DE3714146A1 - Messkamera - Google Patents

Description

Meßkamera

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bzw. Anordnung zur Linearisierung eines elektronischen Bildaufnahmesystems zum Zwecke der Herstellung der geometrischen Linearität der im Bildsignal enthaltenen Bildinformation, unabhängig davon, ob die zu linearisierenden Geometrieverzerrungen des Bildes im Bildaufnahmesystem selbst, z. B. bei elektromagnetisch abgelenkten Bildaufnehmern und/oder das Objektiv betreffen (z. B. bei an sich linearen CCD-Bildaufnehmern).

Die Vorteile der erhaltenen Linearität ermöglichen einerseits die Anwendung zur genauen Objektvermessung, als auch die Möglichkeit ein aufgenommenes Bild in eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Bildabschnitten zu zerlegen, diese Bildabschnitte gesondert aufzunehmen und verzerrungsfrei über die erhaltene Bildinformation wieder zusammenzusetzen, wodurch die Auflösung erhöht wird. Die Verwendbarkeit der Erfindung geht jedoch weit über diese naheliegenden Anwendungen hinaus, wie in mehreren besonders bevorzugten Ausführungen gezeigt wird. Da diese Ausführungen z. T. als Zusatzerfindung zur Linearisierungsanordnung aufzufassen sind, ist die Beschreibung in drei Teile gegliedert:

Teil 1 betrifft die grundsätzliche Lösung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruch 1. Das hierbei eingeblendete Meßraster kann entweder eine Feinrasterteilung aufweisen, die zur Linearisierung von elektromagnetisch abgelenkten Bildaufnehmern verwendet wird, oder auch nur die Begrenzungslinien von Bildabschnitten, die nach entsprechender Verschiebung der Abschnitte mittels Verschiebetisch für die Bildauflage gesondert aufgenommen und dann elektronisch über das in einen Bildspeicher eingeschriebene Bildsignal wieder zusammengesetzt werden. Die Feinrasterteilung ist nur bei Bildaufnehmern, die störfeldempfindlich sind, z. B. elektromagnetische Ablenksysteme, als bleibende Einrichtung erforderlich. Bei Bildaufnehmern, bei denen der Linearitätsfehler exakt reproduzierbar ist, z. B. bei CCD-Sensoren, bei denen nur der Linearitätsfehler der vorgesetzten Optik linearisiert werden muß, kann natürlich das Meßraster, nach erfolgter Aufnahme des Meßrasters und dessen Ablegen in einen resistenten Speicher, dessen Adressen einen Bezug zu den Speicherplätzen des Bildspeichers aufweisen, wieder entfernt werden. Da dann natürlich ebenfalls eine Benutzung der Erfindung vorliegt, wird auch für diese Art der Verwendung in einem gesonderten Anspruch (29) um Schutz angesucht. Teil 1 beschreibt auch verschiedene Varianten, zu denen Ansprüche 1 bis 7 und Fig. 1 bis 5 gehören.

Teil 2 betrifft eine erfindungsgemäße Ausführung, bei der die Linearisierung des vom Bildaufnehmer abgegebenen Bildsignals in Echtzeit zur sequentiellen Ausgabe der Bildelemente im Bildsignal erfolgt. Weiters wird für diese Ausführung nicht nur die Anwendungsmöglichkeit an Kameras, sondern unter Beibehaltung des Prinzips auch an Monitoren und simultan über die gleiche Bildfläche abgelenkten Videosystemen beschrieben. Dazu gehören Ansprüche 8 bis 18 (vormals 1 bis 11) und Fig. 6 bis Fig. 10 (vormals 1 bis 5).

Teil 3 betrifft eine erfindungsgemäße Ausführung, bei der das Linearisierungsraster eines elektromagnetisch, oder auch elektrostatisch abgelenkten Bildaufnehmers als Koordinatenraster zu einer Zielverfolgungssteuerung des Elektronenstrahls verwendet ist. Dazu gehören Ansprüche 19 bis 28 (vormals 1 bis 10) und Abb. 11 bis Abb. 15 (vormals Abb. 1 bis Abb. ).

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß bei Verwendung eines mit der Ablenkung, bzw. Adressierung (bei CCD-Elementen), synchron laufenden resistenten Speichers (anstelle einer fixen Meßrasteranordnung), die genannte Lichtquelle zum alternierenden Einblenden des Meßrasters natürlich ebenfalls entfallen kann.

Beschreibung zu Meßkamera Teil 1

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Meßkamera, welche eine elektronische Ablenkung oder Adressierung des Bildaufnahmepunktes aufweist, insbesondere für Videokameras, zur Einblendung eines Meßrasters, welches als internes Koordinatenraster für die weitere Bildverarbeitung verwendet ist.

Es ist nach dem Stand der Technik üblich, zum Zwecke der Bildverarbeitung ein internes Koordinatenraster zu erzeugen, an welchem der Rechner seine Orientierung zur Auswertung der Bildelemente vornimmt. Dieses Koordinatenraster hat keinen direkten Meßbezug zur jeweils abgetasteten Bildfläche, wodurch Nichtlinearitäten und Meßfehler auftreten, die in erster Linie durch die Nichtlinearität der Ablenkung des Bildaufnahmepunktes der Kamera verursacht sind und gegebenenfalls auch durch Nichtlinearitäten des Objektivs. Da die Einblendung des Meßrasters den Bildinhalt nicht beeinträchtigen soll, ist eine wahlweise Zu- und Abschaltung des Meßrasters erforderlich. In vorliegender Erfindung ist dies durch Herstellung entsprechender Lichtverhältnisse mittels durch Steuersignal gesteuerter Lichtquelle (LP) vorgenommen, entsprechend dem Lösungsmerkmal des kennzeichnenden Teils nach Anspruch 1, mit den weiteren Merkmalen, daß im optischen Strahlweg zwischen Aufnahmeobjekt (OBJT) und Bildaufnahmefläche der Meßkamera (ABF) ein Strahlteiler (ST) Doppelprisma oder halbdurchlässige Platte angeordnet ist, über dessen ersten Strahlweg (1) das Objekt auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildet ist und über dessen zweiten Strahlweg (2) die Einblendung des Meßrasters (RT) durch die gesteuerte Lichtquelle erfolgt. In Verbindung mit einer Videokamera als Meßkamera ist hierbei die Umschaltung dreier Lichtintensitäten über jeweils ein aufgenommenes Bild (Umschaltung erfolgt synchron mit Bildwechsel) bevorzugt: einmal die Lichtintensität Null (abgeschaltete Lampe), wobei das Meßraster aus dem Bildspeicher eines vorherigen Aufzeichnungsvorganges entnommen ist und die Bildaufzeichnung nicht durch das Meßraster beeinträchtigt ist, zweitens Belichtung des Meßrasters mit einer Teillichtstärke der vollen Lichtstärke, wodurch sich an der Bildaufnahmefläche der Meßkamera eine Überlagerung von Meßraster und Aufnahmebild ergibt und drittens, Belichtung des Meßrasters mit der vollen Lichtstärke, wodurch der Bildinhalt des Aufnahmebildes derart überbelichtet ist, daß die Kamera an den durchlässigen Stellen des Rasters überbelichtet ist bzw. vollen Weißwert liefert bzw. nur an den Rasterstellen, die nicht durchlässig sind, den Schwarzwert aufweist. Diese letzte Belichtungsweise ermöglicht die völlige Erneuerung des Meßrasters im Bildspeicher, wobei jedoch während dieser Belichtung kein Bildinhalt abgetastet wird. Bei der mittleren Belichtung werden die Helldunkelvariationen, welche durch das Meßraster im Bildinhalt verursacht sind, ausgewertet, was durch Einphasen des im Bildspeicher abgelegten Meßrasters auf das im Bildinhalt überlagerte Meßraster vorgenommen ist. Weiters wird zwischen dem Bildinhalt, welcher das überlagerte Meßraster aufweist, und dem Bildinhalt der kein Meßraster aufweist, die Differenz gebildet, wodurch das Meßraster ebenfalls erzeugt ist bzw. Phasenverschiebungen des Meßrasters durch die Impulsbreite des Differenzsignalausganges (a-b) festgestellt sind. Änderungen im Bildinhalt werden durch Differenzbildung zwischen Videosignal mit überlagertem Meßraster und abgespeichertem Meßraster (a-b) festgestellt. Die drei genannten Belichtungsphasen sind von der Software des Bildverarbeitungssystems gesteuert, wobei die Belichtung des Meßrasters für die volle Lichtstärke stets dann erfolgt, wenn die Abweichung des gespeicherten Meßrasters vom neu aufgenommenen mit dem Bildinhalt überlagerten Meßraster (bei Teillichtstärke der vollen Belichtungsstärke) so groß geworden ist, daß der Einphasungsvorgang der beiden Raster nicht mehr möglich ist. Die Austastung des Meßrasters durch Abschalten der Meßrasterbeleuchtung erfolgt stets dann, wenn durch die Differenzbildung von mit dem Meßraster überlagertem Bildinhalt und abgespeichertem Meßraster das Videosignal nicht mehr abgetrennt werden kann, was bei Ausrasten des Einphasungsvorganges zwischen abgespeichertem Meßraster und dem Bildinhalt überlagertem Meßraster der Fall ist. Durch die beschriebene Einblendung des Meßrasters mittels einer durch das Bildverarbeitungssystem gesteuerten Lichtquelle ist es daher möglich, das Meßraster auch bei gleichzeitiger Aufnahme des Bildinhaltes auszufiltern, wobei nur bei Ausrasten des Meßrasters, auf den Bildinhalt für die entsprechende Bilddauer verzichtet werden muß. Wird der Beleuchtungswechsel des Meßrasters mit dem Bildwechsel der Kamera synchronisiert, dann darf die Beleuchtungslampe (LP) eine relativ niedrige Schaltfrequenz aufweisen. Für die Anordnung des Strahlteilers sind zwei Varianten vorgeschlagen: eine Variante nach Fig. 1 für eine portable Kamera bzw. eine auf einen X-Y-Tisch montierte Kamera, wobei der Strahlteiler zur Meßrastereinblendung unmittelbar vor der Bildaufnahmefläche der Bildaufnahmeröhre (ABF), oder äquivalentem Ersatzbildaufnahmesystem, unabhängig von der Brennweitenänderung des Objektivs angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, welches in stationärer Anordnung des Kameraobjektivs zu einem Drehspiegel DS oder rotierenden Spiegeln eines Rotationskörpers eine Umlenkung des vom Kameraobjektiv erfaßten optischen Strahlweges (1 b) zum Aufnahmeobjekt (OBJT) ermöglicht (1 a), ist der Strahlteiler zur Meßrastereinblendung zwischen Spiegel und Aufnahmeobjekt angeordnet, wobei der Abstand zwischen Strahlteilerpunkt und Objekt des Aufnahmestrahlweges (1 a) gleich dem Abstand zwischen Strahlteilerpunkt und Meßraster (RT) des Meßrastereinblendestrahlweges (2) ist (jeweils Abstand DS). Da das Meßraster zusammen mit dem Objekt stationär bleibt und auf den Spiegel miteingekoppelt ist, wird bei Drehung bzw. Schwenkung des Spiegels das Spiegelbild des Meßrasters in Übereinstimmung zum Spiegelbild des Aufnahmeobjektes gemeinsam mitabgelenkt, wodurch für die Spiegelverdrehung kein eigenes Längenmeßsystem (bzw. Winkelmeßsystem) erforderlich ist. Die durch die Spiegelverdrehung erzeugte Objektspiegelbildablenkung kann also unmittelbar durch die Videokamera über das eingeblendete Meßraster mit erfaßt werden. Um dies so einfach als möglich zu machen weist das Meßraster (Fig. 3) zusätzlich zur Rastereinteilung auch noch eine Kontrastkodierung (Farbe oder Idensität bzw. Strichbreite) jener Teilstriche auf, die der Markierung für die einzelnen Spiegelabschnitte für die Verdrehung des Spiegels entsprechen (bei Nachführen des Objektspiegelbildes auf den jeweils von der Meßkamera erfaßten Bildausschnitt). Dadurch braucht die Meßkamera für jede Ablenkzeile nur jeweils einen aus allen anderen Kontrastwerten des Meßrasters jeweils herausragenden Kontrastwert aus den die Objektverschiebung bei der Spiegelverdrehung betreffenden Teilstrichen abzutasten (z. B. durch Fensterkomparatorvergleich des Videosignals). Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante ist die Anordnung der Lichtquelle für die Belichtung des Aufnahmeobjektes. Vorzugsweise durch einen um das Objektiv bzw. der dem Objekt zugewendeten Aufnahmeöffnung geschobenen Ring bzw. ringförmiger Verspiegelung mit nach unten weisender schräger Ringfläche (SF) um eine möglichst homogene Ausleuchtung der Aufnahmefläche zu erhalten. Ist das Meßraster voll eingeblendet, dann ist die Beleuchtung des Aufnahmeobjektes erloschen, um den Bildinhalt völlig auszutasten.

Die Bildabtastung eines Koordinatenrasters und die Verwendung eines Koordinatensystems in Bildverarbeitungssystemen ist dem Durchschnittsfachmann bekannt, so daß Softwareerläuterungen nicht angegeben werden. Dies trifft auch für das Einphasen zweier Zeitraster (abgespeichertes und neu aufgenommenes) zu, da das aufgenommene Meßraster ja letzten Endes ein Zeitraster ist und solche Einphasenvorgänge entsprechend der bekannten Synchronübertragungsverfahren Stand der Technik sind, wobei zur Feststellung betreffender Phasenverschiebungen das Integral aus den einzelnen Rasterabweichdistanzen gebildet ist (per Software).

Das Einphasen der Rasterabweichung hat vor allem den Vorteil, daß bei jedem Bild bzw. Halbbild der Bildinhalt zusammen mit dem Meßraster abgetastet werden kann, was natürlich die Reaktionszeit der Kamera stark erhöht. Nur wenn keine Einphasung wegen zu großer Rasterabweichung mehr möglich ist, ist eine Austastung bzw. Überblendung des vor der Kamera aufscheinenden Bildinhaltes durch das Meßraster erforderlich. Das Meßraster selbst ist vorzugsweise als Diafilm ausgebildet, der über eine schaltbare Projektionslampe von hinten ausgeleuchtet ist und dessen Projektionsbild auf den Strahlteiler geworfen ist. Das Dia steckt hierbei in einem Rahmen (RM) das in eine Rahmenführung als Abschlußfläche des innenseitig verspiegelten Lampengehäuses (G) eingeschoben ist. In den Figuren bedeuten: ABF . . . Aufnahmefläche der Bildaufnahmeröhre, ST . . . Strahlteiler, OVI . . . Objektiv, OBJT . . . Aufnahmeobjekt, u _LP . . . von Bildverarbeitung gelieferte Lampenspannung für Ausleuchtung des Meßrasters RT, DS . . . Drehspiegel mit Achse . . . a, RT . . . Meßraster mit Bildverschiebemarkierungen BML für Drehwinkelsteuerung des Drehspiegels, Fig. 4a und 4b: S . . . Schwarz, W . . . Weißgrenzwert mit Kurve 1 . . . Bildinhalt ohne Meßrasterbelichtung, Kurve 2 . . . Bildinhalt mit Meßrasterbelichtung (Teillichtstärke), Fig. 5: Der Differenzverstärkeranordnung (jeweils a-b) sind zugeleitet: uv (Btn) . . . Videosignal mit überlagertem Meßraster (aktualisiert) und uR (Btn-1) . . . Meßrastersignal aus Bildspeicher (vorhergehend abgetastet bzw. durch Einphasen erneuert mit Ausgangs-Video (Btn) . . . aktualisiertes Videosignal, und für den zweiten Differenzverstärker: Video (Btn-1) Videosignal; bzw. Bildinhalt aus Bildspeichern vorhergehend abgetastet bzw. über erste Differenzverstärkerschaltung (Video Btn) jeweils erneuert), subtrahiert von uv (Btn) mit Ausgang Raster . . . erneuerte Rasterspannung. Die Phasenverschiebung dieser Rasterspannung zum abgespeicherten Meßschalter ist ein Maß für die Phasengleichheit. Für vorliegende Erfindung wird auch Schutz für eine Ausführung begehrt, bei der das Meßraster stets durch Überblenden des Bildinhaltes (Überbelichtung von Meßraster mit LP) im jeweiligen Bedarfsfall der Kamera zur Abtastung, zweckmäßigerweise mit Bildwechsel synchronisiert, vorgelegt ist.

Kurzbeschreibung von Teil 1

Meßkamera mit einer elektronischen Ablenkung oder Adressierung des Bildaufnahmepunktes. Aufgabenstellung: Einblendung eines Meßrasters, welches mit dem Aufnahmeobjekt identisch ist, so daß es möglichst oft für das Bildverarbeitungssystem als Koordinatenraster zur Verfügung steht, wobei der Bildinhalt ebenso möglichst oft abgetastet werden soll. Lösung ist ein Strahlteiler, dessen erster Strahlweg (1) das Objekt auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abbildet und dessen zweiter Strahlweg ein Meßraster auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abbildet, weiters eine Lichtquelle welche das Meßraster auf den Strahlteiler projiziert. Es sind zwei Varianten beschrieben: eine für portable Kamera und eine für stationären Aufbau mit Ablenkspiegel für die weitere Objektablenkung, wobei das Meßraster zugleich als Längenmeßsystem verwendet ist. Für die Zusammenfassung eignet sich besonders Bild Fig. 2.

Teil 2 Beschreibung, Zusatzanmeldung Meßkamera, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausführung einer Meßkamera nach (Teil 1), P 36 14 346.4 des gleichen Anmelders. In dieser Anmeldung ist eine Meßkamera beschrieben, die zur Erzeugung einer besonders guten Linearität des abgetasteten Bildes eine Anordnung zur Einblendung eines dem Abbildungsmaßstab des aufgenommenen Objektes entsprechenden Meßrasters aufweist, welches dann ebenfalls vom Bildkonverter der Kamera abgetastet wird und für die Software eine den Markierungs- bzw. Kreuzungspunkten des Meßrasters entsprechende Adressenteilung der Bildpunkte eines aufgenommenen Bildes liefert. Vorliegender Zusatzanmeldung liegt die technische Aufgabe zugrunde, aufbauend auf eine solche Software eine Hardware zu schaffen, die eine besonders schnelle Echtzeitlinearisierung des von der Kamera jeweils aufgenommenen Bildes unter Verwendung der Einblendanordnung für das Eichraster ermöglicht, wobei die Software nur einfache sequentielle Entscheidungen bzw. einfache Berechnungen ausführen muß, die z. B. von einer schnellen PAL-Logik gesteuert werden kann. Das Lösungsmerkmal der Erfindung umfaßt nach Anspruch 1 eine Unterteilung des von der gesteuerten Lichtquelle (vgl. Hauptanmeldung) belichteten und auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildeten Meßrasters (RT) in zwei Zonen (AN und AT), von denen zusätzlich zur Einblendmöglichkeit, des ersten Meßrasterteiles (AN), auf dem das aufzunehmende Objekt zur Abbildung gelangt, der außerhalb dieses Meßrasterteiles (AN) liegende Teil des Meßrasters (AT) zu Synchronisationszwecken unabhängig zur Einblendung des Meßrasterteiles, auf dem das Objekt abgebildet ist, eingeblendet werden kann. Durch diese Unterteilung des Meßrasters erhält die Anordnung zwei Vorzüge: erstens ist nach dem Einschalten, oder bei Bedarf, die Einblendung des Meßrasters auf der vom Aufnahmeobjekt beschriebenen Bildfläche der Kamera möglich. Die Kreuzungspunkte des Meßrasters sind Markierungspunkte für die Bildspeicheradressenplazierung des aufgenommenen Bildinhaltes und kalibrieren somit die Abtastung der vom Ablenksystem der Kamera gelieferten Bildinhalte. Diese Kalibrierung betrifft vor allem den Einfluß der 50 Hz bzw. 60 Hz Netzfrequenz auf die Ablenkverzerrung der Kamera, wodurch dieser Einfluß eliminiert ist. Da der Einfluß der Netzfrequenz auf die Kameraablenkung einigermaßen von Bild zu Bild konstant ist,kann auf eine regelmäßig wiederholte Einblendung des Meßrasters auf der vom Aufnahmeobjekt beschriebenen Bildfläche der Kamera verzichtet werden; zweitens: ist bei jedem Halbbild die Einblendung des Meßrasters außerhalb der vom Aufnahmeobjekt beschriebenen Bildfläche möglich. Die erfolgt vorzugsweise am oberen Bildrand des Kamerabildes, der vom Ablenksystem der Kamera, bzw. Aufnahmeröhre, noch mit erfaßt wird oder auch z. B. am Bildseitenrand (AT).

Um die Abtrennung des Bildrastersignales von evtl. Störbildinhalten der Bildaufnahmefläche zu vereinfachen, kann eine diesen oberen Bildrand abdeckende Blende (BLR) über das Aufnahmeobjekt gelegt oder fest an der Kamera angeordnet werden. Weiteres schirmt diese Blende auch noch das Gegenlicht ab, welches zur Verstärkung der Lichtverhältnisse für die Meßrasterein- bzw. Ausblendung im Objektraum durch eine Beleuchtungsquelle zur Ausleuchtung des Objektes auftritt. Erfolgt die Einblendung des Meßrasters über die vom Aufnahmeobjekt beschriebene Bildaufnahmefläche der Kamera, dann wird die Beleuchtung des Objektraumes jeweils (alternierend zur Beleuchtung des Meßrasters) ausgeschaltet, wodurch sich ein guter Kontrastunterschied zwischen Objektbild und Meßrasterbild an der Bildaufnahmefläche der Kamera ergibt. Für weniger anspruchsvolle Bildmessungen ist dann eine bedampfte Glasscheibe mit einer der Strahlteilung entsprechenden Schrägstellung als Strahlteiler für die Zuschaltung des Meßrasters ausreichend.

Während der bei jedem Halbbild am oberen Bildrand vorgenommenen Einblendung des Meßrasters erfolgt die Nachstellung des Eichrasters, welches zu Beginn einer Aufnahmephase während der Einblendung des Meßrasters über die gesamte Bildfläche den Kreuzungspunkten des Meßrasters entsprechend eingeschrieben worden ist. Diese Nachstellung des Eichrasters soll vor allem die Temperaturdrift der elektromagnetischen Ablenkung eines entsprechenden Aufnahmesystems ausgleichen, welche z. B. durch Veränderung des Stromanstiegs in den Ablenkspulen durch Änderung des ohmschen Widerstandes (L/R = t), etc., verursacht ist.

Das Zusammenwirken von Hardware und Software für die Linearisierung erfolgt für ein elektromagnetisch abgelenktes Aufnahmesystem (z. B. Vide-, Newvi-, oder Tschalnikon) in folgender Weise:

• a) die in X-Richtung verlaufenden Zeilen des eingeblendeten Meßrasters sind in Zeilenablenkrichtung (Horizontale Richtung) der Kameraröhre ausgerichtet. Die zu diesen Linien senkrecht (in Y-Richtung) verlaufenden Linien des Meßrasters bilden die Synchronisationsstützpunkte, bzw. Eichpunkte, für die Linearisierung der Zeilenablenkung, bzw. Horizontalablenkung, der Kamera.
• b) die in Y-Richtung des eingeblendeten Meßrasters verlaufenden Linien des Meßrasters bilden die Synchronisationsstützpunkte, bzw. Eichpunkte, für die Linearisierung der Vertikalablenkung, bzw. Zeilenablenkung in Y-Richtung (je nach Abweichung nach oben oder unten), der Kamera.
• c) die Linearisierung der Horizontalablenkung der Kamera erfolgt durch einen die abgetasteten Bildpunkte entsprechend der Zeilenablenkung fortschaltenden Pufferspeicher dessen Zeitdifferenz zwischen einem jeweils gleichen ein- und ausgeschriebenen Bildpunkt der vorzunehmenden Linearisierung der Breite eines Bildpunktes (in X-Richtung) entspricht. Von den beiden Möglichkeiten, die Bildpunkte mit konstanter Taktfrequenz einzulesen und mit variierender Taktfrequenz auszulesen oder die Bildpunkte mit variierender Taktfrequenz einzulesen und mit konstanter Frequenz auszulesen, wird von der letzteren bevorzugter Gebrauch gemacht, da die Ausleserate dann mit jedem beliebigen Videosystem synchronisiert werden kann,
• d) die Linearisierung der Vertikalablenkung der Kamera erfolgt durch unmittelbare Korrektur des Anstieges der Ablenkspannung an den Ablenkspulen.
• e) die Feststellung der Abweichung der Horizontalablenkung von den Synchronisationsstützpunkten des Eichrasters erfolgt durch Differenz- oder Verhältnisbildung der Zeitspanne zwischen jeweils zwei Amplitudenmerkmalen, die aufeinanderfolgende Linien in Y-Richtung des Eichrasters anzeigen und der Zeitspanne des internen Adressiertaktes der Bildelemente längs einer Fernsehzeile. Diese Differenz- bzw. Verhältnisbildung erfolgt am besten unmittelbar digital mit einem in ECL-Logik aufgebauten Minirechner oder mit entsprechenden Logikbausteinen, wobei die digitalen Werte, welche die auszugleichenden Horizontalabweichungsinkremente charakterisieren, in einen Zirkulationsspeicher eingeschrieben werden, der synchron zur Horizontalablenkung der Kamera läuft und bei Lesen des Meßrasters eingeschrieben sowie bei Lesen des Bildinhaltes ausgelesen wird und die Linearisierungsfrequenzvariation des Bufferspeichers, für das linearisierte Einschreiben des Bildinhaltes in den Bufferspeicher, bei der Objektbildaufnahme erzeugt,
• f) die Feststellung derAbweichung der Vertikalablenkung von den Synchronisationsstützpunkten des Eichrasters erfolgt durch Differenz- oder Verhältnisbildung der vom Meßraster gelieferten Amplitudenwerte bzw. Kontrastwerte, zu Zeitpunkten, deren Zeitspanne der Meßkonstante zur Feststellung der Abweichung für die Vertikalablenkung entspricht. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß eine Fehlbewertung der Amplitudenwerte, welche durch die Linien in Y-Richtung des Meßrasters verursacht sind, zu vermeiden ist. Die Unterscheidung der durch die X-Linien des Meßrasters erzeugten Amplitudenwerte von denen in Y-Richtung, erfolgt durch Feststellung der zeitlichen Änderung des Amplitudenwertes zwischen zwei Kreuzungspunkten (in X-Richtung bzw. Richtung der Horizontalablenkung) des Rasters. Zu diesem Zweck ist in bevorzugter Ausführung der Erfindung eine Differenzierschaltung vorgesehen, die bei schneller Änderung des bei der Abtastung des eingeblendeten Meßrasters auftretenden Bildsignals, einen Austastimpuls für die Anordnung zur Feststellung der Abweichung der Vertikalablenkung erzeugt. Dieser Austastimpuls könnte natürlich auch rein durch die Software erzeugt sein, jedoch müßte der Prozessortakt dann einen Bruchteil des Bildsignalanstieges während der Abtastung der Y-Linien des eingeblendeten Meßrasters sein, was zwar technisch möglich, jedoch aufwendig ist. Die Differenz oder Verhältnisbildung der vom Meßraster gelieferten Amplitudenwerte betreffend der geringen Änderung in X-Richtung, welche durch durch die in X-Richtung verlaufenden Linien des eingeblendeten Meßrasters verursacht sind und lediglich die Abweichung der Vertikalablenkung betreffen, kann dann natürlich durch die Software eines ECL-Bildverarbeitungsprozessors oder durch eine mit entsprechenden Logikbausteinen vorgenommene Hardwareschaltung vorgenommen sein. Diese digitalisierten Werte werden dann unmittelbar in einen Bildspeicher eingeschrieben, der die Linearisierungsfrequenzvariation des Bufferspeichers für den Bildinhalt des abgetasteten Objekts über einen Taktfrequenzvariationsgenerator erzeugt.
• g) Während der Bildabtastung des Aufnahmeobjektes werden zu jedem Lesetakt des Bildspeichers die erforderlichen Linearisierungsfrequenzvariationen des Bufferspeichers, welche die Linearisierung der Horizontalablenkung (vgl. Absatz "c") betreffen, als auch die Werte zur Korrektur des Stromanstieges für die Ablenkspulen der Vertikalablenkung (vgl. Absatz "d") ausgelesen. Die Linearisierungsfrequenzvariation des Bufferspeichers nimmt eine den Linearisierungswerten entsprechende Variation der Periodendauer des Taktes für den Adressenzähler des Pufferspeichers während des Einschreibens des Objektbildinhaltes vor und ist durch einen programmierbaren Jittergenerator bzw. serial-multiplier, der aus einer Quarzfrequenz in schrittweisen Incrementen erweiterbare bzw. verkürzbare Periodendauerzeiten als Ausgangsfrequenz, welche gleich der Einschreibetaktfrequenz des Pufferspeicheradressenzählers ist, den vom Bildspeicher gelieferten Linearisierungswerten entsprechend erzeugt, realisiert. Genauso wie die vom Bildspeicher gelesenen Linearisierungswerte für die Linearisierung der Horizontalablenkung den Programmiereingängen des Jittergenerators zugeleitet sind, sind die zu diesen Werten aus dem Bildspeicher jeweils parallel ausgelesenen Linearisierungswerte für die Linearisierung der Vertikalablenkung (VSP) nach entsprechender Digital-Analogwandlung einem Addierverstärker zugeleitet, der die Summierung der beiden Ströme: Strom der Ablenkspule (VSP), welcher vom Ablenkgenerator der Kamera geliefert ist und Strom welcher dem Linearisierungsanteil, der vom DA/Wandler der Linearisierungswerte geliefert ist, vornimmt. In besonders bevorzugter Ausführung ist die Summierung dieser Ablenkströme durch wahlweise, dem Linearisierungswert jeweils entsprechende Hinzu- und Wegschaltung von Bypath- bzw. Nebenschlußwiderständen parallel zum Strompfadwiderstand der Ablenkspule geschaltet, wodurch sich eine der Regelgröße für die Änderung der Vertikalablenkung entsprechende Veränderung des ohmschen Serienwiderstandes der Ablenkspule und somit Veränderung des Stromanstieges in der Spule ergibt.

Für das in den Punkten "a" bis "g" erläuterte bevorzugte Zusammenwirken zwischen Ablenkung einer Bildröhre und digitaler Speicherung von Signalwerten ergeben sich folgende Vorteile, die besonders der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung für die Echtzeitlinearisierung unter Verwendung eines eingeblendeten Meßrasters gerecht werden:

• 1. Die Bildauflösung der Kamera bleibt voll erhalten, auch wenn ein Bildspeicher, der eine wesentlich langsamere Zykluszeit aufweist, als es der in Richtung der Horizontalablenkung gemessenen Breite eines der Kameraauflösung zugrunde liegenden Bildpunktes entspricht, verwendet ist. (Enorme Kosteneinsparung bei Bildspeicher).
• 2. Die Linearisierung der Bildgeometrie kann auch um Bruchteile der Abmessungen eines Bildpunktes, so wie er sich aus der maximalen Bildauflösung der Kamera ergibt, vorgenommen werden. Der Speicher für den Bildinhalt des aufgenommenen Bildobjektes ist mit einer Speicherkapazität von einer Fernsehzeile völlig ausreichend und kann daher mit besonders schnellem Zugriff kostengünstig als FIFO-Speicher(first in- first out) ausgebildet werden.
• 3. Für den Bildspeicher ist kein D/A-Wandler erforderlich (nur für den Bufferspeicher, D/A- bzw. A/D-Konverter).

Die Realisierung des Meßrasters ist in folgender Weise vorgenommen:

Auf einer Glasplatte (vgl. Fig. 6) ist das Meßraster den Abmessungen des abgetasteten Bildausschnittes der Kamera entsprechend geritzt. Die Zahl der Linien in Richtung der Horizontalablenkung (X-Richtung) entspricht genau der Anzahl von Fernsehzeilen innerhalb des von der Kamera abgetasteten Bildausschnittes. Hierbei wird für eine Variante besonderer Ausgestaltung um weiteren Schutz angesucht, bei der nach jeweils einem (aus zwei Halbbildern bestehenden) Ganzbild über die Linearisierungsschaltung der Vertikalablenkung (vgl. "g") die Vertikalablenkung um jeweils 1/4 des Zeilenabstandes eines Halbbildes (entspricht also Zeilensprung um 1/4) gegenüber den Zeilen des vorhergehenden Ganzbildes versetzt sind. Anstelle des erforderlichen 1/4 Zeilensprunges wird zusätzlich zur Nachregelung des Anstiegs der Vertikalablenkung in die Ablenkspulen ein Offsetstrom eingeprägt, der nach jedem zweiten Ganzbild zu-, bzw. phasenversetzt um ein Ganzbild, wieder abgeschaltet wird. Dadurch kann die Standardfernsehnorm beibehalten werden, nur die Zeilenadressierung eines der Kamera nachgeschalteten Bildspeichers einer Bildverarbeitung muß nach jedem zweiten Halbbild entsprechend mit einem bit zur Segmentadressierung umgeschaltet werden. Dieses Bit wird unmittelbar von der Steuerung des Offsetstromes abgegriffen. Die Zahl der Zeilen auf dem Meßraster der Glasplatte ist dann doppelt so hoch wie die Zahl der Zeilen eines Ganzbildes innerhalb des von der Kamera abgetasteten Bildausschnittes. Der von der Kamera dargestellte Bildausschnitt, in dem das aufgenommene Objekt abgebildet ist, wird auf der Glasplatte von einem Rahmen begrenzt, wobei innerhalb des Rahmens die Lichtquelle für die impulsartige Beleuchtung des Meßrasters, die mit der Bildwechselfrequenz der Ablenkung synchronisiert sein kann, untergebracht ist. Außerhalb des Rahmens ist das Meßraster der Glasplatte der Zeilenzahl der Abtastnorm entsprechend fortgesetzt und wird von einer weiteren impulsartig betriebenen Lampe ausgeleuchtet, die von der Lampe im inneren des Rahmens durch den Ramen abgeschirmt ist. Da das äußere Meßraster außerhalb des Bildfensters für die Abbildung des Aufnahmeobjektes, jedoch noch innerhalb der Aufnahmebildfläche der Kamera liegt, kann es durch die äußere Lampe dauernd ausgeleuchtet werden und die Kamera durch diesen Teil des Meßrasters in Bezug auf die Temperaturdrift nachsynchronisiert (betrifft Vertikalablenkung) bzw. der Pufferspeicher (betrifft Horizontalablenkung) in seiner Einschreibtaktfrequenzvariation nachgeregelt werden.

Besondere Anwendungen dieser Kamera sind: Hochauflösende Meßkameras ohne geometrische Verzerrung, Herstellen der Konvergenz von Farbpunkten von Mehrröhrenkameras, deren Bildfenster über Prismenoptik jeweils das gleiche Aufnahmebild abtasten (R, G, B) oder auch Herstellen der Konvergenz von Mehrröhrenkameras, deren Bildfenster jeweils über Prismenoptik das gleiche Aufnahmebild zu versetzten Zeitpunkten, z. B. um ein Halbbild versetzt, antasten, um die Aufnahmegeschwindigkeit bzw. Bildauflösung eines Halbbildes zu erhöhen, bzw. gleich in dem Ganzbild zu setzen. Mit der voranstehend genannten 1/4 Zeilenversetzung und der Verwendung von vier Kameraröhren, die den gleichen Bildausschnitt mit gemeinsamer Rastereinblendung abtasten, kann daher die Zeilenzahl je Halbbild vervierfacht werden, wobei durch einen Ausgangsmultiplexer vier parallele Videokanäle zur Verfügung stehen, die der Versetzung der Vertikalablenkung der Kameras um jeweils ein Halbbild entsprechend jeweils die gleiche geometrisch entsprechende Fernsehzeile an einen Kanalausgang schalten und dies z. B. so vornehmen, daß der erste Kanal die erste, der zweite Kanal die zweite, der dritte Kanal die dritte und der vierte Kanal die vierte Fernsehzeile einer jeweils aus vier Fernsehzeilen bestehenden Gruppe von Fernsehzeilen eines Ganzbildes liefert, wodurch einmal die Wiederholrate eines Ganzbildes gleich einem Halbbild, also verdoppelt und die Zeilenzahl eines Halbbildes gleich dem zweier Ganzbilder, also vervierfacht wird. Die Vertikalablenkungen der Aufnahmeröhre sind dann jeweils um ein Halbbild, welches zur Netzfrequenz synchron ist, versetzt, wodurch der Einfluß der Netzfrequenz, der durch Einblenden des Meßrasters über die volle Bildfläche linearisiert worden ist, sich auf die Vertikalablenkung nicht auswirkt. Es ist evident, daß bei Verwendung von 3×4 Schwarz-Weiß Kameraeinheiten, die über Prismenoptik auf ein gemeinsames Aufnahmefenster zusammengeführt sind, das Prinzip auch für eine R-G-B-Kamera angewendet werden kann.

Weiters kann das Prinzip auch auf Monitore angewendet werden, weshalb auch für diese Anwendung um Schutz begehrt wird. Insbesondere trifft dies für Bildprojektionsmonitore zu, bei denen z. B. wiederum vier um ein Halbbild jeweils versetzt abgelenkte Projektionsröhren, als auch vier um ein Halbbild ebenfalls versetzt abgelenkte Aufnahmeröhren über eine Prismenoptik einen gemeinsamen Strahlgang bzw. Bildfenster haben. Die Auskopplung des Projektionsstrahlganges auf den Strahlgang der Kamera wird wieder über Strahlteiler vorgenommen. Weiters ist eine Einblendung eines Meßrasters auf den Strahlgang des Projektors, ähnlich einem Diaprojektor, vorgesehen, was wiederum der erfindungsgemäßen Anordnung entspricht. Für eine R-G-B-Ausführung ist die Zahl der Projektionsbildröhren wiederum verdreifacht. Die Zusammenführung vieler Bildfenster auf einen gemeinsamen Strahlgang ist unproblematisch, da gegebenenfalls auftretende Verzerrungen durch das eingeblendete Meßraster rauslinearisiert werden. Die Kamera erfüllt hierbei lediglich den Zweck zur Abtastung des jeweils eingeblendeten Meßrasters. Um zu verhindern, daß das ständig eingeblendete Synchronisationsraster am Bildrand erscheint, wird als "Dia"-Lichtquelle ein Licht im nicht-sichtbaren Bereich bevorzugt, bzw. entsprechend gefiltert projiziert und von der Kamera aufgenommen. Der beschriebene Projektor wird dann wiederum von vier synchron um ein Halbbild jeweils versetzten Kanälen, die von der Halbbildumschaltung der Projektionsanordnung jeweils durch Eingangsmultiplexer umgeschaltet werden, gespeist, hat eine Bildwiederholrate entsprechend der Halbbildfrequenz der Standardnorm und vierfache Zeilenzahl der Standardnorm. Das Speisesignal kann mit vier parallel geschalteten Videorekordern, deren Gleichlauf über first-in first-out Pufferregister und einer entsprechenden Gleichlaufregelung der Motore hergestellt ist, geliefert werden.

Die Linearisierung der Ablenkung durch Meßraster bietet noch folgende weitere Anwendungsmöglichkeit:

Anstelle der elektromagnetischen Ablenkung kann auch eine elektrostatische Ablenkung, auch bei kurzer Bauform von Bild- oder Aufnahmeröhren verwendet werden, da eine Linearisierung jederzeit möglich ist. Besonders bei Aufnahmeröhren kann die Ablenkgeschwindigkeit soweit erhöht werden als es das als Photoelement verwendete Halbleiterplättchen zuläßt bzw. auch Mehrstrahlsysteme gebaut werden.

Anhand der Erläuterung zu den Abbildungen sollen die angegebenen Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden:

Fig. 6 zeigt einen Ausführungsvorschlag für die Unterteilung des auf einer Glasplatte eingravierten Rasters RT in eine innere Zone AN und eine äußere Zone AT, wobei die innere Zone für die Abbildung auf der Bildfläche des Objektes (OBJ) und die äußere Zone ausschließlich für die Synchronisation vorgesehen ist und vom Bildfenster BFE der Kamera bzw. von der Kameraablenkung noch voll erfaßt ist. Damit die äußere Zone ständig das Raster einblenden kann (mit Lampe LA), weist das Bildfenster der Gesamtanordnung (Schutzscheibe SG) einen Blendenrahmen (ABD) zur Abdeckung der äußeren Zone für das Objektbild auf. Für die Aufnahme von Bildern an planen Flächen eignet sich besonders eine Leuchttischversion nach Abb. 1e, bei der die Leuchttischlampe (LTS) alternierend zur Lampe, die die Ausleuchtung des inneren Rasterfeldes (LI für Ausleuchtung von AN) vornimmt, die Ausleuchtung (Lampe LTS) der transparenten Leuchttischplatte (LSP) vornimmt. In vorzugsweiser Ausführung ist die Rasterausleuchtung als Abdeckgehäuse der Rasterzonen (RFA für äußere, RFI für innere Zone) mit reflektierender Innenwand und zentral angeordneter Lampenfassung (LA, LI) ausgeführt. Die Befestigung der Gehäuseteile kann entweder an der Glasplatte des Meßrasters (RT) erfolgen, oder das innere Gehäuseteil kann mit dem äußeren Gehäuseteil an einer Stelle mit einem Befestigungsbügel (HBZ) verbunden sein, der für die Synchronisationsregelung an der äußeren Zone des Rasters nicht abgetastet wird (tote Zone TZ). Fig. 6b und -d, zeigen einen Schnitt durch das Gehäuse der Lampenkammern der Rasterbeleuchtung, Fig. 6c die Zonenaufteilung des Rasters, Fig. 6e, die Leuchttischvariante und Fig. 6f die Wahrheitentabelle für die Lampenansteuerung (LI alternierend LTS bei Netzsynchronisation, LA dauernd bei jedem Halbbild).

Fig. 7 zeigt einen Ausführungsvorschlag für die Abtrennung der Synchronisationssignale, bzw. Eichstützpunkte, für beide Koordinatenrichtungen X und Y während der Rasterbildaufnahme. In Beispiel nach Fig. 7a läuft der Elektronenstrahl e in Abweichung zur Rasterlinie um den Winkel α (in Richtung X). Das bei der Rasteraufzeichnung entstehende Bildsignal (BS) zeigt in Abb. 7b die Abweichung vom Sollwert, wobei die Querlinien zur abgetasteten Rasterlinie steile Flanken erzeugen, aus denen die Abtastsignale für die Abtastung der Abweichung des Elektronenstrahls von der X-Linie erzeugt sind (SM und SH in Fig. 7d). Mit SH werden die Amplitudenwerte für die Feststellung der X-Linienabweichung in einer Sample- & Hold-Schaltung abgespeichert, mit SM gemessen. Hierbei interessieren einmal der Anstieg aus den jeweiligen Differenzen aufeinanderfolgender Abtastwerte (a 2 minus a 1, a 3 minus a 2, usw.) und weiters die absoluten Werte (a, a 2, a 3, usw.). Die Anstiegswerte werden in der Korrekturschaltung für die Nachregelung der Vertikalablenkung durch Umschalten der Widerstandswerte, welche wegen dem Verhältnis von L/R den Anstieg des Stroms in der Ablenkspule bestimmen verwendet, die absoluten Werte für die absolute Einstellung des Offsetstromes in der Ablenkspule für die Vertikalablenkung. Diese Einstellung wird vor allem während der Einblendung des Meßrasters über das gesamte Bild, also auch über die innere Zone (mit LI über AN) zur Auskalibrierung der Netzfrequenz bzw. während des Einschreibens des Meßrasters in den Bildspeicher (BSP) vorgenommen. Die Veränderung des Serienwiderstandes der Ablenklspule wird vor allem für die Nachsynchronisation außerhalb des Objektbildes mit der äußeren Rasterzone (AT) bei jedem Halbbild zur Kompensation des Temperaturganges vorgenommen. Bei weniger genauen Anforderungen kann die Nachregelung natürlich nur über die Veränderung des Offsetstromes in der Ablenkspule vorgenommen werden. Fig. 7f zeigt die Anschaltung der Differenzierschaltung (DIFF), die einerseits die zur X-Linie querstehenden Rasterlinien, bzw. deren Bildsignalamplitudenwerte über den schnellen Anstieg dieser Werte abtrennt und einerseits über eine Zeitgeber- bzw. Impulsgeberschaltung (ZG) die Steuerimpulse SH und SM erzeugt, andererseits, die Rastersynchron- bzw. Eichstützpunkte für die andere Koordinatenrichtung (RT-Synchr.X) bzw. Ablenkrichtung des Elektronenstrahls (u _SYNCR. -X), deren Zeitdauer (t _x ) in Relation zur Ausgabetaktperiodendauer des Bildinhaltes für die Feststellung der Linearitätsabweichung (in X-Richtung) gemessen ist, liefert.

Fig. 8 veranschaulicht das Speicher- und Linearisierungsschema der Anordnung: Ein in hoher Integrationsdichte aufgebauter kostengünstiger CMOS-Speicher bildet den Bildspeicher (BSP) für alle Linearisierungsstützpunkte innerhalb einer Fernsehzeile (BPZ) aller Fernsehzeilen (ZAZ) mit der Speicherkapazität BPZ × ZAZ. Dieser Speicher kann relativ langsame Zugriffszeit haben, wobei die Dauer seiner Zyklusadresse ZAD ein Vielfaches der Dauer für die Verschiebungslänge eines Bildpunktes in Ablenkrichtung des Elektronenstrahles (X-Richtung), bzw. eine Vielfaches der Dauer für die Breite des Bildpunktes selbst, ist. Sowohl während des Schreibens als auch während des Lesens ist die Bildspeicheradresse (ZAD) fest an das vom Videogenerator gelieferte Bildformat gekoppelt. Die Umschaltung von Lesen auf Schreiben (R/W-BSP) erfolgt durch die Ablaufsteuerung einmal während der Neukalibrierung des Linearisierungsrasters bei voll eingeblendetem Raster über die gesamte Bildaufnahmefläche der Kamera (AN + AT bzw. LI + LA) und weiters für den gesamten Synchronisationsbereich außerhalb der Objektbildaufnahmefläche während der Einblendung des äußeren Synchronisationsrasters (AT) zur Nachkalibrierung der Temperaturdrift. Zu jeder Fortschaltung der Bildspeicheradresse durch den Videogenerator, der auch das R/W-Signal des Bildspeichers formatgerecht umschaltet, werden die bereits erläuterten Linearisierungswerte (VAB, vertikal; und HAB, horizontal) in den Bildspeicher eingeschrieben. In bevorzugter Ausführung ist die Adresse hierbei unterteilt in jene, die jeweils die Neukalibrierung und in eine die jeweils die Nachkalibrierung betrifft. Während der Bildaufzeichnung des Objektes wird der Bildspeicher, der nur Linearisierungsinformationen und keine Objektbildinhalte enthalten muß, gelesen. Für die bereits erläuterte Linearisierung der Vertikalablenkung (Spule VSP) muß berücksichtigt werden, daß bei einer Veränderung der Spulenzeitkonstante (L/R) durch Bypassumschaltung eines Widerstandsnetzwerkes natürlich auch der Strom I _max verändert würde, weshalb dieser als Konstantstrom durch den Ablenkgenerator (VSW) mit Aufsummierung des bereits erläuterten Offsetstromes (IOFFS) eingespeist ist. Der Offsetstrom wird nicht nur für die Linearisierung verwendet, sondern auch, wie bereits erläutert worden ist, die Zeilenablenkung um 1/4 des Zeilenabstandes innerhalb eines Halbbildes (vgl. Z in Fig. 4) zu versetzen, was durch ein toggle-Flip-Flop, das mit jedem zweiten Halbbild- bzw. mit dem Ganzbildwechsel getriggert wird (GBE von TGF) gesteuert ist. Der Ausgang des Flip-Flops ist dann natürlich Bestandteil der Bildspeicheradresse (ZAD). Die Linearisierung der Ablenkung in X-Richtung erfolgt durch einen programmierbaren Jittergenerator (PJG), der durch den vom Bildspeicher gelesenen Linearisierungswert eine Jittermodulation der Taktfrequenz des Pufferspeichers für den Objektbildinhalt (PSP) zum Ausgleich von Linearitätsabweichungen zwischen der Dauer des vom Videogenerator gelieferten Quarztaktes (entspricht fosz durch Teiler T geteilte Frequenz = fm) und der Dauer eines Rasterelementes (vgl. t _x von u _SYNCR. ) in Fig. 7 vornimmt. Als Pufferspeicher ist ein schneller ECL-Speicher verwendet, dessen Kapazität im Prinzip nur so groß sein muß, als Linearisierungselemente für die Linearisierung der größtmöglichen Abweichung in X-Richtung Platz finden. Wird z. B. anstelle einer elektromagnetischen Ablenkung eine elektrostatische Ablenkung der Bildaufnahmeröhre gewählt, dann hat dies insofern Bedeutung, als der Bufferspeicher dann mit wenigen Latches in ECL oder Advanced-Schottky (Gaterdurchlaufzeit 1,2ns) ausgeführt werden kann, also die Ablenkgeschwindigkeit wesentlich erhöht werden kann. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel ist zur Vereinfachung der Ablaufsteuerung der Pufferspeicher überdimensioniert und weist als Speicherkapazität 1 Fernsehzeile auf. Die Adressierung des als Pufferspeicher verwendeten ECL-RAMs ist durch zwei unabhängig voneinander getaktete Zähler vorgenommen, wobei einer die Adresse für das Einschreiben des Speichers liefert (ZE) und der andere die Adresse für das Lesen des Speichers (ZA). Der Einschreibetakt des einen Zählers wird vom programmierbaren Jittergenerator geliefert, der Lesetakt des anderen Zählers vom Videogenerator. Die Zähler sind mit gesonderten Signalen rückgestellt (Zeilenwechsel 2 beim Einschreiben Z 1 und Zeilenwechsel Z 7 beim Auslesen), wobei die Zeitdifferenz zwischen diesen Signalen der Durchgangslaufzeit des abgetasteten Videosignals der Bildröhre entspricht. Für das dargelegte Beispiel also das Zeitintervall zwischen Zeilenwechsel des aufnehmenden und Zeilenwechsel des wiedergebenden Systems, die natürlich durch gemeinsamen Bildwechsel synchronisiert sein können. Ein A/D- Konverter für das Einschreiben bzw. D/A-Konverter für das Auslesen ist nur für den Pufferspeicher erforderlich (VA-Videoausgangsverstärker, dem noch die Synchronsignale zugesetzt werden können). Die Feststellung der Linearisierungswerte für die Vertikalablenkung (Schaltungsteil Δ HAB) erfolgt einmal durch bereits erläuterte Anstiegsabfrage des Rastersignals und absolute Abfrage des Rastersignals (über Sample &. Hold Zwischenspeicherung und mit Komparatorarraybewertung C l . . . Cn und nachgeschalteter ALU zur Aufbereitung der Linearisierungsadressen. Die Alu kann auch eine Korrektur des Wertes unter Berücksichtigung mehrerer Linearisierungsschritte vornehmen.).

Fig. 9 veranschaulicht die erfindungsgemäße Zusammenschaltung von vier gleichartigen durch ein Meßraster linearisierten Videosystemen, die zueinander jeweils mit um ein Halbbild versetzter Ablenkung laufen (vgl. Halbbildtriggerung ipV in Fig. 8 und GBW). Ein jedes Videosystem weist im Videogenerator zwei Status-Flip-Flops (TGF-1 und TGF-2) die die als toggle- Flip-Flop ausgeführt sind und mit dem Halbbildwechsel, der dem genormten Zeilensprungbildwechsel entspricht, getaktet sind, auf. Der Unterschied zwischen den vier Videosystemen besteht lediglich in der Rücksetz- bzw. Setzbedingung der zwei Flip-Flops, die für jedes der vier Videosysteme (A, B, C und D) unterschiedlich durch eine gemeinsame Rücksetz- bzw. Synchronisationsleitung der Videosysteme für alle Flip-Flops entsprechend Darstellung in Tabelle nach Fig. 4a vorgenommen ist. Die Ausgänge der Flip-Flops steuern über eine Kodierung einen Multiplexer an, der für genannte Kameraanwendung vier Eingänge (A, B, C, D) der vier Videosysteme und vier Ausgänge (1, 2, 3, 4) als Schnittstelle, bzw. für genannte Projektions- bzw. Bildwiedergabeanwendung vier Ausgänge zur Speisung der vier Videosysteme (A, B, C, D) und vier Eingänge (1, 2, 3, 4,) als Schnittstelle hat. Der Multiplexer (MUX) nimmt hierbei eine Umordnung der Schnittstellenleitungen durch Entsprechendes Verbinden von 1 aus n Ein- bzw. Ausgängen mit 1 aus n Aus- bzw. Eingängen in der Weise vor, daß die vier Schnittstellenleitungen in jedem Halbbild die gleiche Fernsehabtastzeile der Aufnahmeröhre wiedergeben. Für das in Fig. 4b dargestellte Beispiel mit den Fernsehzeilen UG (ungerade Zeilen im Halbbild), G (gerade Zeilen im Halbbild), UGO (ungerade Zeilen im Halbbild mit Offsetstrom in Vertikalablenkspule um 1/4Z versetzt) und GO (gerade Zeilen im Halbbild mit Offsetstrom in Vertikalablenkspule um 1/4 versetzt) ergibt sich zum Beispiel folgende Halbbildsequenz, die durch den Multiplexer, den vier Zeilenkanälen UG,GO.G,UGO, so wie sie ihrer geometrischen Anordnung der Reihenfolge entsprechen, zugeordnet werden:

Die Videosysteme A, B und C, D zeichnen also Fernsehbilder, die jeweils um den Offsetstrom in der Vertikalablenkung auseinanderliegen. Ein jedes Videosystem führt hierbei einen Zeilensprung nach jedem Halbbild aus.

Das bevorzugte Parallelverfahren hat den Vorteil, daß unter Beibehaltung der für den Frequenzgang von Kameraröhren günstigen Bildwechselfrequenz von 50/60 Hz je Halbbild, die Halbbildfrequenz zur Ganzbildfrequenz, also flimmerfrei wird, und die Zeilenzahl sich entsprechend der bereits üblichen hohen Horizontal (Linien-)auflösung von low-cost-Kameraröhren sich verdoppelt.

Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Konvergenz an 3-D-Projektionsfernsehen, sowohl an Parabol-, als auch an Bildpunktprismen- beschichteter Leinwand. Der Projektor kann hierbei auch gut vom Fußboden aus in schräger Richtung auf die Leinwand projizieren, da durch die beschriebene Rastermethode das Raster durch entgegengesetzte Vorverzerrung die Projektionsverzerrung des Projektors wieder ausgleichen kann.

Die grundsätzliche Anordnung, welche die vorliegenden Erfindung betrifft, ist in Abb. 1a dargestellt, wobei BRO die Bildaufnahmefläche des Videosystems ist, oder auch die Projektionsfläche einer Projektionsröhre sein kann und im Strahlweg des Strahlteilers beliebig viele Bildkanäle zusammengefaßt sein können; oder auch jedes Projektionssystem einen eigenen Strahlteiler mit Meßraster aufweisen kann, wie z. B. bei 3-D-Projektoren. Weiters können für die Aufzeichnung mehrerer synchron laufender Bildabtastsysteme natürlich mehrere Videorekorder gleichzeitig die Bildaufzeichnung durchführen, wobei dann die Motorsynchronisierung wiederum über einen Pufferspeicher vorgenommen ist, der mit dem Bildmusterteil des Synchronisationsrasters (RT) der außerhalb des Objektbildes liegt (AT) und ständig eingeblendet ist (mit LA) und daher auf jedem aufgezeichneten Halbbild enthalten ist, auf Gleichlauf des aufgezeichneten und/oder wiedergegebenen Bildinhaltes synchronisiert ist, wobei natürlich die Motoren der Videorekorder ebenfalls auf Gleichlauf geregelt sind und als allen Synchronsignalen für die Motorengleichlaufregelung übergeordnetes Synchronsignal der Halbbildwechsel der Bildaufzeichnung bzw.-wiedergabe verwendet ist.

Die entsprechend dem Lösungsmerkmal der gestellten technischen Aufgabe, die Bildlinearisierung auch bei jedem eingeblendetem Halbbild ohne den Bildinhalt überschreibende Rasterbildeinblendung in Echtzeit vorzunehmen, wie im kennzeichnendem Teil des Anspruchs 1 dargelegt, durch Interpolationskorrektur des Ablenkmaßstabes der elektronischen Ablenkung bei Änderung des Kalibriermusters während der Einblendung des Meßrasterteiles, der außerhalb der Abbildungsfläche des Objektes, jedoch noch innerhalb des Ablenkbereiches der Kamera liegt, einzustellen, kann entweder durch eine Rechenprozedur in einem schnellen Rechenwerk bzw. ALU vorgenommen werden oder dazu alternativ oder unterstützend durch Aufteilung eines Linearisierungsinkrementes in einen Konstanten und einen proportionalen Linearanteil vorgenommen werden. Für die Vertikalablenkung ist dies die getrennte Einstellmöglichkeit von Anstieg des Ablenkstromes, bzw. gegebenenfalls auch Ablenkspannung, und Offset des Ablenkstromes, bzw. -spannung. Bei der Horizontallinearisierung ist dies die zusätzliche Einstellmöglichkeit der elektronisch linearisierten Ablenkung durch Nachregelung der Eingangstaktfrequenz des programmierbaren Jittergenerators (PJG), z. B. durch einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO). Der Jittergenerator startet dann zu Beginn eines jeden Zeilenwechsels stets mit der vollständigen Taktperiode, da er durch den Zeilenwechsel (ZW) ebenfalls zurückgestellt ist. Die Nachregelung der Taktfrequenz des Jittergenerators erfolgt dann während der Zeit, in der aus dem Bildspeicher (BSP) der Teil der Linearisierungsinformation gelesen ist, der das außenliegende Meßraster (AT) betrifft. Diese Linearisierungsinformation wird auch in jedem Halbbild erneuert. Die Dekodierung dieses Speicherbereiches des Bildspeichers ist dann durch seine Adressierung durch den Videoformatgenerator vorgenommen.

Es ist evident, daß die Linearisierungsschaltung auch für die Linearisierung von Monitoren verwendet werden kann und anstatt des Bildspeicher-RAMS natürlich auch ein Festwertspeicher zur Anwendung kommen kann, weshalb für diese Anwendung auch um Schutz angesucht wird.

Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, daß als Pufferspeicher auch ein Eimerketten bzw. CCD-Analogregister verwendet werden kann, wodurch natürlich der A/D- und D/A-Konverter, als auch die beiden Adressenzähler eingespart werden können. Die Pufferspeicher weisen dann eine Kapazität von jeweils zwei Zeilenlängen über eine Durchlaufzeit von einer Zeilenlänge auf, von denen dann jeweils einer eingeschrieben und der andere einander abwechselnd gelesen werden. Die Organisation der Eimerkettenspeicher erfolgt dann so, daß die Einschreibeingänge zweier Speicherzeilen über einen Multiplexer von einem gemeinsamen Eingang her wahlweise an diesem anschaltbar sind, ebenso die Ausgänge an einen gemeinsamen Ausgang wahlweise anschaltbar sind, wobei nach jedem Zeilenwechsel die zuvor geschriebene Speicherzeile auf den Leseausgang und die zuvor gelesene Speicherzeile auf den Einschreibeingang in alternierend abwechselnder Aufschaltung der Speicherzeilen auf den Einschreibeingang bzw. Leseausgang geschaltet sind. Dadurch das die Speicherzeile genauso lang ist wie eine Fernsehzeile ist die Bildzeile immer an der richtigen Stelle beginnend ausgelesen bzw. eingeschrieben. Das Prinzip dieser Schaltung ist in Fig. 10 dargestellt, wobei SP 1 und SP 2 die Speicherzeilen und MUXE der Einschreibe und MUXU der Lesemultiplexer sind. Selbstverständlich müssen die Schiebetakte dann entsprechend ebenfalls von Einschreibtakt auf Lesetakt, bzw. umgekehrt an den Eimerkettenschieberegistern umgeschaltet werden.

Kurzbeschreibung von Teil 2 Betreff: Meßkamera

Linearisierung der Geometrie durch Einblendung eines Meßrasters (RT), welches abgeteilt ist in ein Feld, das dem Objekt entspricht (AN) und ein Feld, das außerhalb des Objektes und noch innerhalb der Ablenkung der Kamera liegt (AT). Feld AN ist für Linearisierungskalibrierung, insbesondere zur Ausschaltung des Einflusses der Netzfrequenz vorgesehen. Feld AT für die Nachkalibrierung zur Ausschaltung des Temperaturganges während der Ablenkung bzw. Aufzeichnung eines Halbbildes der Kamera. Weitere Anwendungen sind: Herstellen von Bildkonvergenz an Videoaufnahme- Projektions- und Aufzeichnungseinrichtungen, die im Parallelbetrieb arbeiten. Linearisierung der Bildgeometrie an Monitoren.

Für die Zusammenfassung soll Fig. 6 verwendet werden.

Beschreibung Teil 3

vorliegender Anmeldung betrifft eine mit innerer Priorität vorgenommene Zusatzanmeldung zu Teile 1 und 2 mit der technischen Aufgabenstellung die Meßkamera zur Positionserfassung eines auf der Meß- bzw. Bildfläche schnell bewegten Bildpunktes, bzw. einer bewegten Markierung zu verwenden. Die technische Aufgabenstellung stützt sich hierbei auf das Detail, daß unter Beibehaltung der durch das Meßraster der Kamera erzielbaren Linearität bzw. Genauigkeit nach jeder Fernsehzeile der Videokamera die Positionserfassung des bewegten Bildpunktes vorgenommen ist, und nicht erst nach jeweils einem Halb- oder Ganzbild bisher üblicher Bildaufnahmeröhren.

Wie dies in P 36 25 216.6 und in einer weiteren Voranmeldung P 36 14 346.4 bereits beschrieben und offenbart worden ist, betrifft dies in bevorzugter Ausführung eine Meßkamera zur videogemäßen Bildabtastung mit

• a) einer zeilenweise abgelenkten Bildaufnahmeröhre, z. B. Vidikon oder ähnliches,
• b) einem in die Bildaufnahmefläche und/oder am Rand der Bildaufnahmefläche eingeblendeten Meßraster, wobei das Raster am Bildrand auch ständig vorgesehen sein kann
• c) und einer Regelschaltung, bzw. einem Regelkreis, für die Regelung der Vertikalablenkung (Y-Richtung) des Elektronenstrahls der Videoröhre, wobei die von der Bildaufnahmeröhre gelieferten Kontrastwerte des Meßrasters in den Regelvorgang für die Regelung der Vertikalablenkung mit einbezogen sind.

Als Lösungsmerkmal zur gestellten technischen Aufgabe ist folgende besondere Verwendung dieser Anordnung mit folgenden weiteren regelungstechnischen Merkmalen für die Regelung der Vertikalablenkung der Bildaufnahmeröhre vorgesehen:

• a) unter Beibehaltung der zeilenweisen Horizontal- (bzw. X-)ablenkung der Bildaufnahmeröhre ist mit der Vertikal-(Y-)ablenkung der Bildaufnahmeröhre eine Zielverfolgungssteuerung der bewegten Markierung durchgeführt, wobei bei Feststellung einer zeitlichen Verschiebung des Kontrastwertes in Bezug zu seiner Sollposition, die Vertikalablenkung der Bildaufnahmeröhre deren Elektronenstrahl in eine Richtung lenkt, die diese zeitliche Verschiebung des Kontrastwertes ausgleicht, wobei die Sollposition des Kontrastwertes durch die Abtastung des auf der Meßfläche bewegten Bildpunktes jeweils bei Übereinstimmung von Bildpunkt und Vertikalablenkung der Bildaufnahmeröhre gegeben ist,
• b) die Positionserfassung der Vertikalablenkung erfolgt durch Abzählen der für die Vertikalablenkung vorgesehenen Längenmaßstabseinheiten des Meßrasters, wobei jeweils eine Umschaltung der Zählrichtung entsprechend der jeweiligen Richtungsänderung der Vertikalablenkung vorgenommen ist.

Die Unterscheidung der Längenmaßstabseinheiten für deren Dekodierung durch von der Aufnahmeröhre gelieferte Kontrastwerte kann entweder durch unterschiedliche Farbgebung für X- und Y-Richtung oder durch dynamische Dekodierung des Signalanstiegs bei der Kontrastwertabtastung erfolgen (vgl. dazu P 36 25 216.6 und P 36 14 346.4 des gleichen Anmelders).

Im einfachsten Fall ist die Zielverfolgungssteuerung der Vertikal-(Y-)ablenkung dadurch ausgeführt, daß die Richtung, in die der in seiner Position zu erfassende Bildpunkt bewegt ist, bekannt ist, bekannt ist, z. B. bei numerischer X/Y-Koordinatensteuerung, bei der die zu steuernde Einheit (z. B. Greifer) eine von der Videokamera abzutastende Markierung (z. B. Farbstriche) aufweist. Durch Umschaltung der Vertikalablenkung der Kamera von Zielverfolgungsablenkung auf Ganzbildablenkung (entspr. Standart), bzw. umgekehrt, kann auch gleichzeitig die exakte Position eines ruhenden Objektes (das vom Greifer z. B. anzufassen ist) videomäßig abgetastet werden. Ist die Bewegungsrichtung des zu erfassenden Bildpunktes bekannt, dann erfolgt die Zielverfolgungssteuerung der Vertikalablenkung in der Weise, daß die Fortbewegungsgeschwindigkeit des abzutastenden Bildpunktes der Zeilenfrequenz der Bildaufnahmeröhre angepaßt ist und daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Ablenkung des Elektronenstrahls der Kameraröhre und Fortbewegung des abzutastenden Bildpunktes in (jeweils gleicher) Richtung der Vertikalablenkung längs des vom Elektronenstrahl und dem abzutastenden Bildpunkt jeweils zurückgelegten Weges ihr Vorzeichen in incrementalen Schritten wechselt, d. h. daß zu jeder incrementalen Wegeinheit ein alternierend sich abwechselndes "Überholen", bzw. Überschneiden", von Elektronenstrahl und abzutastenden Bildpunkt stattfindet, bei dem für einen Schritt- N, der Elektronenstrahl und für den Schritt- N+1 jeweils der abzutastende Bildpunkt vom jeweils anderen Teil überholt wird. Elektronenstrahl und abzutastender Bildpunkt können hierbei schrittweise oder stetig bewegt sein, je nach Anwendungserfordernis. Als besondere Ausführung wird vorgeschlagen, die Bewegung des Elektronenstrahls in vertikaler Richtung mit dem Hub, der einer Fernsehzeile jeweils entspricht, zu wobbeln, wobei als Wobbelfrequenz ein Vielfaches der Zeilenablenkfrequenz genommen werden kann. Diese Variante eignet sich z. B. auch für eine Zielverfolgungssteuerung, bei der die Bewegungsrichtung des abzutastenden Bildpunktes in Y-Richtung nicht bekannt ist und erst durch die Wobbelbewegung des Elektronenstrahls abgefragt werden muß. Eine weitere Variante ist die bei der die Bewegungsrichtung des abzutastenden Bildpunktes ebenfalls nicht bekannt und lediglich die Bewegung des abzutastenden Bildpunktes in X-Richtung, also in Horizontalablenkrichtung der Bildaufnahme, in incrementalen Schritten gestoppt oder verzögert ist. Veranschaulicht ist dieses Ausführungsbeispiel in Abb. 1: Für übereinstimmende Weglängen der Vertikalablenkung des Elektronenstrahls (e) und Y-Wegkoordinate des abzutastenden Bildpunktes (Zeilenabweichung = 0) beträgt die Zeit von Beginn des Zeilenwechsels ZW zu abgetastetem Bildpunkt, bzw. Bildmarke, welche als in horizontaler Ablenkrichtung verlaufender Strich gekennzeichnet ist, die Zeit t₁. Bei stillstehender Bewegung in X-Richtung verursacht eine Veränderung der Position des abzutastenden Bildpunktes in Y-Richtung die Zeitänderung t₂=t₁±t _x ; t _x ist somit ein Maß für die Richtungsabweichung der Bewegung des abzutastenden Bildpunktes in Y-Richtung. Als Variante zur abwechselnden Änderung der Relativgeschwindigkeit, ist der Zielverfolgungssteuerung der Vertikalablenkung des Elektronenstrahls eine Sägezahnspannung überlagert, die von ihrer Position (bzw. Pegel) die der Zielverfolgung des abzutastenden Bildpunktes entspricht, den Elektronenstrahl während der Dauer einer Fernsehzeile um den Hub (in Y-Richtung) einer Fernsehzeile ablenkt und dann wieder zurückspringt. Durch die Ablenkung entsprechend des Sägezahnanstieges wird genannter "Überholvorgang" des Elektronenstrahls erreicht, durch den Rücksprung des Sägezahnanstiegs wird genannter "Überholvorgang" der abgetasteten Bildmarke erreicht. Da durch die jeweils zwischen neuem Startbeginn des Sägezahns stillstehende X-Bewegung der Bildmarke die Auswertung eindeutig auf die Y-Bewegung sich bezieht, muß die Richtung der X-Bewegung nicht bekannt sein. Es ist evident, daß zwischen den einzelnen Messungen die Bewegung der X-Richtung in incrementalen Schritten vorgenommen sein kann. Zu jedem neuen Schritt der X-Bewegung der abgetasteten Bildmarke wird dann die Zeit t₁ zur Feststellung genannter Zeitdifferenz t _x neu kalibriert. Diese Zeitdifferenz kann durch einfache digitale Zähl- und Speicherschaltung, wie dem Durchschnittsfachmann aus der Bildverarbeitung bestens bekannt, realisiert werden. Als weitere Variante für die Bildmarke kann natürlich auch ein Fadenkreuz verwendet werden, dessen senkrechter Strich vom waagerechten z. B. durch unterschiedliche Farbgebung, oder dynamisch, z. B. durch Differenzierschaltung, unterschieden ist.

Abb. 12 zeigt ein flow-chart für die Zielverfolgungssteuerung, wie zuletzt beschrieben. Mit dem Zustand ST wird die Zielverfolgung der Y-Ablenkung gestartet bzw. die Umschaltung von Ganzbildabtastung, bei der die Vertikalablenkung in Y-Richtung über das gesamte Bild abgelenkt ist, auf Zielverfolgung vorgenommen. Zu Beginn der Zielverfolgung ist entweder die ansonsten bewegte Bildmarke in Ruhelage oder wird von der Vertikalablenkung "eingekreist". Die Vertikalablenkung wird hierbei an einer Position gestartet, die bei der Gesamtablenkung des Bildes die Bildmarke abgetastet hat (Xo/Yo), wobei die Zeilenablenkung die Gleiche ist, wie bei der Ganzbildablenkung. Das "Einkreisen" kann z. B. dadurch vorgenommen sein, daß der Hub der Sägezahnspannung zunächst so bemessen ist, daß der senkrechte Strich der Bildmarke bei grobgerasteter zeilenweiser Fortschaltung der Ablenkspannung erfaßt ist, und dann von dieser Position ausgehend durch Verringerung dieses Hubes waagerechte Linien der Marke abgetastet werden. Nach Kalibrierung der Y- Ablenkspannung auf die ruhende Position der Bildmarke wird von der Bildmarke ein erster Bewegungsschritt in Y-Richtung bei stillstehender X-Richtung vorgenommen, genannte Zeitdifferenz t _x gemessen, und die Y-Ablenkung dieser Abweichung entgegenwirkend gesteuert bis die Abweichung der Zeitdifferenz wieder kompensiert ist. Danach wird in Ruhelage der Y-Koordinate die X-Koordinate der Bildmarke bzw. des die Bildmarke betreffenden Werkzeuges gefahren und durch die Zeilenablenkung der Bildaufnahmeröhre gemessen. Da jetzt sowohl X- als auch Y- Koordinate der Bildmarke mit einer Verzögerung von nur der Dauer einer Fernsehzeile aktualisiert sind, kann jetzt bei stillstehender X-Position des Bildpunktes erneut eine Verschiebung des Bildpunktes in Y-Richtung um ein weiteres Incremental vorgenommen werden. Weil die Erfassung der Verschiebung in Y-Richtung unmittelbar durch die hohe Auflösung der Zeilenablenkung in X-Richtung (mit t _x ) jeweils gemessen ist, kann bei Umrüstung einer billigen Standardkamera in allen Koordinatenrichtungen eine besonders gute und reaktionsschnelle Positionsbestimmung des Bildpunktes erzielt werden. Der eventuelle Einfluß der Netzfrequenz auf die Zielverfolgung des Ablenkstrahles der durch Meßraster linearisierten Kamera kann völlig ausgeschlossen werden, wenn wie zu den genannten Anmeldungen bereits erläutert worden ist, die von der Vertikalablenkung in einem Zeilenraster einzunehmenden Fernsehzeilen in linearisierter Form vorliegen und stets nur die Abweichung einer Verschiebung des Bildpunktes in Y-Richtung, bezogen auf diese Fernsehzeilen, von denen die überlagerte Sägezahnspannung jeweils gestartet wird, in beschriebener Weise über die Horizontalablenkung (t _x ) der Bildröhre gemessen ist, wodurch der Einfluß der Netzfrequenz vernachlässigbar klein ist, bzw. die Horizontalablenkverzerrungen ja durch das Meßraster ebenfalls linearisiert sind.

Abschließend soll noch ausdrücklich festgestellt werden, daß für alle Varianten der Geschwindigkeitsänderung zwischen Vertikalablenkung des Elektronenstrahls und abgetasteten Bildpunkt um Schutz gesucht wird, also z. B. sowohl für stetige Änderung durch Wobbeln oder incrementale Änderung durch aufeinanderfolgendes Aus- Einschalten der Ablenkung bzw. - Ablenkbewegung, in jeweils gleicher Richtung oder natürlich auch in unterschiedlicher Richtung durch Wegumkehr, wie z. B. für das erläuterte Ausführungsbeispiel mit der Überlagerung eines Sägezahns bei der Zielverfolgungssteuerung. Als Variante kann die Wobbelung oder Bewegungsumkehr natürlich auch bei der Bildmarke bzw. durch das Werkzeug (Vibrieren der Bildmarke) vorgenommen sein, jedoch ist die rein elektronische Bewegungssteuerung der Ablenkung der Bildröhre natürlich die befriedigendere Lösung.

Eine weitere Verbesserung für die Ableitung der durch das Meßraster im Bildausschnitt linearisierten Stellgröße erhält man durch etwas verkleinerten Bildausschnitt unter einer Einrahmung des Bildausschnittes durch das Meßraster. Da das Meßraster dann für jede Ablenkzeile der Bildaufnahme vorhanden ist, kann durch Abzählen der Kontrastunterschiede der Meßrasterlinien eine Nachkalibrierung oder auch die direkte Ableitung der Stellgröße für die Zielverfolgung der Y- Ablenkung vorgenommen sein.

Weiters wird noch darauf hingewiesen, daß die Koordinaten des bewegten, bzw. in seiner Bewegung abgetasteten Bildpunktes nicht unbedingt deckungsgleich mit den Ablenkkoordinaten der Kameraröhre sein müssen, sondern auch in einem Winkel zueinander versetzt sein können.

Für die beschriebene Positionserfassung der numerisch gesteuerten Bildmarkierung eines Werkzeuges kann das Werkzeug völlig ohne zusätzlichen Wegaufnehmer positioniert werden, da für jeden Bewegungsschritt die zugehörigen jeweils gefahrenen Weglängen aktualisiert gemessen sind.

Eine weitere Alternative ist, für die Erfassung der X-Position den senkrechten Balken und für die Erfassung der Y-Position den waagerechten (waagerecht = X- Richtung) Balken eines Fadenkreuzes, welches zugleich die Bildmarke ist, zu verwenden und für die Erfassung der X-Position den Sägezahnanstieg der Überlagerungsspannung sehr flach oder sogar Null zu setzen (in Abhängigkeit des Erhalts eines Schnittpunktes) und nur für die Bestimmung der Y-Position zu verwenden (durch Umschaltung des Anstieges). Dadurch ist die Bestimmung der X- Position durch das Zeitraster nahezu unabhängig von der Änderung der Y-Position. Der gleiche Effekt bewirkt auch die Verwendung eines senkrechten Balkens für die Ermittlung der X-Position (vgl. SB in Abb. 4).

Die einzelnen Abbildungen zeigen:

Abb. 11a: die Ermittlung der jeweiligen Änderung der Y-Position (Δ Y) des numerisch bewegten Bildpunktes bzw. Fadenkreuzes WB, SB bei ruhendem Yo (vorgewählt mit Ablenkstrom Io) und Sägezahnhub der Vertikalablenkung (Y) - AHZ. Die durchgehende Linie veranschaulicht den Elektronenstrahl (e) während der Abtastphase, die gestrichelte Linie den Rücksprung zu Io bzw. Yo. Die Vertikalposition des Fadenkreuzes ergibt sich dann aus dem durch das Eichmeßraster zugeordneten Io = Yo und der Verschiebungsmessung über den Winkel α der Sägezahnüberlagerung längs der Horizontalablenkung t _x =t₁-t₂. ZW 1, ZW 2 bedeuten aufeinanderfolgende Zeilenwechselimpulse, t₃ ist die Meßzeit über die Horizontalablenkung, welche der X-Position des Fadenkreuzes entspricht. Handelt es sich um eine Steuerung, bei der die beiden Balken des Fadenkreuzes (WB, WS) stets parallel zu den Ablenkkoordinaten der Ablenkung der Bildaufnahmeröhre verlaufen, was für besondere Anwendungen z. B. auch durch eine Servoverdrehung der Ablenkspulen an der Kameraröhre erzeugt sein kann, und erfolgt eine Trennung der Abtastwerte dieser beiden Balken, z. B. durch Farbgebung und Dekodierung, dann kann während der Ablenkung von jeweils einer Fernsehzeile in waagrechter Richtung (innerhalb von 64 µs bei 50 Hz Bildwechsel) die absolute X-Position des Fadenkreuzes (bzw. senkrechten Balkens SB, Position t₃) und die jeweils relative Verschiebung des Fadenkreuzes (bzw. waagrechten Balkens) in vertikaler Richtung (Verschiebung Δ Y) unabhängig jeweils von der Bewegung der anderen Koordinate gemessen werden. Dies setzt jedoch einen möglichst dünnen Balken voraus (vgl. Balkendicke d in Abb. 4). Bei dickerem Balken ist die wechselseitige Koordinatenbewegung, wie bereits beschrieben zu empfehlen. Auch kann bei dickerem Balken die Auswertung lediglich durch die Differenz der über die Balkenlänge sich erstreckenden Ablenkdauer (t₁, t₂ in Abb. 4) die Funktionsableitung der jeweiligen Verschiebung der Y-Position gebildet sein.

Abb. 11b zeigt die Überlagerung des Ablenkstromes Io=Yo mit der Sägezahnspannung AHZ, ZW . . . Zeilenwechsel.

Abb. 13 zeigt die Wobbelung der Ablenkung von Yo.

Abb. 12 veranschaulicht den Ablauf der wechselseitigen Koordinatenbewegung von X- und Y-Koordinate, wobei v _x . . . Geschwindigkeit der Bewegung des bewegten Fadenkreuzes bzw. des Abtastpunktes in X-Richtung. t₁ . . . aufgefundener Kontrastwert des Abtastpunktes bzw. Fadenkreuzes durch die Horizontalablenkung. Inkrementieren/Dekrementieren von I _y mit gleichzeitiger Entfernung von der Ausgangsposition Yo (Inkrementieren bzw. Dekrementieren, gesteuert durch Anzahl der Schleifendurchläufe für t₁ bzw. Markenkontrastwert = abgetastet) ergibt Einkreisen zum Erhalt von t₁; nach Erhalt von t₁ erfolgt Erhalt von t₂ entsprechend Verschiebung des Abtastpunktes um Δ Y. Wird diese Zeitrelation t₁-t₂=tx ins Verhältnis zur Ablenkdauer einer Fernsehzeile gesetzt, erhält man auch die Geschwindigkeit der Bewegung des Abtastpunktes in Y-Richtung, wobei diese für die Regelung des Anstieges von Yo bei linearer Regelung gut verwendet werden kann. Bei inkrementaler Regelung, bzw. binär quantisierter, wird t₁-t₂ als Wegmaß für die Bewegung in Y-Richtung unmittelbar (über Konstante K, welche in etwa tan α aus Abb. 1a und Abb. 4 entspricht) verwendet. Für vy . . . Geschwindigkeit der Bewegung des Abtastpunktes in Y-Richtung= 0, erhält man t₃=POS-X. Bei Verwendung eines Fadenkreuzes nach Abb. 1a oder 4 kann vy hierbei auch ungleich Null sein. Iy±s entspricht dann gleich POS-Y, bzw. der Zielvorgabe der Y-Koordinate für die Nachlauf- bzw. Zielverfolgungssteuerung.

Abb. 14 zeigt das Fadenkreuz aus Fig. 1a im Detail, wobei bei Verschiebung des waagrechten Balkens WB in X-Richtung, der Einfluß der Abtastung der Verschiebung der Y-Koordinate, Y, bzw. Bewegung des Fadenkreuzes auf dieser Koordinate, in Abhängigkeit von der Balkendicke d gut zu ersehen ist (strichliert gezeichnet WB*). Zu jeder aufgefundenen X-Position des Fadenkreuzes erfolgt in vorzugsweiser Ausbildung eine Kalibrierung von Yo als Ausgangsposition für die Abtastung der Zeitrelation (t₁, t₂) = t _x , derart, daß aus t _x , die die Verschiebung von Δ Y anzeigt, eine Regelgröße abge 01664 00070 552 001000280000000200012000285910155300040 0002003714146 00004 01545leitet wird, die der Fortschaltgeschwindigkeit von Yo bzw. einer Anstiegsregelung des an Yo überlagerten Sägezahnes (tan α) entspricht.

Abb. 15 zeigt einen Schaltungsvorschlag zum Erhalt eines konstanten Kontrastwertes bei der Abtastung des Fadenkreuzes zum Ausgleich von Kontrastwertvariationen, die durch die Balkendicke (d) bedingt sind. Durch Einstellung der Kontrastverstärkung mit t₁, bzw. t₂ ergibt sich die aus einer Tabelle abgerufene Verstärkungskorrektur (look- up table). KWD ist eine Farbdekodierung zur Abtrennung von senkrechtem und waagrechtem Balkensignal (SB, WB). Anstelle der Farbkodierung kann auch eine dynamische Dekodierung verwendet sein, wie bereits erläutert worden ist.

In weiterer bevorzugter Ausführung der Meßkamera sind die Ablenkspulen der Bildaufnahmeröhre auf einem Drehkranz angeordnet, die durch Servosteuerung an der Bildaufnahmeröhre verdrehbar sind, wobei diese Servosteuerung die Übereinstimmung der Balken des Fadenkreuzes der bewegten Bildmarke mit den Koordinaten der Ablenkspulen vornimmt. Die Drehwinkelermittlung erfolgt dann über die Kameraabtastung der Fadenkreuzbalken durch Bestimmung der zugehörigen Koordinatenabschnitte betreff (tan β) der Neigung der Koordinatenkreuzbalken. Weiters sind evtl. Konvergenzfehler durch look-up-table für verschiedene Winkelstellungen der Ablenkspulen über das Meßraster der Kamera linearisiert.

Claims (31)

1. Meßkamera mit einer elektronischen Ablenkung oder Adressierung des Bildaufnahmepunktes, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: im optischen Strahlweg zwischen Aufnahmeobjekt (OBJT) und Bildaufnahmefläche der Meßkamera (ABF) ist ein Strahlteiler (ST) angeordnet, über dessen ersten Strahlweg (1) das Objekt auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildet ist und über dessen zweiten Strahlweg (2) ein durch gesteuerte Lichtquelle (LP) belichtetes Meßraster (RT) auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildet ist, wobei durch die gesteuerte Lichtquelle die Zuschaltung des Meßrasters in das aufgenommene Bild erfolgt.

2. Meßkamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Summen- bzw. Differenzsignalbilder (a-b), dem an einem Eingang das Bildsignal des jeweils aufgenommenen Bildes (uV, B _tn ) und am anderen Eingang das Meßrastersignal oder Bildsignal eines jeweils zuvor aufgenommenen Bildes angelegt ist, wobei der Ausgang des Summen- bzw. Differenzsignalbilders den Bildinhalt oder das Meßrastersignal erzeugt.

3. Meßkamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (ST) zwischen Bildaufnahmefläche der Meßkamera (ABF) und Objektiv (OVI) der Meßkamera angeordnet ist.

4. Meßkamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (ST) zwischen Objektiv der Meßkamera (OVI) und Aufnahmeobjekt (OBJT) angeordnet ist.

5. Meßkamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen Strahlweg zwischen Aufnahmeobjekt und Kameraobjektiv ein Drehspiegel (DS) oder rotierender Spiegelkörper zur Verschiebung der Aufnahmefläche des Kameraobjektivs angeordnet ist, wobei die Einspiegelung des Meßrasters über den Strahlteiler ebenfalls über den Drehspiegel vorgenommen ist und das Meßraster zugleich als Längenmeßsystem für die Verschiebung des Objektes durch den Drehspiegel verwendet ist.

6. Meßkamera nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Kontrast unterschiedlicher Strichmarkierungen (BML) des Meßrasters, (RT), welche die durch den Drehspiegel verschobenen Verschiebungsbezirke des Objektes markieren und von der Meßkamera abgetastet sind, wobei diese Markierung der Verschiebungsbezirke die Verdrehung des Drehspiegels steuert.

7. Meßkamera nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßraster auf einem Diafilm hergestellt ist, welcher gegebenenfalls in einem Rahmen, der jeweiligen Brennweite des Kameraobjektivs entsprechend, ausgewechselt wird und daß hinter dem Diafilm eine Projektionslampe zur Einblendung des Meßrasters vorgesehen ist.

8. Meßkamera mit

• a) einer elektronischen Ablenkung oder Adressierung des Bildaufnahmepunktes,
• b) im Strahlweg zwischen Aufnahmeobjekt und Bildaufnahmefläche der Meßkamera (BRO) vorgesehenen Strahlteiler (ST), über dessen ersten Strahlweg das Objekt auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildet ist und über dessen zweiten Strahlweg ein durch gesteuerte Lichtquelle belichtetes Meßraster auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildet ist, wobei durch die gesteuerte Lichtquelle die Zuschaltung des Meßrasters in das aufgenommene Bild erfolgt, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

gekennzeichnet durch eine Abteilung des von der gesteuerten Lichtquelle belichteten und auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera abgebildeten Meßrasters (RT) in zwei Zonen: eine Zone auf der das aufzunehmende Objekt (OBJ) zur Abbildung gelangt (Zone AN) und eine die außerhalb der Abbildungsfläche des Objektes und noch innerhalb des von der elektronischen Ablenkung abgetasteten Bildfensters (BFE) der Meßkamera liegt (Zone AT), wobei jede Zone des Meßrasters zwecks Einblendung in die Aufnahmefläche der Meßkamera belichtet ist und die Belichtung bzw. Einblendung der Zone des Meßrasters, auf der auch das abzubildende Objekt zur Abbildung gelangt unabhängig von der Belichtung der Zone, die außerhalb der Abbildungsfläche des Objektes sich befindet, abschaltbar ist, weiters gekennzeichnet, durch eine mit einem Kalibriermuster beschreibbare Linearisierungsschaltung, in die während der Einblendung des Meßrasterteiles, innerhalb dem auch die Abbildung des Aufnahmeobjektes auf der Aufnahmefläche der Meßkamera vorgenommen ist, das der Verzerrung des Objektbildinhaltes auf der Aufnahmefläche zugrunde liegende Kalibriermuster eingeschrieben ist sowie durch eine Stellgrößenkorrektur der Linearisierungsschaltung, die bei Änderung des Kalibriermusters während der Einblendung des Meßrasterteiles, der außerhalb der Abbildungsfläche des Objektes und noch innerhalb des von der elektronischen Ablenkung abgetasteten Bildfensters der Meßkamera liegt, eine Interpolationskorrektur des Ablenkmaßstabes der elektronischen Ablenkung innerhalb der Aufnahmefläche für das abgetastete Objekt nach dem jeweils außerhalb der Aufnahmefläche für das abgetastete Objekt erhaltenen Kalibriermuster der eingeblendeten Meßrasterzone vornimmt.

9. Meßkamera nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Speicheranordnung:

• a) einem Bildspeicher (BSP), der soviele Speicherplätze enthält, als das auf der Bildaufnahmefläche der Meßkamera eingeblendete Meßraster (RT) Linearisierungseinheiten als graphische Kennzeichnung (z. B. Kreuzung der Koordinatenlinien oder Punkte) aufweist, und die Speicherplätze zur Ablage von Werten zur Korrektur der elektronischen Ablenkung des von der Kamera abgetasteten Bildinhaltes (Δ HAB) und/oder der Ablenkung selbst (Δ VAB) verwendet sind,
• b) einen Pufferspeicher (PSP) zur Zwischenspeicherung von während der Ablenkung einer Zeile auftretenden Objektbildinhalten über Zeitintervalle, die für den jeweils gleichen Bildpunkt einer Zeile zwischen Ein- und Auslesetakt unterschiedliche, die Linearisierung betreffende Taktperiodendauerzeiten sind, wobei die Taktperiodendauerdifferenzen für die Linearisierung aus dem Bildspeicher (BSP) unmittelbar und/oder über ein Rechenwerk ausgelesen und über einen programmierbaren Jittergenerator (PJG) erzeugt sind,
• c) eine Regelschaltung für die Nachregelung der Vertikalablenkung des Elektronenstrahls der Videoröhre, wobei die Regelgröße für die Linearisierung aus dem Bildspeicher (BSP) unmittelbar und/oder über ein Rechenwerk ausgelesen und der Regelschaltung zugeführt sind,
• d) und eine Meßschaltung zur Messung der Abweichung zwischen den sich bei der Einblendung des Meßrasters ergebenden Kalibrierzeiten und den zugehörigen linearen Taktzeiten des Videogenerators, wobei die erhaltenen Meßwerte unmittelbar oder über ein Rechenwerk in den Bildspeicher eingeschrieben werden.

10. Meßkamera nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung für die Nachregelung der Vertikalablenkung des Elektronenstrahls der Videoröhre getrennte Eingänge zur Einstellung bzw. Nachregelung des Anstieges des Ablenkstromes (bei elektromagn. Ablenkung) und des Offsetwertes des Ablenkstromes, bzw. Nachregelung des Anstieges der Ablenkspannung (bei elektrostatischer Ablenkung) und des Offsetwertes der Ablenkspannung, aufweist.

11. Meßkamera nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Jittergenerator (PJG) für die Nachregelung der elektronischen Ablenkung des von der Kamera abgetasteten Bildinhaltes (Horizontallinearisierung) von einer in seiner Frequenz steuerbaren Oszillator (VCO) gespeist ist, wobei durch Nachregelung dieser Oszillatorfrequenz die Interpolationskorrektur des Ablenkmaßstabes der elektronischen Ablenkung bei Änderung des Kalibriermusters während der Einblendung des Meßrasterteiles, der außerhalb der Abbildungsfläche des Objektes liegt über den Teil des Meßrasterteiles der innerhalb der Aufnahmefläche für das abgetastete Objekt liegt und nicht auf das Bildfenster der Kamera eingeblendet ist, vorgenommen ist.

12. Meßkamera nach einem der Ansprüche 8 bis 10, mit einer Videoanordnung, die mit aufeinanderfolgenden Halbbildern, welche sich jeweils durch einen Zeilensprung zwischen den Halbbildern unterscheiden und zwei aufeinanderfolgende Halbbilder jeweils ein sich periodisch wiederholendes Ganzbild ergeben, arbeitet, gekennzeichnet durch folgende Bemessung:

• a) das Meßraster (RT) weist die vierfache Zeilenzahl eines Halbbildes auf und der Bildspeicher entsprechende Speicherplätze (BSP) für die auf den Zeilen des Meßrasters (RT-Synchr.Y) enthaltenen Linearisierungseinheiten (RT-Synchr.X),
• b) vier Bildkanäle, welche das gleiche auf das Objekt bezogene Aufnahmebildfenster betreffen bzw. abtasten bzw. durch Strahlumlenkung zusammengeführt sind, weisen für jeden Bildkanal ein Ablenksystem auf, das jeweils gegenüber dem Ablenksystemen aller anderen der vier Bildkanäle, um ein Halbbild versetzt läuft, wobei die Konvergenz der vier Bildkanäle durch das Meßraster (RT) bzw. dessen Linearisierungsbildelemente (RT-Synchr.Y) bzw. RT-Synchr.X) hergestellt ist,
• c) Jedes der vier Ablenksysteme der Bildkanäle führt zusätzlich zum Zeilensprung zwischen den Halbbildern (Z/2 in Fig. 9b) in zwei weiteren Halbbildphasen jeweils eine Offsetkorrektur der Vertikalablenkung um den Zeilenabstand von 1/4 Zeile des Zeilenabstandes eines Halbbildes (Z) durch, wobei diese vier Halbbildphasen der vier Ablenksysteme so gegeneinander versetzt sind, daß jedes der vier Ablenksysteme jeweils im jeweils gleichen Halbbild eine Fernsehzeile einer Gruppe von jeweils vier benachbarten Fernsehzeilen (UG, GO, G und UGO) ablenkt.

13. Meßkamera nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Signalmultiplexer bzw. Verbindungsanwahl (MUX), die von den Kennzuständen der Ablenksysteme, welche den gerade vorgenommenen Zeilensprung (ungerade oder gerade) bzw. Offset (mit 1/4 Z-Offset oder ohne Offset) anzeigen (TGF-1 bzw. TGF-2 in Fig. 9) adressiert ist und jede der vier jeweils gleichzeitig abgelenkten Fernsehzeilen (UG, GO, G und UGO) auf jeweils einen von vier Kanälen schaltet (I, II, III, IV), wobei ein jeder Kanal für jedes Halbbild stets die gleiche Fernsehzeile aufweist (hergestellt durch Codierer COD des der Verbindungsanwahl MUX in Fig. 9b).

14. Meßkamera nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkamera und/oder die Linearisierungsanordnung der Kamera für Erzielung folgender technischer Effekte verwendet ist:

• a) Herstellung der Konvergenz von Farbbildelementen einer R-G-B-Kamera, wobei das Meßraster (RT), bzw. dessen Linearisierungsbildelemente (RT- Synchr.Y bzw. RT-Synchr.X) den gemeinsamen Strahlgang der Kameravideoaufnahmesysteme linearisiert,
  und/oder
• b) Herstellung der Konvergenz von Farbbildelementen eines R-G-B-Projektors, wobei das Meßraster (RT), bzw. dessen Linearisierungsbildelemente (RT- Synchr.Y bzw. RT-Synchr.X) den gemeinsamen Strahlgang der Projektionsbildröhren linearisiert,
  und/oder
• c) Herstellen der Konvergenz von projizierten Bildelementen zur Erzeugung eines 3-D-Bildes, wobei das, bzw. die, Meßraster den gemeinsamen Strahlgang der Projektionsbildröhren linearisiert, bzw. linearisieren,
  und/oder
• d) Herstellen der Konvergenz von auf mehreren parallel laufenden Videorekorderbildaufzeichnungssystemen aufgezeichneten Bildelementen, wobei die Videorekorderwiedergabeeinheiten und/oder Aufzeichnungseinheiten jeweils einen Pufferspeicher aufweisen, der die Gleichlaufschwankungen der Motore ausgleicht und die Motore der Videorekorder entsprechend gleichlaufend geregelt sind.

15. Meßkamera nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtrennung des Bildinhaltes des aufgenommenen Meßrasters (RT) für die Erzeugung des Signales, welches den Linearisierungseinheiten der Horizontalablenkung (RT-Synchr.X), und des Signals, welches den Linearisierungseinheiten der Vertikalablenkung (RT-Synchr.Y) entspricht, durch eine Differenzierschaltung vorgenommen ist, die den steilen Signalanstieg der Linearisierungseinheiten des Meßrasters für die Linearisierung der Horizontal-(X-)ablenkung abtrennt.

16. Meßkamera nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßraster auf einer Glasplatte eingeritzt ist und die genannte Abteilung des Meßrasters durch Lichtkammern mit jeweils für jede Lichtkammer vorgesehener Beleuchtung (LI, LA) vorgenommen ist.

17. Meßkamera nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearisierungsschaltung an der Ablenkeinheit bzw. am Bildinhalt eines Monitors vorgenommen ist, wobei anstatt eines Schreib-Lesespeichers für den Bildinhalt auch ein Festwertspeicher zur Anwendung kommen kann.

18. Meßkamera nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Pufferspeicher (PSP) zur Zwischenspeicherung des linearisierten Bildinhaltes zwei Eimerkettenspeicher bzw. CCD-Speicherzeilen verwendet sind, die über eine Multiplexerschaltung, die durch den Zeilenwechselimpuls jeweils umgeschaltet ist, jeweils abwechselnd mit dem Inhalt einer Fernsehzeile beschrieben und gelesen werden, wobei die Linearisierung durch die Zeitdifferenz der Periodendauer von Einschreibe- und Lesetakt der Zeilenspeicher vorgenommen ist und die Schiebetakte der Speicherzeilen von Einschreib- und Lesetakt ebenfalls entsprechend der Multiplexerumschaltung umgeschaltet sind.

19. Meßkamera nach einem der Ansprüche 1 bis 18, zur videomäßigen Abtastung einer bewegten Bildmarke bzw. eines bewegten Bildpunktes
mit

• einer zeilenweise abgelenkten Bildaufnahmeröhre,
• einem in die Bildaufnahmefläche eingeblendeten und/oder am Rand der Bildaufnahmefläche vorgesehenen Meßraster,
• und einer Regelschaltung, bzw. einem Regelkreis, für die Regelung der Vertikalablenkung (Y-Richtung) des Elektronenstrahls der Videoröhre, wobei die von der Bildaufnahmeröhre gelieferten Kontrastwerte des Meßrasters in den Regelvorgang für die Regelung der Vertikalablenkung mit einbezogen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß folgende besondere Verwendung der Anordnung mit folgenden weiteren regelungstechnischen Merkmalen vorgesehen ist:

• a) unter Beibehaltung der zeilenweisen Horizontal-(X-)ablenkung der Bildaufnahmeröhre ist mit der Vertikal-(Y-)ablenkung der Bildaufnahmeröhre eine Zielverfolgungssteuerung der bewegten Markierung durchgeführt, wobei bei Feststellung einer zeitlichen Verschiebung des Kontrastwertes in Bezug zu seiner Sollposition, die Vertikalablenkung der Bildaufnahmeröhre deren Elektronenstrahl (e) in eine Richtung lenkt, die diese zeitliche Verschiebung des Kontrastwertes ausgleicht, wobei die Sollposition des Kontrastwertes durch die Abtastung des auf der Meßfläche bewegten Bildpunktes jeweils bei Übereinstimmung von Bildpunkt und Vertikalablenkung der Bildaufnahmeröhre gegeben ist,
• b) die Positionserfassung der Vertikalablenkung oder deren Kalibrierung erfolgt durch Abzählen der für die Vertikalablenkung vorgesehenen Längenmaßstabseinheiten des Meßrasters, wobei jeweils eine Umschaltung der Zählrichtung entsprechend der jeweiligen Richtungsänderung der Vertikalablenkung vorgenommen ist.

20. Meßkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fortbewegungsgeschwindigkeit des abzutastenden Bildpunktes angepaßter Zeilenfrequenz, bzw. umgekehrt, die Relativgeschwindigkeit zwischen Vertikalablenkung des Elektronenstrahls der Kameraröhre und Fortbewegung des abzutastenden Bildpunktes in einer dieser Ablenkrichtung entsprechenden Richtung, ihr Vorzeichen in incrementalen Schritten, innerhalb sich der abzutastende Bildpunkt bzw. die abzutastende Bildmarke und der Elektronenstrahl überschneiden, ändert.

21. Meßkamera nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß für eine jeweilige Position der Vertikalablenkung des Elektronenstrahls, die durch die Zielverfolgung des abzutastenden Bildpunktes verursacht ist, die Ablenkgröße eine Überlagerungsamplitude aufweist (vgl. Wobbelsinus nach Abb. 13 oder Sägezahn entsprechend Abb. 11), die genannte Überschneidung von abzutastender Bildmarke und des Elektronenstrahls erzeugt.

22. Meßkamera nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsamplitude einen mit dem Zeilenwechsel der horizontalen Ablenkung getriggerten, bzw. synchronisierten, Sägezahnverlauf aufweist.

23. Meßkamera nach einem der Ansprüche 19 bis 22, in Verbindung mit einer numerisch positionierten Bildmarkierung, gekennzeichnet durch folgendes numerisches Steuer- und Meßverfahren:

• die Bestimmung der jeweiligen Änderung der Y-Position der positionierten Bildmarkierung, welche der für eine Zielverfolgung vorzunehmenden Änderung der Vertikalablenkung der Bildaufnahmeröhre entspricht, erfolgt in Ruhelage der von der Horizontal- bzw. Zeilenablenkung erfaßten X- Position der Bildmarkierung durch Messung der Verschiebung der Bildmarkierung längs dieser Position im Zeitraster der Horizontalablenkung, wobei die numerische Fortbewegung der positionierten Bildmarkierung in X-Richtung, also in der durch das Zeitraster der Horizontalablenkung erfaßten Richtung jeweils zwischen solchen Meßschritten zur Bestimmung der Y-Position der positionierten Bildmarkierung, in Ruhelage der Y- Position der Bildmarkierung vorgenommen ist und sich genannte Positionierungsschritte für X- und Y-Position der Bildmarkierung einander abwechseln.

24. Meßkamera nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in Ergänzung oder als Ersatz zur Bestimmung der X-Position der Bildmarkierung durch Ruhelage der Y-Position, die Überlagerungsamplitude der Vertikalablenkung die zur Erzeugung der Überschneidung von abzutastender Bildmarke und Elektronenstrahl während der Erfassung der Y-Position jeweils vorgesehen ist, abgeschaltet ist.

25. Meßkamera nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Ruhelage- bzw. Positionierungsschritte der Bildmarkenbewegung durch den Zeilenwechsel synchronisiert ist bzw. gegebenenfalls auch die Ab- oder Umschaltung der Überlagerungsamplitude der Y-Ablenkung durch den Zeilenwechsel synchronisiert ist.

26. Meßkamera nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die numerisch positionierte Bildmarkierung ein in Koordinatenrichtung der numerischen Positionierung ausgerichtetes Fadenkreuz ist, wobei die Unterscheidung zwischen senkrechtem und waagerechtem Balken des Fadenkreuzes durch unterschiedliche Farbgebung oder unterschiedliche Dekodierung des Kontrastwertanstiegs (z. B. durch unterschiedliche Differenzierzeitkonstanten) erfolgt.

27. Meßkamera nach Anspruch 21 oder 22 und insbesondere 26, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Balken des Fadenkreuzes in Koordinatenrichtung der Ablenkkoordinaten der Aufnahmeröhre ausgerichtet sind und daß die X-Position des bewegten Fadenkreuzes durch den senkrechten Strich des Fadenkreuzes über die Zeilen- bzw. Horizontalablenkung des Elektronenstrahls, bzw. deren Zeitraster, gemessen ist sowie daß die jeweilige Änderung der Y-Position des bewegten Fadenkreuzes durch den waagerechten Strich des Fadenkreuzes durch Messung der sich aus der Änderung der Y-Position ergebenden Zeitdifferenz im Zeitraster der Horizontal-(X-)ablenkung, bedingt durch die Überschneidung von Elektronenstrahl und Fadenkreuz, gemessen ist.

28. Meßkamera nach einem der Ansprüche 19 bis 26, insbesondere nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulen der Bildaufnahmeröhre auf einem Drehkranz angeordnet sind, der durch Servosteuerung an der Bildaufnahmeröhre verdrehbar ist, wobei diese Servosteuerung die Übereinstimmung der Balken des Fadenkreuzes der bewegten Bildmarke mit den Koordinaten der Ablenkspulen vornimmt.

29. Meßkamera nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß genanntes Meßraster nach erfolgter Linearisierung der Kamera, bzw. des Bildaufnehmers, wieder entfernt wird und daß ein resistenter Speicher vorgesehen ist, in dem das Meßraster eingeschrieben ist und dessen Adressen zu den Adressen des Bildspeichers, bzw. zu den Adressen der Bildinhaltausgabe, einen Bezug aufweisen, sowie daß genannte gesteuerte Lichtquelle gegebenenfalls entfallen kann.
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