

Zusammenfassung Bildaufzeichnungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufzeichnungsvorrichtung, mit Zeilen- und Bildgenerator für einen zeilenwei .en Bildaufbau und mit Einblendeinrichtung zur Einblendung von Zeichen insbesondere von MeDmarken, in das Zeilenbild in beliebiger Position in Auhäiigigkeii "on durch einen ruMiiuiisgeucr vorgebbaren Positioniersignalen. Ziel der Erfindung ist es, mit besonders einfachen Mitteln zu gewährleisten, daß auch bei Bildern mit relativ grobem Zeilenraster das einzublendende Zeichen immer exakt im Zeilenraster liegt. Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch einen Zeilenpositionsgeber (24, 25, 28, 29, 30). der in Abhängigkeit sowohl von einer Zeilenpositionskomponente des Positioniersignals als auch von eintm Zeilenaufbausignal (ZK) des Zeilengenerators (36, 34) die Position hellzutrastender Zeichensegmente entlang cii'ici' Zeile fcSiicgi und düi'Cu ciiicii GiidpObüiünSgcbcr (26, 27, 30, 31), der in Abhängigkeit sowohl von einer Bildpositionskomponente des Positionssignals als auch von Zeilenverschiebesignalen (BK) die Lage von Zeichensegmenten in Nebeneinanderanordnung auf zueinander parallelen Zeilen festlegt (F ig. 1).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Bildaufzeichnungsvorrichtung, mit Zeilen- und Bildgenerator für einen zeilenweisen Bildaufbau und mit Einblendeinrichtung zur Einblendung von Zeichen, insbesondere von Marken zur Durchführung einer Messung in einem gleichzeitig erzeugten Sichtbild, in das Zeilenbild, wobei die Einblendung eines Zeichens in beliebiger ortsveränderlicher Koordinaten-Position erfolgt, wozu ein von Hand zu betätigender Positionsgeber vorhanden ist, der Positioniersignale zur Verschiebung des Zeichens in Richtung auf die gewünschte Koordinaten-Position erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Koordinaten-Position hellzutasten- '5 der Zeichensegmente des Zeichens der von Hand zu betätigende Positionsgeber (1, 2) Positioniersignale erzeugt, die speziell zusammengesetzt sind aus einer Komponente für die Zeilenposition und einer Komponente für die Bildposition, und daß zusätzlich 2u zum maauell zu betätigenden Positionsgeber zwei weitere Positionsgeber für Zeilenposition und Bildposition vorhanden sind, von denen der eine als Zeilenpositionsgeber (24, 25, 28, 29, 30) vom Zeilenaufbausignal (ZK) des Zeilengenerators (36, 34) gesteuert ist und im Vergleich mit der Komponente für die Zeilenposition des Positioniersignals des von Hand zu betätigenden Positionsgebers die Position hellzutastender Zeichensegmente entlang einer Zeile festlegt, und von denen der so zweite als Bildpositionsgeber (26,27,30,31) von den Zeilenversrhiebesignalen (BK) des Bildgenerators (35, 37, 38) gesteuert ist und im Vergleich mit der Komponente für die Bildpo^ition des Positioniersignals des von Hand zu bedienenden Positionsgebers die Lage von Zeichensegmeni η in Nebeneinanderanordnung auf zueinander parallelen Zeilen festlegt.

2. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines aus Steuerknüppeln (2, 3)-mit Widerstandspotentiotnetern (4 bis 7) gebildeten Proportionalgebers als Positionsgeber der Zeilenpositionsgeber jeweils durch die eine Auslenkrichtkomponente (V\. Vn) des Proportionalgebers und der Bildgenerator durch die andere Auslenkrichtkomponente (Hi. Hu) des Proportionalgebers gesteuert ist.

3. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenpositionsgeber (24, 25, 28, 29, 30) durch die Zeilenposi tionskomponente des Positioniersignals über eine ">o innere Synchronisierschaltung (28, 29) gesteuert ist, die im Takt jeder Zeilenablenkung an der Bildaufzeichnurigsvorrichtung angestoßen wird und mit dem Erreichen bestimmter Zeitwerte, die durch die Zeilenpositionskomponente vorgebbar sind, zur "> Abgabe wenigstens eines Helltastimpulses gesteuert ist.

4. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierschaltung einen Zähler (28) beinhaltet, der im Takt einer jeden Zeilenaufzeichnung zur Zählung von Zählimpulsen eines Impulsgenerator (29) aktiviert wird, welche Zählimpulse im Fortschritt der Zeilenablenkung die jeweils darzustellende Zeile in eine vorgebbare Anzahl von Zeilensegmenten e>5 zerlegen.

5. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Zählstand des Zählers (28) mittels Komparatoren (24,25) ständig mit den Zeilenpositionssignalen des Positionsgebers verglichen wird und daß jeweils bei Gleichstand dieser Signale und dem Zählerstand des Zählers (28) der Steuerimpuls zur Erzeugung von Helltastungen durch die Komparatoren abgegeben wird.

6. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildpositionssignal durch Vergleich der ßildpositionskomponenten für Auslenkungen in Richtung der Zeilenverschiebung mit dem Zählerstand eines Zeilenzählers (31) in weiteren Komparatoren (26, 27) gewonnen wird

7. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsamer Bestandteil sowohl des Zeilenpositionsgebers als auch des Bildpositionsgebers eine von den Ausgangssignalen der Komparatoren gespeiste Steuerlogik (30) ist, die in Abhängigkeit von erstmals erreichten Komparatorgleichständen den Startzeitpunkt (STi, ST2) zur Aufzeichnung eines Zeichens durch Aneinanderreihung von Helltastpunkten nach vorgegebenem Zeittaktschema in vorgegebener Verteilung auf nachfolgende Aufzeichnungszeilen festlegt.

8. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufzeichnung eines Zeichens, insbesondere jedoch von Meßkreuzen (KX, K 2) als Meßmarken, die Steuervorrichtung quer zur Zeilenrichtung, d. h. also in Richtung der Bildablenkung, die Koordinate des Eckpunktes der Zeichenmarkierung erfaßt und in Abhängigkeit vom Erfassungszeitpunkt (STX, ST2) des Eckpunktes die das Zeichen bildenden Helltastsignale auf die nächstfolgenden Zeilen verteilt.

9. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (30) eine Anzahl von Zählern (52 bis 55) mit nachgeschalteten logischen Verknüpfungr jliedern (56 bis 64) umfaßt, welche Zähler in Abhängigkeit von den Komparatorsignalen der KoTiparatoren (24 bis 27) Taktimpulse erzeugen, die in Verknüpfung untereinander und vorgebbarer Verzögerung zu Helltastsignalen führen.

10. Bildauf'eichnungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungszeitpunkte (STi, ST2) von Eckpunkten eines Zeichens Start- bzw. Endpunkte zur Auslösung bzw. Beendigung von Wegabstandsmessungen (Ax. Ay) zwischen wenigstens zwei Zeichen festlegen.

11. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegabstandsmessungen (Ax. Ay) unmittelbar zwischen den Eckpunkten oder zwischen gegenüber den Eckpunkten verzögert markierten Punkten des Zeichens, z. B. Kreuzmittelpunkt bei Meßkreuzen, vorgenommen werden oder eine Mischform aus beiden vorgesehen ist.

12. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Wegabstände als Pfoportionalsignale aus den Bildbzw. Zeilenkippsignalen für die Bildaufzeichnunng gewonnen werden.