DE4309353C1

DE4309353C1 - Video camera application method to produce stroboscopic recording sequences - coupling trigger signal from event detector to control circuit for camera shutter for periodic takes

Info

Publication number: DE4309353C1
Application number: DE4309353A
Authority: DE
Inventors: Boleslaw Dr Stasicki; Gerd E A Prof Meier
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2013-03-24
Also published as: FR2703868B1; FR2703868A1; DE4309353C2

Abstract

A video camera (1) with an asynchronously controlled shutter is used to provide a number of momentary images of repetitive events, e.g. an object oscillation. The camera shutter is supplied with a control signal (7) from a circuit (2), receiving an image recording readiness signal (8) provided by the video camera and an external trigger signal (9) provided by a detector (3) monitoring the repetitive events. USE - Evaluating slow events using spaced images.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Videokamera mit asynchron ansteuerbarem Verschluß und auf eine Vorrichtung zur stroboskopischen Aufzeichnung und Wiedergabe von sich wiederholenden Vorgängen, mit einer Videokamera für die Anfertigung einer Vielzahl von Momentaufnahmen des Vorgangs und mit einer Steuerschaltung.The invention relates to the use of a Video camera with asynchronously controllable shutter and on one Device for stroboscopic recording and playback of repetitive processes, with a video camera for taking a variety of snapshots of the Operation and with a control circuit.

Stroboskopische Aufzeichnungen von sich periodisch oder auch nichtperiodisch wiederholenden Vorgängen können beispielsweise dazu genutzt werden, die Vorgänge selbst zu analysieren oder den Vorgängen überlagerte, langsame Ereignisse zu beobachten. Hierzu wird entweder eine gegenüber der Frequenz des Vorgangs leicht verschobene Frequenz oder aber die dem Vorgang genau entsprechende Frequenz für die einzelnen Aufzeichnungen des Vorgangs gewählt. Die verschobene Frequenz ergibt eine Zeitlupenaufnahme des Vorgangs, wobei die Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Aufzeichnungen des Vorgangs von der Differenz der beiden Frequenzen abhängt. Aus übereinstimmenden Frequenzen resultiert ein Standbild, das dem sich wiederholenden Vorgang überlagerte Ereignisse zutage treten läßt.Stroboscopic recordings of themselves periodically or also For example, non-periodic repetitions be used to analyze the processes yourself or to observe slow events overlaid on the events. This is done either against the frequency of the process slightly shifted frequency or exactly the process corresponding frequency for the individual records of the Operation selected. The shifted frequency gives one Slow motion of the process, showing the phase shift between the individual records of the process of the Difference of the two frequencies depends. From matching Frequencies results in a still picture, which the events overlay the repetitive process leaves.

Videokameras liefern ein in Bilder und/oder Halbbilder unterteiltes, sequentielles Videosignal mit im kontinuierlichen Betrieb der Videokamera fester Bild- bzw. Halbbildfrequenz. Im Folgenden wird zwischen Bildern und Halbbildern nicht unterschieden, da diese Differenzierung für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung ist. Mit Bildern ist hier immer die kleinste zweidimensionale Aufzeichnungseinheit bezeichnet.Video cameras deliver images and / or fields divided, sequential video signal with im continuous operation of the video camera Field frequency. The following is between images and Fields not differentiated because this differentiation for the present invention is not important. With pictures is always the smallest two-dimensional here Designated recording unit.

Videokameras weisen eine Vielzahl von Bildsegmenten auf, die während einer Verschlußzeit die einfallende Lichtintensität auf integrieren, wodurch eine Aufnahme belichtet wird. Am Ende der Verschlußzeit übergeben die Bildsegmente die aufintegrierten Lichtintensitäten parallel an einen Zwischenspeicher. Bis die nächsten Lichtintensitäten von den Bildsegmenten an den Zwischenspeicher übergeben werden, wird dieser zeilenweise ausgelesen, so daß das Videosignal der Videokamera entsteht. Der die Verschlußzeiten der Videokamera bestimmende Verschluß ist bei bekannten Videokameras mit der Bildfrequenz der Videokamera synchronisiert. Das Ende der Verschlußzeit, die maximal die Dauer eines Bilds aufweist, fällt dabei mit dem Ende des jeweiligen Bilds sowohl bezüglich der Bildsegmente als auch des Zwischenspeichers zusammen.Video cameras have a variety of image segments that the incident light intensity during a shutter speed on integrate, which exposes a shot. At the end the image segments pass the shutter speed integrated light intensities in parallel to one Cache. Until the next light intensities from the Image segments are passed to the buffer this read out line by line so that the video signal of the Video camera emerges. The shutter speed of the video camera determining shutter is in known video cameras with the Frame rate of the video camera synchronized. The end of Shutter speed that is the maximum duration of an image, coincides with the end of the respective picture with respect to the image segments and the buffer together.

Bei einer aus der WO 91/019382 A1 bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art findet ein Verfahren Anwendung, das auch als "Restart"-Technik oder als asynchroner "Reset" bezeichnet wird. Dabei wird aus einem externen Blitzlichtsignal ein Triggersignal generiert, das die Videokamera als solches ansteuert. Das Blitzlichtsignal löst ein Blitzlicht zur Beleuchtung eines Objekts aus. Am Ende der Beleuchtung löst das Triggersignal bei der Videokamera die Übergabe der bis dahin auf integrierten Lichtintensitäten von den Bildsegmenten an den Zwischenspeicher aus. Als Nachteil des Verfahrens stellt sich heraus, daß das Ausgangssignal der Videokamera keine Videonorm erfüllt. Die einzelnen Bilder fallen in der Frequenz des Blitzlichtsignals bzw. des daraus generierten Triggersignals an und weisen Abstände untereinander auf, die von dem Unterschied in der Frequenz des Triggersignals und der der Videonorm entsprechenden Bildfrequenz der Videokamera abhängen. Nachteilig ist auch, daß das Triggersignal den noch nicht ausgelesenen Inhalt des Zwischenspeichers der Videokamera löscht und deshalb selbst bei kurzer Belichtungszeit die halbe Bildfrequenz der Videokamera nicht überschreiten darf. Sobald der Abstand der einzelnen Blitzlichtimpulse bzw. der einzelnen Triggerimpulse kleiner als die doppelte Bildlänge der Videokamera ist, ergibt sich eine gegenseitige Störung der einzelnen Aufnahmen des Objekts, da die jeweils vorhergegangene Aufnahme noch nicht vollständig ausgelesen ist. In a device known from WO 91/019382 A1 A method described at the beginning is used which also as "restart" technology or as asynchronous "reset" referred to as. An external Flash signal generates a trigger signal that the Controls video camera as such. The flash signal triggers a flash light to illuminate an object. At the end of Lighting triggers the trigger signal on the video camera Handover of the previously integrated light intensities from the image segments to the buffer. As a disadvantage the method turns out that the output signal of the Video camera no video standard met. The individual pictures fall in or out of the frequency of the flash signal generated trigger signal and have intervals among themselves on that of the difference in the frequency of the Trigger signal and the one corresponding to the video standard Depend on the frame rate of the video camera. Another disadvantage is that the trigger signal contains the content of the Deletes the cache of the video camera and therefore itself with a short exposure time half the frame rate of the Video camera must not exceed. Once the distance of the individual flash pulses or the individual trigger pulses is less than twice the image length of the video camera a mutual interference of the individual recordings of the Object, since the previous recording has not yet been made is completely read out.

Um ein Ausgangssignal der Videokamera nach Videonorm zu erhalten, ist es nach der WO 91/019382 A1 bekannt, das Triggersignal so aus dem Blitzlichtsignal zu generieren, daß der zu einem Blitzlichtimpuls gehörige Triggerimpuls zeitgleich mit dem Ende des auf den Blitzlichtimpuls folgenden Bildes anfällt. Die gegenseitige Störung der Blitzlichtimpulse bei höherer Frequenz ist dadurch jedoch nicht beseitigt. Im übrigen ist dieses Verfahren nur in Verbindung mit einem Blitzlicht zur Beleuchtung des von der Videokamera erfaßten Objektes durchführbar.To an output signal of the video camera according to video standard too received, it is known from WO 91/019382 A1 that Generate trigger signal from the flash signal so that the trigger pulse belonging to a flash pulse at the same time as the end of the one following the flashing light pulse Image occurs. The mutual interference of the flash pulses however, this does not eliminate the problem at higher frequencies. in the the rest of this procedure is only in connection with one Flash light for illuminating what is captured by the video camera Object feasible.

Klassische stroboskopische Verfahren machen von der stroboskopischen Beleuchtung des Vorgangs mit Lichtblitzen oder der stroboskopischen Projektion des Vorgangs mit einem Drehspiegel Gebrauch. Diese Verfahren sind auch in Verbindung mit einer Videokamera durchführbar. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Vorgängen, die keine Blitzbeleuchtung zulassen oder bei denen eine Blitzbeleuchtung zu keinem auswertbaren Bild führt. Als Beispiele seien fluoreszierende und selbstleuchtende Objekte genannt. In diesen Fällen muß auf stroboskopische Verfahren unter Verwendung von Drehspiegeln zurückgegriffen werden. Drehspiegel sind jedoch als optomechanische Bauteile äußerst empfindlich und kostspielig.Classic stroboscopic procedures make of the stroboscopic lighting of the process with flashes of light or the stroboscopic projection of the process with a Rotating mirror use. These procedures are also related feasible with a video camera. However, there is one Large number of processes that do not permit flash lighting or where a flash lighting at no evaluable Image leads. Examples are fluorescent and called luminous objects. In these cases, must stroboscopic procedure using rotating mirrors be resorted to. However, rotating mirrors are considered optomechanical components extremely sensitive and expensive.

Zur Anfertigung von Einzelaufnahmen eines Objekts oder eines Vorgangs mit einer Videokamera ist es aus der DE 89 03 402 U1 bekannt, der Videokamera einen Bildverstärker vom sogenannten "Micro Channel Plate"-Typ vorzuschalten, der zugleich die Funktion eines asynchronen Verschlusses aufweist. Der Bildverstärker wird für kurze Zeit aktiviert. Das von dem Bildverstärker hinsichtlich der einzelnen Lichtintensitäten verstärkte Bild wird von der Videokamera aufgezeichnet. Die daraus resultierende Aufnahme des Objekts bzw. Vorgangs wird als Einzelaufnahme weiterverarbeitet.For taking individual pictures of an object or one Operation with a video camera is from DE 89 03 402 U1 known, the video camera an image intensifier from the so-called Upstream "Micro Channel Plate" type, which at the same time the Has the function of an asynchronous shutter. Of the Image intensifier is activated for a short time. That from that Image intensifier with regard to the individual light intensities amplified image is recorded by the video camera. The resulting recording of the object or process processed as a single shot.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Verwendung einer Videokamera mit asynchron ansteuerbarem Verschluß aufzuzeigen und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß mit normaler Videonorm-Technik auswertbare stroboskopische Aufnahmen anfallen.The invention has for its object a new use a video camera with asynchronously controllable shutter to show and a device of the initially described Kind in such a way that with normal video standard technology evaluable stroboscopic recordings are required.

Erfindungsgemäß wird eine Videokamera mit einem asynchron ansteuerbaren Verschluß zur stroboskopischen Aufzeichnung von sich wiederholenden Vorgängen verwendet, wobei mit der Videokamera eine Vielzahl von Momentaufnahmen des Vorgangs angefertigt wird, wobei der Verschluß der Videokamera für jede Momentaufnahme des Vorgangs in Abhängigkeit von einem externen Triggersignal, asynchron zu der festen Bildfrequenz der Videokamera belichtet wird und wobei die Belichtung nur dann erfolgt, wenn die vorherige Momentaufnahme bereits aus der Videokamera ausgelesen ist. Grundlage der neuen Verwendung der prinzipiell bekannten Videokamera ist die Trennung der Betätigung des Verschlusses von der Bildfrequenz der Videokamera bei der Anfertigung stroboskopischer Aufzeichnungen. Der Verschluß wird in Abhängigkeit von dem zu beobachtenden Vorgang asynchron zur Bildfrequenz ausgelöst. Hiervon bleibt jedoch die Frequenz, mit der die einzelnen Aufnahmen aus der Videokamera ausgelesen werden, unbeeinflußt. Es erfolgt weiterhin in herkömmlicher Videonorm, wodurch die einfache Weiterverarbeitung der Aufnahmen ermöglicht ist. Ein Ansteuersignal zur Auslösung des Verschlusses der Videokamera wird vorzugsweise aus einem aus dem Vorgang selbst gewonnenen Triggersignal generiert. Dabei resultiert ein einzelner Triggerimpuls des Triggersignals nur dann in einen entsprechenden Ansteuerimpuls bei dem Ansteuersignal, wenn zugleich feststeht, daß das Auslesen der vorherigen Aufnahme aus der Videokamera abgeschlossen ist, d. h., daß die Videokamera aufnahmebereit ist und daß das Auslösen des Verschlusses nicht zu einem teilweisen Löschen der vorherigen Aufnahme führt. Der mittlere Abstand der einzelnen Ansteuerimpulse ist damit mindestens genauso lang wie zwei Bilder der Videokamera. Ein bereits hinreichend niederfrequentes Triggersignale kann ohne Beeinträchtigungen unmittelbar als Ansteuersignal für den Verschluß der Videokamera verwendet werden. Höherfrequente Triggersignale sind zu geeigneten Ansteuersignalen aufzubereiten.According to the invention, a video camera with an asynchronous controllable shutter for stroboscopic recording of repetitive processes used, with the Video camera a variety of snapshots of the process is made, the closure of the video camera for every snapshot of the process depending on one external trigger signal, asynchronous to the fixed frame rate the video camera is exposed and the exposure only then occurs when the previous snapshot is already off the video camera is read out. Basis of the new use The basically known video camera is the separation of the Actuation of the shutter from the frame rate of the Video camera when making stroboscopic Records. The closure will change depending on that observing process triggered asynchronously to the frame rate. However, the frequency with which the individual remains Recordings from the video camera can be read, unaffected. It continues to be done in conventional video standard, which means that simple further processing of the recordings is made possible. A Control signal to trigger the closure of the video camera is preferably obtained from one obtained from the process itself Trigger signal generated. This results in a single one Only then trigger pulse of the trigger signal in one corresponding drive pulse in the drive signal, if at the same time it is certain that the reading of the previous recording completed from the video camera, d. that is, the Video camera is ready to shoot and that triggering the Closure does not result in a partial deletion of the previous one Recording leads. The mean distance of each Control pulses are at least as long as two Images from the video camera. A sufficient already low frequency trigger signals can be without interference immediately as a control signal for the closure of the Video camera can be used. Higher frequency trigger signals are to be prepared for suitable control signals.

Die Verschlußzeit des Verschlusses kann bei der neuen Verwendung der Videokamera auch auf Werte größer als die Bildlänge der Videokamera eingestellt werden. Die einzelnen Aufnahmen werden durch das aktuelle Ende eines Bilds der Videokamera nicht unterbrochen. Das Resultat langer Verschlußzeiten ist aber ein vermehrtes Auftreten von Bildern ohne Bildinhalt beim Videosignal der Videokamera. Solche Leerbilder treten jedoch bei der neuen Verwendung sowieso auf, da höchstens jedes zweite Bild einen Inhalt aufweist. Kurze Verschlußzeiten, die hinter der Größenordnung der Bildlänge der Videokamera zurückbleiben sind aber häufig deshalb erforderlich, um eine Bewegungsunschärfe der einzelnen Aufnahmen zu verhindern.The shutter speed of the shutter can be changed with the new one Use the video camera also on values greater than that Image length of the video camera can be set. The single ones Recordings are made by the current end of an image Video camera not interrupted. The result of a long time However, shutter speeds are an increased occurrence of images without image content for the video signal from the video camera. Such However, blank images appear anyway with the new use, because at most every second picture has content. Short Shutter speeds that are behind the magnitude of the image length the video camera are often left behind required to blur each individual To prevent recordings.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera einen asynchron zu ihrer festen Bildfrequenz ansteuerbaren Verschluß aufweist, der eingangsseitig mit einem ein Ansteuersignal abgebenden Ausgang der Steuerschaltung verbunden ist, daß die Steuerschaltung eingangsseitig mit einem ein Bildaufnahmebereitschaftssignal abgebenden Ausgang der Videokamera verbunden ist und von einem externen Triggersignal beaufschlagt wird und daß die Steuerschaltung aus dem Triggersignal nur dann ein Ansteuersignal generiert, wenn das Bildaufnahmebereitschaftssignal von der Videokamera vorliegt. Kern der Erfindung ist auch hier der asynchron zu der Bildfrequenz der Videokamera wiederholt angesteuerte Verschluß. Er wird durch die Steuerschaltung zur Vermeidung von Fehlaufnahmen nur dann angesteuert, wenn ein Bildaufnahmebereitschaftssignal der Videokamera vorliegt. Das Bildaufnahmebereitschaftssignal wird von der Videokamera im Anschluß an ein Ansteuersignal abgegeben, wenn das aufgrund des Ansteuersignals belichtete Bilds vollständig aus der Videokamera ausgelesen ist. Die Berücksichtigung des Bildaufnahmebereitschaftssignal stellt damit sicher, daß die Erneute Betätigung des Verschlusses die vorherige Aufnahme nicht zerstört. Diese Gefahr träte insbesondere dann auf, wenn das externe Triggersignal eine höhere Frequenz als die halbe Bildfrequenz der Videokamera aufweist. Eine Nichtberücksichtigung des Bildaufnahmebereitschaftssignals in der Steuerschaltung hätte in diesem Fall und unter Annahme jeder auch nur halbwegs gebräuchlichen Videokamera sogar den Verlust aller Aufnahmen während des Auslesens zur Folge. Nur bei niederfrequenten, deutlich unterhalb der Bildfrequenz der Videokamera angeordneten Triggersignalen kann auf die eingangsseitige Verbindung der Steuerschaltung mit dem das Bildaufnahmebereitschaftssignal abgebenden Ausgang der Videokamera verzichtet werden. Die potentielle Funktionsbeeinträchtigung der Vorrichtung ist bei solchen Triggersignalen unerheblich, bei höherfrequenten Triggersignalen jedoch beträchtlich. Gerade bei höherfrequenten Triggersignalen ist aber das vornehmliche Einsatzgebiet der neuen Vorrichtung zu sehen.A device of the type described above is characterized in that the video camera a controllable asynchronously to its fixed frame rate Has closure, the input side with a Control signal output of the control circuit is connected that the control circuit on the input side an output emitting an image-ready signal the video camera is connected and from an external Trigger signal is applied and that the control circuit only generates a control signal from the trigger signal, when the picture-ready signal from the video camera is present. The essence of the invention is here asynchronously too the frame rate of the video camera repeatedly controlled Closure. It is avoided by the control circuit controlled by mistake only when a Imaging ready signal of the video camera is present. The Imaging readiness signal is from the video camera in the Connection to a control signal given if that is due of the drive signal completely exposed image from the Video camera is read out. Taking into account the Image acquisition readiness signal thus ensures that the Press the lock again to take the previous picture not destroyed. This danger occurs in particular if the external trigger signal has a higher frequency than half Has frame rate of the video camera. A Disregarding the imaging readiness signal in the control circuit would have been in this case and assuming everyone even halfway used video camera even the All recordings lost during reading. Just at low frequencies, well below the frame rate of the Trigger signals can be arranged on the video camera input-side connection of the control circuit with that Imaging ready signal output of the Video camera can be dispensed with. The potential Functional impairment of the device is in such Trigger signals irrelevant at higher frequencies Trigger signals, however, are considerable. Especially with higher-frequency trigger signals is the primary one To see the application of the new device.

Die Steuerschaltung kann eingangsseitig mit einem das Triggersignal abgebenden Ausgang eines akustischen, optischen oder elektromagnetischen Detektors verbunden sein, der den Zeitpunkt ausgewählter Ereignisse des auf zuzeichnenden Vorgangs anzeigt. Bei dem Triggersignal kann es sich zwar auch um ein freies, unabhängig von dem Vorgang generiertes Signal handeln, vorteilhafterweise wird es aber unmittelbar aus dem zu beobachtenden Vorgang gewonnen. Hierzu ist der Detektor vorgesehen, dessen Typ auf die Erkennbarkeit des Ereignisses abzustimmen ist, dessen Zeitpunkt zum Auslösen des Verschlusses genutzt werden soll. Das Triggersignal des Detektors wird von der Steuerschaltung nur dann in ein Ansteuersignal für den Verschluß umgewandelt, wenn das Bildaufnahmebereitschaftssignal der Videokamera vorliegt.The control circuit can be on the input side with a Trigger signal output of an acoustic, optical or electromagnetic detector connected to the Time of selected events of the to be recorded Operation. The trigger signal can also be a free signal generated independently of the process act, but it is advantageous directly from the process to be observed. This is the detector provided its type on the recognizability of the event is to be coordinated, the time at which the Closure should be used. The trigger signal of the Detector is only switched on by the control circuit Drive signal for the shutter converted if that Imaging ready signal of the video camera is present.

Darüberhinaus kann dem Eingang der Steuerschaltung für das Triggersignal ein Zeitverzögerungsglied vorgeschaltet sein. Das Zeitverzögerungsglied dient bei periodischen Vorgängen zur konstanten oder kontinuierlich veränderlichen Phasenverschiebung des Triggersignals und bei nichtperiodischen Vorgängen zur entsprechenden Verschiebung der einzelnen Triggerimpulse. Auf diese Weise sind bei jedem sich wiederholenden Vorgang zu verschiedenen Phasenwinkeln bzw. Relativzeitpunkten Standbilder und Zeitlupenaufnahmen des Vorgangs herstellbar.In addition, the input of the control circuit for the Trigger signal may be connected upstream of a time delay element. The time delay element is used for periodic processes constant or continuously changing Phase shift of the trigger signal and at non-periodic processes for the corresponding shift of the individual trigger pulses. This way everyone is repetitive process at different phase angles or relative times of still images and slow motion pictures of the Process producible.

Der Videoausgang der Videokamera kann unmittelbar mit einem Videomonitor verbunden sein. Das Videosignal der Videokamera der neuen Vorrichtung erfüllt die Videonorm. Von daher ist ein herkömmlicher Videomonitor an die Videokamera ausgangsseitig anschließbar. Daß nicht jedes Bild der Videokamera mit einer Aufnahme des Vorgangs belichtet ist, macht sich dabei in Form unbelichteter, schwarzer Zwischenbilder bemerkbar.The video output of the video camera can be connected directly to a Video monitor connected. The video signal from the video camera the new device meets the video standard. Hence is a conventional video monitor on the video camera output side connectable. That not every picture of the video camera with one The exposure of the process is exposed, it takes shape unexposed, black intermediate images noticeable.

Insbesondere zur Beobachtung langsamerer Vorgänge mit Einzelaufnahmen, die untereinander Abstände im Bereich eines Vielfachen der Bildlänge der Videokamera aufweisen, ist der Videoausgang der Videokamera daher mit einem vorzugsweise digitalen Bildspeicher verbunden. Der Bildspeicher ergänzt das Videosignal der Videokamera zu den Zeiten der unbelichteten Bilder durch Wiederholungen der zuvor ausgelesenen Bilder. Damit ergibt die Darstellung des Videosignals auf einem Videomonitor ein flackerfreies Bild. Darüber hinaus sind die im Bildspeicher gespeicherten Aufnahmen auf verschiedene Weisen auswertbar, beispielsweise als unmittelbare Abfolge der belichteten Bilder oder im Rahmen einer Einzelanalyse durch Rechnergestützte Bildverarbeitung. Digitale Bildspeicher sind an sich bekannt. Sie weisen einen Analog/Digital-Wandler zur punktweisen Digitalisierung des ankommenden Videosignals auf. Die einzelnen digitalen Werte werden gespeichert und sind ohne Veränderung mehrfach abrufbar. Dabei wird unter Einsatz eines Digital/Analog-Wandlers aus den digitalen Werten wiederum ein analoges Videosignal generiert. Bei der neuen Vorrichtung kann das Auslesen eines ordnungsgemäß belichteten Bildes von der Videokamera durch ein separates Gültigkeitssignal angezeigt werden. Aufgrund des gesetzten Gültigkeitssignals liest der Bildspeicher ein neue Bilder ein. Bei anschließend zurückgesetztem Gültigkeitssignal gibt er das zuletzt eingelesene Bild solange wieder, bis das Gültigkeitssignal von der Videokamera erneut gesetzt wird. Es sind bereits Videokameras bekannt, die ein separates Gültigkeitssignal beim Auslesen belichteter Bilder ausgeben.Especially for the observation of slower processes with Single shots, the distances between each other in the range Have multiples of the image length of the video camera is Video output of the video camera therefore preferably with one digital image storage connected. The image memory complements this Video signal from the video camera at the times of the unexposed Images by repeating the previously read out images. This results in the display of the video signal on one Video monitor a flicker-free picture. In addition, the Image storage saved recordings in different ways evaluable, for example as an immediate sequence of exposed images or as part of a single analysis Computer-aided image processing. Digital image memories are known per se. They assign an analog / digital converter point-by-point digitization of the incoming video signal. The individual digital values are saved and are without Change can be called up multiple times. This is done using a Digital / analog converter from the digital values in turn analog video signal generated. With the new device reading a properly exposed image from the Video camera displayed by a separate validity signal become. Based on the set validity signal, the reads Image store a new images. At afterwards reset it gives the last valid signal The scanned image again until the validity signal from the video camera is set again. There are already Video cameras known to have a separate validity signal Output reading of exposed images.

Mit dem das Ansteuersignal abgebenden Ausgang der Steuerschaltung kann zusätzlich eine Blitzlampe verbunden sein. Die Blitzlampe erhöht die von der Videokamera aufzeichenbaren Lichtintensitäten. Damit sind kürzere Verschlußzeiten möglich. Dies wäre auch bei einer kontinuierlichen Beleuchtung des Vorgangs der Fall. With the output of the control signal Control circuit can also be connected to a flash lamp his. The flash lamp increases that from the video camera recordable light intensities. So that are shorter Shutter speeds possible. This would also be the case with one continuous lighting of the case.

Demgegenüber gestattet die Beleuchtung des Vorgangs mit der Blitzlampe ein unmittelbar stroboskopische Betrachtung des Vorgangs mit dem Auge. Grundsätzlich ist es aber als Vorteil sowohl der erfindungsgemäßen Verwendung einer Videokamera als auch der neuen Vorrichtung anzusehen, daß bei der stroboskopischen Aufzeichnung des sich wiederholenden Vorgangs eine Blitzbeleuchtung nicht erforderlich ist.In contrast, the process is illuminated with the Flash lamp an immediate stroboscopic view of the Operation with the eye. Basically, however, it is an advantage both the use of a video camera according to the invention as also to see the new device that at stroboscopic recording of the repetitive process flash lighting is not required.

Die Videokamera kann eine Vielzahl Bildsegmente aufweisen, die außerhalb der Verschlußzeit geerdet sind, die nach dem Auslösen des Verschlusses die einfallenden Lichtintensitäten aufintegrieren und die am Ende der Verschlußzeit die aufintegrierten Lichtintensitäten an einen Zwischenspeicher übergeben. Der Verschluß der Videokamera ist in diesem Fall eine in die Videokamera integrierte elektronische Schaltung. Das Auslösen des Verschlusses beendet die Erdung der einzelnen Bildsegmente. Am Ende der Verschlußzeit wird der Inhalt aller Bildsegmente parallel an den Zwischenspeicher übergeben. Aus dem Zwischenspeicher werden die einzelnen Lichtintensitäten zeilenweise ausgelesen, woraus das Videosignal der Videokamera resultiert. Das Auslesen erfolgt jedoch völlig unabhängig von der Betätigung des Verschlusses während des nächsten Bilds der festen Bildfrequenz der Videokamera. Neben diesem elektronischen Verschluß sind auch andere Realisationsmöglichkeiten der Erfindung denkbar. Der hier beschriebene elektronische Verschluß kommt jedoch ohne mechanische Bauteile aus und weist auch in elektronischer Hinsicht einen einfachen Aufbau auf.The video camera can have a plurality of image segments that are grounded outside of the shutter speed after the Triggering the shutter the incident light intensities integrate and at the end of the shutter speed the integrated light intensities to a buffer to hand over. The shutter of the video camera is in this case an electronic circuit integrated in the video camera. Releasing the lock ends the grounding of the individual Image segments. At the end of the shutter speed, the content of everyone Transfer image segments in parallel to the buffer. Out the individual light intensities are the buffer read out line by line, from which the video signal of the video camera results. However, the reading is completely independent of actuation of the shutter during the next picture of the fixed frame rate of the video camera. Besides this electronic locks are also others Realization possibilities of the invention conceivable. This here described electronic lock comes without mechanical components and also shows in electronic Regard to a simple structure.

Der Verschluß der Videokamera kann auch als Bildverstärker ausgebildet sein. Geeignet wäre beispielsweise ein an sich bekannter Bildverstärker vom "Mico Channel Plate"-Typ, der durch ein Ansteuersignal antriggerbar ist. Diese Realisation der Erfindung wäre jedoch insofern kostenintensiv, als daß ein derartiger Bildverstärker ein aufwendiges optoelektronisches Bauteil ist. The shutter of the video camera can also be used as an image intensifier be trained. For example, one in itself would be suitable Well-known image intensifier of the "Mico Channel Plate" type, the can be triggered by a control signal. This realization However, the invention would be costly in that a Such an image intensifier is a complex optoelectronic Component is.

Die Steuerschaltung kann einen Flip-Flop aufweisen, der von dem Bildempfangsbereitschaftssignal gesetzt und von dem Triggersignal zurückgesetzt wird. Mit dem Zurücksetzen des Flip-Flops wird so das den Verschluß der Videokamera auslösende Ansteuersignal generiert. Ein Flip-Flop gehört zu den standardisierten elektronischen Bauteilen und erlaubt so die Anforderungen an die Steuerung bei der neuen Vorrichtung auf einfachste Weise umzusetzen.The control circuit may have a flip-flop, which of the image reception ready signal is set and from that Trigger signal is reset. By resetting the So flip-flops is the closure of the video camera triggering control signal generated. A flip-flop is one of them the standardized electronic components and thus allows the control requirements for the new device to implement in the simplest way.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:The invention is based on Embodiments explained and described in more detail. It demonstrate:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur stroboskopischen Aufzeichnung mit einer Videokamera, Fig. 1 a first embodiment of the apparatus for stroboscopic recording with a video camera,

Fig. 2 ein Prinzipschaubild zu dem Verschluß der Videokamera gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a schematic diagram to the shutter of the video camera shown in FIG. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung und Fig. 3 shows a second embodiment of the device and

Fig. 4 und 5 verschiedene Signalabfolgen bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3. FIGS. 4 and 5 different signal sequences in the device of FIG. 3.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Vorrichtung zur stroboskopischen Aufzeichnung eines sich wiederholenden Vorgangs weist eine Videokamera 1 für die Anfertigung einer Vielzahl von Momentaufnahmen des Vorgangs auf. Der hier nicht separat dargestellte Verschluß der Videokamera 1 ist eingangsseitig mit einem ein Ansteuersignal 7 abgebenden Ausgang einer Steuerschaltung 2 verbunden. Die Steuerschaltung 2 ist ihrerseits eingangsseitig mit einem ein Bildaufnahmebereitschaftssignal 8 abgebenden Ausgang der Videokamera 1 und einem ein Triggersignal 9 abgebenden Ausgang eines Detektors 3 verbunden. Der Detektor 3 generiert das Triggersignal 9 aus wiederholt auftretenden Ereignissen 10 des zu beobachtenden, sich wiederholenden Vorgangs. Der Vorgang ist hier als Objekt 11 angedeutet, auf das die Videokamera 1 ausgerichtet ist. Über einen zweiten Ausgang gibt die Videokamera 1 ein Videosignal 12 an einen Videomonitor 4 ab. Wesentliches Merkmal der Videokamera 1 ist der von der Steuereinrichtung 2 über das Ansteuersignal 7 asynchron zu der Bildfrequenz der Videokamera ansteuerbare Verschluß. Abgesehen von dem Verschluß ist die Videokamera 1 jedoch einer beliebigen Videonorm entsprechend ausgebildet. Insbesondere handelt es sich bei dem Videosignal 12 um ein herkömmliches Videosignal, das auf dem ebenfalls herkömmlichen Videomonitor 4 darstellbar ist. Das zum Ansteuern des Verschlusses dienende Ansteuersignal 7 wird aus dem Triggersignal 9 des Detektors 3 generiert. Hierzu ist ein Flip-Flop vorgesehen. Der Flip-Flop wird von dem Bildempfangsbereitschaftssignal 8 gesetzt und von dem Triggersignal 9 zurückgesetzt. Beim Zurücksetzen entsteht das Ansteuersignal 7. Das Bildempfangsbereitschaftssignal 8 wird dann von der Videokamera abgegeben, wenn eine daraufhin erfolgende Betätigung des Verschlusses zu keiner Beeinträchtigung der vorherigen Aufnahme mehr erfolgen kann. Dies ist in der Regel der Fall, wenn die vorherige Aufnahme in Form des Videosignals 12 vollständig aus der Videokamera 1 ausgelesen ist. Bei kürzeren Verschlußzeiten liegt das Bildaufnahmebereitschaftssignal regelmäßig zu Beginn jedes zweiten Bilds der Videokamera 1 vor. Entsprechend gibt die Steuerschaltung 2 maximal einmal je zwei Bilder ein Ansteuersignal an den Verschluß ab. Die Anzahl der bei der Steuerschaltung 2 eingehenden Triggersignale 9 ist demgegenüber beliebig. Es ist auch nicht schädlich, wenn kein einziges Triggersignal 9 innerhalb bestimmter Bilder der Videokamera 1 anfallen. In diesem Fall werden die Bilder nur nicht belichtet. Es versteht sich, daß die Verschlußzeit des Verschlusses der Videokamera 1 auch größer als die Bildlänge der Videokamera sein kann, wenn die Belichtung der aktuellen Aufnahme nicht durch das Ende der jeweiligen Bilder der Videokamera beeinträchtigt wird und das Auslesen der Aufnahme erst in dem auf das Ende der Verschlußzeit folgenden Bild erfolgt. Kurze Verschlußzeiten sind aber in der Regel notwendig um Bewegungsunschärfen zu vermeiden. Das von dem Detektor 3 in das Triggersignal 9 umgesetzte Ereignis 10 kann verschiedenster Natur sein. Der Detektor 3 muß nur imstande sein, dieses Ereignis zu erkennen. Bekannt sind akustische, optische und andere elektromagnetische Detektoren.The device for stroboscopic recording of a repetitive process shown in FIG. 1 has a video camera 1 for taking a large number of snapshots of the process. The closure of the video camera 1, which is not shown separately here, is connected on the input side to an output of a control circuit 2 which emits a control signal 7 . The control circuit 2 is in turn connected on the input side to an output of the video camera 1 emitting an image acquisition readiness signal 8 and to an output of a detector 3 emitting a trigger signal 9 . The detector 3 generates the trigger signal 9 from repeatedly occurring events 10 of the repeated process to be observed. The process is indicated here as object 11 , to which video camera 1 is oriented. The video camera 1 outputs a video signal 12 to a video monitor 4 via a second output. An essential feature of the video camera 1 is the shutter that can be controlled by the control device 2 via the control signal 7 asynchronously to the frame rate of the video camera. Apart from the closure, however, the video camera 1 is designed in accordance with any video standard. In particular, the video signal 12 is a conventional video signal that can be displayed on the likewise conventional video monitor 4 . The control signal 7 used to control the closure is generated from the trigger signal 9 of the detector 3 . A flip-flop is provided for this. The flip-flop is set by the image reception ready signal 8 and reset by the trigger signal 9 . The control signal 7 arises when the device is reset. The image reception ready signal 8 is then emitted by the video camera when the shutter subsequently actuated can no longer impair the previous picture. This is usually the case when the previous recording in the form of the video signal 12 has been completely read out from the video camera 1 . With shorter shutter speeds, the image acquisition readiness signal is regularly present at the beginning of every second image of the video camera 1 . Accordingly, the control circuit 2 emits a control signal to the shutter at most once every two images. In contrast, the number of trigger signals 9 arriving at the control circuit 2 is arbitrary. It is also not harmful if there is not a single trigger signal 9 within certain images of the video camera 1 . In this case, the images are just not exposed. It goes without saying that the shutter speed of the shutter of the video camera 1 can also be greater than the image length of the video camera if the exposure of the current recording is not impaired by the end of the respective images of the video camera and the reading of the recording only in the end the image following the shutter speed. Short shutter speeds are usually necessary to avoid motion blur. The event 10 converted by the detector 3 into the trigger signal 9 can be of various types. The detector 3 only has to be able to recognize this event. Acoustic, optical and other electromagnetic detectors are known.

Der Verschluß der Videokamera 1 kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Eine Ausführungsmöglichkeit ist eine elektronische Schaltung, deren Wirkungsweise in Fig. 2 skizziert ist. Die Videokamera 1 gemäß Fig. 1 weist eine Vielzahl von Bildsegmenten 13 in flächiger Anordnung auf, von denen hier zehn beispielhaft wiedergegeben sind. Fig. 2a zeigt die Schaltung der Bildsegmente 13 vor Auslösung des Verschlusses bzw. jeweils bei der Bildaufnahmebereitschaft der Videokamera 1. Alle Bildsegmente 13 sind mit einer Erde 14 verbunden. Entsprechend werden auf die Bildsegmente 13 einfallende Lichtintensitäten bzw. die daraus resultierenden Signale unmittelbar zur Erde 14 abgeleitet. Mit dem Auslösen des Verschlusses werden die einzelnen Bildsegmente 13 isoliert. Dies ist in Fig. 2b wiedergegeben. Die isolierten Bildsegmente 13 integrieren die einfallenden Lichtintensitäten während der Verschlußzeit auf. Am Ende der Verschlußzeit werden die auf integrierten Lichtintensitäten 15 aller Bildsegmente 13 parallel an einen Zwischenspeicher 16 übergeben. Dieser Schritt ist in Fig. 2c angedeutet. Nach der Verschlußzeit ist der in Fig. 2d wiedergegebene Zustand erreicht. Die Bildsegmente 13 sind von dem Zwischenspeicher 16 getrennt. Der Inhalt des Zwischenspeichers 16 wird im Laufe des nächsten Bilds von einer Schaltung 17 in das sequentielle Videosignal 12 ausgelesen. Die Bildsegmente 13 sind in dem auf das Auslesen folgenden Bild wieder aufnahmebereit und gemäß Fig. 2a mit der Erde 14 verbunden. Die Steuerschaltung 2 gemäß Fig. 1 erkennt dies an dem von der Videokamera 1 abgegebenen Bildaufnahmebereitschaftssignal 8. Die Abfolge der belichteten Bilder bei der neuen Verwendung der Videokamera 1 weist daher typischerweise die halbe Bildfrequenz der Videokamera auf. The shutter of the video camera 1 can be designed in various ways. One possible embodiment is an electronic circuit, the mode of operation of which is outlined in FIG. 2. The video camera 1 of FIG. 1 comprises a plurality of image segments 13 in a flat arrangement, of which ten are here represented by way of example. FIG. 2a shows the switching of the image segments 13 before the shutter is released or when the video camera 1 is ready to take images. All image segments 13 are connected to an earth 14 . Correspondingly, light intensities incident on the image segments 13 or the signals resulting therefrom are derived directly to the earth 14 . When the shutter is released, the individual image segments 13 are isolated. This is shown in Fig. 2b. The isolated image segments 13 integrate the incident light intensities during the shutter speed. At the end of the shutter speed, the integrated light intensities 15 of all image segments 13 are transferred in parallel to a buffer store 16 . This step is indicated in Fig. 2c. After the shutter speed, the state shown in FIG. 2d is reached. The image segments 13 are separated from the buffer memory 16 . The content of the buffer memory 16 is read out by a circuit 17 in the sequential video signal 12 in the course of the next image. The image segments 13 are ready to take up again in the image following the reading and are connected to the earth 14 according to FIG. 2a. The control circuit 2 according to FIG. 1 recognizes this from the image recording readiness signal 8 emitted by the video camera 1 . The sequence of the exposed images in the new use of the video camera 1 therefore typically has half the frame rate of the video camera.

Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur stroboskopischen Aufzeichnung von Vorgängen ist in Fig. 3 wiedergegeben. Hier sind zusätzlich ein Zeitverzögerungsglied 18, eine Blitzlampe 6 und ein Bildspeicher 5 vorgesehen. Das Zeitverzögerungsglied 18 verzögert das von dem Detektor 3 an die Steuerschaltung 2 abgegebene Triggersignal 9 um eine einstellbare, feste oder schrittweise anwachsende Zeitspanne, um wiederholt Bilder zu einem der Zeitspanne entsprechenden Zeitpunkt bzw. Zeitlupenaufnahmen des beobachteten Vorgangs aufzuzeichnen. Die Blitzlampe 6 wird von dem zur Ansteuerung des Verschlusses der Videokamera 1 dienenden Ansteuersignal 7 beaufschlagt. Sie beleuchtet das Objekt 6 synchron mit der Öffnung des Verschlusses. Auf diese Weise werden die von der Videokamera 1 registrierbaren Lichtintensitäten erhöht, was kürzere Verschlußzeiten mit geringeren Bewegungsunschärfen zuläßt. Gleichzeitig kann eine direkte stroboskopische Betrachtung des Objekts 11 mit dem Auge erfolgen. Der Bildspeicher 5 ist eingangsseitig mit dem Ausgang für das Videosignal 12 der Videokamera 1 verbunden und dazu vorgesehen, das Videosignal jeweils dann durch eine Wiederholung des letzten belichteten Bildes zu ergänzen, wenn die Videokamera 1 unbelichtete Bilder ausliest. Hieraus resultiert ein auf dem Videomonitor 4 flimmerfrei darstellbares Videosignal 20. Daß die aktuell ausgelesenen Bilder belichtet sind, teilt die Videokamera 1 dem Bildspeicher 5 über ein Gültigkeitssignal 19 mit. Der Bildspeicher ist vorzugsweise digital ausgebildet, wobei die ankommenden analogen Bilder des Videosignals 12 mit einem A/D- Wandler digitalisiert und in einem digitalen Speicher abgelegt werden. Zur Wiedergabe des digitalen Speicherinhalts ist ein D/A-Wandler vorgesehen. Der Bildspeicher 5 kann beispielsweise Bestandteil eines Rechners sein, mit dem die einzelnen Aufnahmen des beobachteten Vorgangs darüber hinaus rechnerisch auswertbar sind. Der Bildspeicher 5 ermöglicht also auch eine nachträgliche Auswertung der einzelnen Aufnahmen. Dies erweist sich insbesondere bei langsam ablaufenden Vorgängen, bei denen das Videosignal 12 nur in wenigen belichtete Bilder, d. h. Aufnahmen des Vorgangs enthält, als sinnvoll. Die einzelnen, zeitlich beabstandeten Aufnahmen können beispielsweise mit einer Zeitrafferschaltung zusammengefaßt und als Videosignal 20 auf dem ausgangsseitig mit dem Bildspeicher 5 verbundenen Videomonitor 4 sichtbar gemacht werden. Aber auch bei sehr schnellen Vorgängen ist der Bildspeicher 5 zur Auswertung sinnvoll. Dies gilt insbesondere, wenn die einzelnen Aufnahmen des Vorgangs große, vom menschlichen Auge nicht instantan erfaßbare Unterschiede untereinander aufweisen.A second embodiment of the device for stroboscopic recording of processes is shown in FIG. 3. Here, a time delay element 18 , a flash lamp 6 and an image memory 5 are additionally provided. The time delay element 18 delays the trigger signal 9 output by the detector 3 to the control circuit 2 by an adjustable, fixed or incrementally increasing time period in order to repeatedly record images at a time corresponding to the time period or slow motion recordings of the observed process. The flash lamp 6 is acted upon by the control signal 7 used to control the closure of the video camera 1 . It illuminates the object 6 synchronously with the opening of the closure. In this way, the light intensities that can be registered by the video camera 1 are increased, which permits shorter shutter speeds with less motion blur. At the same time, a direct stroboscopic observation of the object 11 can be carried out with the eye. The image memory 5 is connected on the input side to the output for the video signal 12 of the video camera 1 and is intended to supplement the video signal by repeating the last exposed image when the video camera 1 reads unexposed images. This results in a video signal 20 that can be displayed flicker-free on the video monitor 4 . The video camera 1 notifies the image memory 5 that the currently read out images are exposed via a validity signal 19 . The image memory is preferably of a digital design, the incoming analog images of the video signal 12 being digitized using an A / D converter and stored in a digital memory. A D / A converter is provided for reproducing the digital memory content. The image memory 5 can be part of a computer, for example, with which the individual recordings of the observed process can also be evaluated mathematically. The image memory 5 thus also enables the individual recordings to be evaluated subsequently. This proves to be particularly useful in the case of slow-running processes in which the video signal 12 contains only a few exposed images, that is to say recordings of the process. The individual, time-spaced recordings can, for example, be combined with a time-lapse circuit and made visible as a video signal 20 on the video monitor 4 connected on the output side to the image memory 5 . However, the image memory 5 is also useful for evaluation in the case of very fast processes. This applies in particular if the individual recordings of the process have large differences among one another that cannot be immediately detected by the human eye.

In Fig. 4 sind das Triggersignal 9, das Bildaufnahmebereitschaftssignal 8, das Ansteuersignal 7, das Videosignal 12, das Gültigkeitssignal 19 und das Videosignal 20 für einen Einsatzfall der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wiedergegeben. Das Triggersignal 7 ist aus einem sich wiederholenden Vorgang gewonnen und weist eine Frequenz auf, die größer als die Halbbildfrequenz der Videokamera 1 ist. D. h., daß die einzelnen Triggerimpulse a bis q einen geringeren Abstand haben als die Länge der Bilder I bis VII in dem Videosignal 12 und dem Videosignal 20. Bei aufnahmebereiter Videokamera 1, also hochgesetztem Bildaufnahmebereitschaftssignal 8 löst der Triggerimpuls a zu Beginn des Bildes I einen Ansteuerimpuls des Ansteuersignals 7 aus. Damit wird der Verschluß der Videokamera 1 betätigt und eine Aufnahme von dem beobachteten Vorgang gemacht. Mit dem Ansteuerimpuls des Ansteuersignals 7 wird zudem das Bildaufnahmebereitschaftssignal 8 zurückgesetzt. Während des Bildes II wird die auf den Triggerimpuls a hin aufgezeichnete Aufnahme A in Form des Videosignals 12 aus der Videokamera 1 ausgelesen. Da es sich um eine belichtete Aufnahme handelt, wird das Gültigkeitssignal 19 hochgesetzt. Entsprechend erscheint die Aufnahme A auch bei dem Videosignal 20. Nach dem vollständigen Auslesen der Aufnahme A aus der Videokamera 1 wird zunächst das Gültigkeitssignal 19 zurückgesetzt. Im Anschluß an den folgenden Synchronisationsimpuls des Videosignal 12 und des Videosignal 20 zu Beginn des Bilds III wird dann das Bildaufnahmebereitschaftssignal 8 erneut hochgesetzt. So ist zum Zeitpunkt des Triggerimpulses f die Videokamera 1 aufnahmebereit und entsprechend wird ein Ansteuerimpuls generiert und der Verschluß der Videokamera betätigt. Währenddessen, also während des Bilds III wird keine Aufnahme, sondern ein unbelichtetes Bild aus der Videokamera 1 ausgelesen. Dies wird von dem Bildspeicher 5 anhand des nicht hochgesetzten Gültigkeitssignals 19 erkannt. Der Bildspeicher wiederholt deshalb die Aufnahme A, die so im Videosignal 20 zweimal hintereinander auftritt. Erst während des Bilds IV wird die dem Triggerimpuls f entsprechende Aufnahme F aus der Videokamera 1 in das Videosignal 12 ausgelesen und aufgrund des hochgesetzten Gültigkeitssignals 19 direkt im Videosignal 20 weitergegeben. Zugleich nimmt der Bildspeicher 5 die Aufnahme F auf, um sie während des Bilds V zu wiederholen, in dem kein belichtetes Bild in der Videokamera 1 vorliegt. Entsprechend verhält es sich mit den Triggerimpulsen j und o bzw. den Aufnahmen J und O. Das Videosignal weist bei jedem zweiten Bild II, IV, VI eine belichtete Aufnahme A, F, J auf. Beim Videosignal 20 werden die Aufnahmen zusätzlich noch einmal wiederholt, um die leeren Bilder III, V, VII aufzufüllen. Das Videosignal 20 ist auf einem herkömmlichen Videomonitor flimmerfrei darstellbar. Ebenso wie die Aufnahmen A, F, J bei dem Videosignal 12 weisen das Bildaufnahmebereitschaftssignal 8 und das Ansteuersignal 7 im Fall der Fig. 4 eine mittlere Frequenz auf, die der halben Bildfrequenz der Videokamera 1 entspricht. Dennoch ist mit der Videokamera 1 ohne konstruktive Änderungen oder eine Neujustierung ein Vorgang mit beliebiger Periodenlänge beobachtbar, da die Frequenz des aus dem Vorgang gewonnenen Triggersignals 9 für die Funktion der Vorrichtung gemäß Fig. 3 unerheblich ist. FIG. 4 shows the trigger signal 9 , the image recording readiness signal 8 , the control signal 7 , the video signal 12 , the validity signal 19 and the video signal 20 for an application of the device according to FIG. 3. The trigger signal 7 is obtained from a repetitive process and has a frequency that is greater than the field frequency of the video camera 1 . That is, the individual trigger pulses a to q have a smaller distance than the length of the images I to VII in the video signal 12 and the video signal 20th When the video camera 1 is ready to record, that is to say the image recording readiness signal 8 is raised , the trigger pulse a triggers a trigger pulse of the trigger signal 7 at the beginning of the image I. This actuates the shutter of the video camera 1 and takes a picture of the observed process. With the control pulse of the control signal 7 , the image recording readiness signal 8 is also reset. During the image II, the image A recorded in response to the trigger pulse a is read out from the video camera 1 in the form of the video signal 12 . Since it is an exposed picture, the validity signal 19 is raised. Accordingly, the recording A also appears with the video signal 20 . After the complete reading out of the recording A from the video camera 1 , the validity signal 19 is first reset. Following the following synchronization pulse of the video signal 12 and the video signal 20 at the beginning of the image III the image pickup standby signal 8 is then pulled up again. Thus, at the time of the trigger pulse f, the video camera 1 is ready to take a picture, and accordingly a control pulse is generated and the shutter of the video camera is actuated. In the meantime, that is to say during the image III, no image, but an unexposed image is read out from the video camera 1 . This is recognized by the image memory 5 on the basis of the non-boosted validity signal 19 . The image memory therefore repeats the recording A, which occurs twice in succession in the video signal 20 . Only during the image IV is the recording F corresponding to the trigger pulse f read out from the video camera 1 into the video signal 12 and passed on directly in the video signal 20 due to the high validity signal 19 . At the same time, the image memory 5 records the image F in order to repeat it during the image V, in which there is no exposed image in the video camera 1 . The same applies to the trigger pulses j and o or the recordings J and O. The video signal has an exposed image A, F, J in every second image II, IV, VI. In the case of the video signal 20 , the recordings are additionally repeated once more in order to fill in the empty images III, V, VII. The video signal 20 can be displayed flicker-free on a conventional video monitor. Just like the recordings A, F, J in the video signal 12 , the image recording readiness signal 8 and the control signal 7 in the case of FIG. 4 have an average frequency which corresponds to half the image frequency of the video camera 1 . Nevertheless, a process with any period length can be observed with the video camera 1 without design changes or readjustment, since the frequency of the trigger signal 9 obtained from the process is insignificant for the function of the device according to FIG. 3.

Ein weiteres Beispiel für diese Tatsache liefert Fig. 5. Hier sind dieselben Signale wie in Fig. 4 für einen Anwendungsfall wiedergegeben, bei dem einzelne Triggerimpulse r bis w des Triggersignals 9 in unregelmäßigen Abständen anfallen. Dies entspricht einem sich zwar wiederholenden, aber nicht periodisch ablaufenden Vorgang. Für den ersten, auf die aufnahmebereite Videokamera 1 treffende Triggerimpuls r entspricht der Ablauf bei dem Bildaufnahmebereitschaftssignal 8, dem Ansteuersignal 7, dem Videosignal 12, dem Gültigkeitssignal 19 und dem Videosignal 20 den Abläufen von Fig. 4. Unterschiede resultieren jedoch aus der Tatsache, daß in das Bild III. In dem das Bildaufnahmebereitschaftssignal 8 erneut die Bildaufnahmebereitschaft der Videokamera 1 anzeigt kein Triggerimpuls fällt. Entsprechend unterbleibt eine Ansteuerung des Verschlusses der Videokamera 1 durch einen Ansteuerimpuls des Ansteuersignals 7 und in dem Bild IV kann wie in dem Bild III keine belichtete Aufnahme aus der Videokamera 1 ausgelesen werden. Dies wird jedoch von dem Bildspeicher 5 anhand des Gültigkeitssignals 19 erkannt, so daß er das Videosignal 20 um eine weitere Wiederholung der Aufnahme R ergänzt. Auch hier ergibt sich also ein Videosignal 20, das nicht nur wie das Videosignal 12 der jeweiligen Videonorm entspricht, sondern auch in jedem Bild II bis VII einen Bildinhalt aufweist und auf den Videomonitor VI gemäß Fig. 3 flackerfrei darstellbar ist.A further example of this fact is shown in FIG. 5. The same signals as in FIG. 4 are shown for an application in which individual trigger pulses r to w of the trigger signal 9 occur at irregular intervals. This corresponds to a process that is repeated but not periodic. For the first trigger pulse r which hits the ready-to-shoot video camera 1 , the sequence for the image-ready signal 8 , the drive signal 7 , the video signal 12 , the validity signal 19 and the video signal 20 corresponds to the processes in FIG. 4. However, differences result from the fact that in the picture III. In which the image acquisition readiness signal 8 again indicates the image acquisition readiness of the video camera 1 , no trigger pulse falls. Accordingly, the shutter of the video camera 1 is not activated by a drive pulse of the drive signal 7, and in the image IV, as in the image III, no exposed image can be read out from the video camera 1 . However, this is recognized by the image memory 5 on the basis of the validity signal 19 , so that it supplements the video signal 20 by a further repetition of the recording R. This also results in a video signal 20 which not only corresponds to the respective video standard like the video signal 12 , but also has an image content in each image II to VII and can be displayed flicker-free on the video monitor VI according to FIG. 3.

Bei der neuen Verwendung der Videokamera 1 ist zwar die Frequenz, mit der Aufnahmen von dem zu beobachtenden Vorgang aufgezeichnet werden können nach oben begrenzt. Die Obergrenze liegt bei der halben Bildfrequenz der Videokamera 1. Dennoch sind Triggersignale 9 mit beliebigen Abfolgen der einzelnen Triggersignale problemlos verarbeitbar. Dabei führen zwar nicht alle einzelnen Triggersignale zu einer Aufnahme des Vorgangs, vorteilhafterweise fallen die aufgezeichneten Aufnahmen jedoch in leicht weiterverarbeitbarer Videonorm an. Außerdem wäre eine höhere Bildwechselfrequenz als mit der erfindungsgemäßen Verwendung einer Videokamera bzw. der neuen Vorrichtung erreichbar zumindest bei Auswertung der stroboskopischen Aufzeichnungen mit dem menschlichen Auge nicht nutzbar.With the new use of the video camera 1 , the frequency with which recordings of the process to be observed can be recorded is limited upwards. The upper limit is half the frame rate of the video camera 1 . Nevertheless, trigger signals 9 can be processed with any sequences of the individual trigger signals without any problems. Although not all of the individual trigger signals result in a recording of the process, the recorded recordings are advantageously obtained in a video standard that can be easily further processed. In addition, a higher frame rate than with the use of a video camera or the new device according to the invention would not be usable, at least when evaluating the stroboscopic recordings with the human eye.

BezugszeichenlisteReference list

1 Videokamera
2 Steuerschaltung
3 Detektor
4 Videomonitor
5 Bildspeicher
6 Blitzlampe
7 Ansteuersignal
8 Bildaufnahmebereitschaftssignal
9 Triggersignal
10 Ereignis
11 Objekt
12 Videosignal
13 Bildsegmenten
14 Erdung
15 Lichtintensität
16 Zwischenspeicher
17 Schaltung
18 Zeitverzögerungsglied
19 Gültigkeitssignal
20 Videosignal 1 video camera
2 control circuit
3 detector
4 video monitor
5 image memories
6 flash lamp
7 control signal
8 Imaging ready signal
9 trigger signal
10 event
11 object
12 video signal
13 image segments
14 grounding
15 light intensity
16 buffers
17 circuit
18 time delay element
19 validity signal
20 video signal

Claims

1. Use of a video camera with an asynchronously controllable shutter for stroboscopic recording of repetitive processes, with the video camera ( 1 ) taking a large number of snapshots of the process, the shutter of the video camera ( 1 ) for each snapshot of the process depending on an external trigger signal ( 9 ) is exposed asynchronously to the fixed frame rate of the video camera ( 1 ) and the exposure takes place only when the previous snapshot has already been read out from the video camera.

2. Device for stroboscopic recording and playback of repetitive processes, with a video camera for taking a variety of snapshots of the process and with a control circuit, characterized in that the video camera ( 1 ) has an asynchronous to its fixed frame rate controllable shutter, the whose input side is connected to a a drive signal (7) emitting output of the control circuit (2), that the control circuit (2) having an image-recording standby signal (8) emitting output of the video camera (1) is connected on the input side and is acted upon by an external trigger signal (9) and that the control circuit ( 2 ) from the trigger signal ( 9 ) only generates a control signal ( 7 ) when the image recording readiness signal ( 8 ) from the video camera ( 1 ) is present.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the control circuit ( 2 ) on the input side with a trigger signal ( 9 ) emitting output of an acoustic, optical or electromagnetic detector ( 3 ) is connected, the time of selected events ( 10 ) of the process to be recorded detected.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the input of the control circuit ( 2 ) for the trigger signal ( 9 ) is preceded by a time delay element ( 9 ).

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the output of a video signal ( 12 ) of the video camera ( 1 ) is connected to a video monitor ( 4 ).

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the output of the video signal ( 12 ) of the video camera ( 1 ) is connected to a digital image memory ( 5 ).

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that a flash lamp ( 6 ) with which the control signal ( 7 ) emitting output of the control circuit ( 2 ) is connected.

8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the closure of the video camera ( 1 ) is designed as an image intensifier.

9. Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the control circuit ( 2 ) has a FLIP-FLOP, which is set by the image reception ready signal ( 8 ) and reset by the trigger signal ( 9 ).