WO1993003573A1 - Bildaufnahme-vorrichtung - Google Patents
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- WO1993003573A1 WO1993003573A1 PCT/EP1992/001800 EP9201800W WO9303573A1 WO 1993003573 A1 WO1993003573 A1 WO 1993003573A1 EP 9201800 W EP9201800 W EP 9201800W WO 9303573 A1 WO9303573 A1 WO 9303573A1
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/00127—Connection or combination of a still picture apparatus with another apparatus, e.g. for storage, processing or transmission of still picture signals or of information associated with a still picture
- H04N1/00281—Connection or combination of a still picture apparatus with another apparatus, e.g. for storage, processing or transmission of still picture signals or of information associated with a still picture with a telecommunication apparatus, e.g. a switched network of teleprinters for the distribution of text-based information, a selective call terminal
- H04N1/00283—Connection or combination of a still picture apparatus with another apparatus, e.g. for storage, processing or transmission of still picture signals or of information associated with a still picture with a telecommunication apparatus, e.g. a switched network of teleprinters for the distribution of text-based information, a selective call terminal with a television apparatus
Definitions
- a completely different kind of "picture taking" is the copying of documents. This is about reproducing the regular two-dimensional image of a template as a two-dimensional copy on a sheet of paper.
- electrostatically operating copying machines are used, in which a light-electric, rapidly rotating drum is used for optoelectrical recording and for the immediately subsequent transfer of the electrostatic charge image onto a sheet of paper.
- the present invention relates to a technique in which images of two- or three-dimensional objects are to be recorded, of which copies are to be made or whose information content is to be provided as a digitalized image information signal at an electrical connection.
- Field of application of a device relating to the present invention is, for example, the production of copies from books, foils and the like in particular.
- the present invention is an image pickup device having the features set out in claim 1. Further refinements and developments of the invention emerge from the associated subclaims.
- an electronic vacuum image pick-up tube with an analog electrical output signal which is known in principle and which supplies an analog image signal.
- Such tubes are known, for example, as Newicon, Super Orticon and the like.
- Such tubes contain a photoelectrically operating screen on which the two-dimensional image of a two-dimensional or three-dimensional object is to be optically reproduced.
- the photoelectric screen of the tube is scanned inside the evacuated tube using an electron beam, usually line by line of the image.
- the electrical scanning signal is immediately available in analog form at the signal output of the tube.
- this image recording tube is followed by an electronic device which comprises a preamplifier, an analog / digital converter, an image memory and a signal output unit in series connection. At the output of this device, a digitized image signal corresponding to the analog signal output of the tube is obtained.
- the device according to the invention further comprises a process control device which can be controlled from a keypad.
- a process control device which can be controlled from a keypad.
- the process control device can be used to control the amplification of the preamplifier, the deflection system of the tube, the image memory, the lighting and the like, namely the lighting that is required in the individual case in order to use the image recording device according to the invention to be able to record the template.
- the analog / digital converter contained in the device connected downstream of the tube can expediently also be a circuit comprising a comparator and a digital / analog converter.
- FIG. 1 shows an overall picture of an embodiment of the invention
- FIG. 2 shows the circuit of comparator and converter already mentioned above.
- the image recording device designated by 1 in FIG. 1 comprises the actual image recording tube 2.
- an already available tube can be used for this.
- 3 and 4 denote a (horizontally scanning) cell deflection system and a (vertically scanning) image deflection system. In the case of magnetic deflection, these are known to be systems integrated with one another in a coil arrangement. With 5 and 6 are deflection amplifiers and with 7 and 8 are still referred to below to be described digital / analog converter.
- the output terminal 11 of the tube 2 is connected to the input of a preamplifier 12, which is followed by a circuit 13 which is an analog / digital converter or a circuit according to FIG. 2.
- the output of this circuit 13 is followed by an image memory 14 and this is followed by the output unit 15 with the output connections 16, 17 and 18.
- the process control device already mentioned is designated by 21, the outputs 22 to 25 of which are connected to the converters 7 and 8 as well as to the preamplifier 12 and the circuit 13.
- Further outputs 26 and 27 of the process control device serve to control the lighting 31 or the output unit 15 which may be required.
- the keypad 40 which is connected to the process control device 21 or is a component thereof, contains the keys required for control. Remote control or control for which input 121 is provided can also be provided (in addition).
- the function of a device according to FIG. 1 is that the analog output signal K is first amplified in the preamplifier 12, the degree of amplification of which can already be selected via the process control device or its output 24.
- the output signal of the preamplifier 12 controlled in this way goes into the analog / digital converter 13, in which the digitization of the analog or gray values of the output signal K of the tube 2 takes place. Again, this mode of operation can be controlled from the process control device or from the keypad.
- the output signal V of the circuit 13 is sent to an image memory 14, which can carry out intermediate storage adapted to the individual case.
- the output signal of the output unit can be at the connection 16 an output signal corresponding to the SCSI standard, which is further processed accordingly, for example transmitted by fax can be.
- the output unit delivers an output signal adapted to the operation of a (graphic) printer.
- the output unit 15 can also have an output 18, from which a video signal (bypassing the corresponding circuit point mentioned above) can also be taken, which can be given directly to a television set, for example.
- FIG. 2 shows a circuit replacing the analog / digital converter 13 of FIG. 1 with a digital / analog converter 113 and a comparator 213 in the circuit-like connection with one another as indicated.
- the converter 113 supplies the graded reference voltage values for the threshold value settings of the comparator 213.
- the output signal is again a digitized signal.
- the preamplifier 12 can be operated as a linear amplifier, but can also be operated as a positive or negative logarithmic amplifier, it being possible for the various functions of the amplifier 12 to be switched by the process control device 21.
- An example of an operating mode of a device is that in which the electron beam used to scan the individual pixels of the screen 102 of the tube 2 is in horizontal or horizontal direction.
- Line direction scans 3500 pixels.
- the step-wise deflection signal which is supplied by the converter 7 to the horizontal deflection, the electron beam can be shifted discontinuously from pixel to pixel of the cell and the discrete pixel signal (as an analog signal) can be recorded and digitized in stage 13.
- the horizontal deflection therefore does not take place in an analog-linear manner, but in steps corresponding to the step-by-step signal of the digital / analog converter 7 controlled by the process control device 21.
- the switching tents of this converter 7 are connected via the process control device 21 to the converter device 13 or of the converter device according to FIG. 2, coupled for the signal of the pixel information (unless the mode of operation for the analog output signal on
- Output connection 18 of the output unit 15 is requested and set).
- the deflection of the electron beam is operated in a vertical manner.
- 2500 cells are provided.
- the converter 8 supplies the correspondingly graduated deflection signal for this vertical deflection or deflection of the lines among one another.
- the corresponding codification for pixel scanning is to be provided.
- path length compensation of the electron beam can be provided for different path lengths with respect to a point in the middle and one at the edge of the image field. This can be done by modulating the timing of the converter in question.
- the analog / digital converter 13 or the circuit combination according to FIG. 2 can be used to generate an 8-bit or a 10-bit signal corresponding to 256 or 1024 gray levels.
- the pixel information of the individual pixels, the scanning of which is coordinated with the aid of the process control device, can be amplified linearly or logarithmically with the aid of the preamplifier 12, namely positive-logarithmic or negative-logarithmic. With the logarithmically controlled amplification, a gray value increase or decrease can be carried out, as can be useful in special applications.
- the artificial lighting described above can be dispensed with.
- Such a lens can be a plastic glass with, for example, a pyramidal roughening of its surface.
- An image recording device has compared to the
- a graphic printer laser printer, matrix printer, thermal printer and the like
- a graphic printer can be controlled directly.
- the video interface of the printer can also be controlled directly, so that e.g. the printout of the image taken by the tube 2 can be delivered within 5 seconds (the latter depending on the special design of such a printer).
- the device according to the invention does not require any additional computer, no special software and / or other units which are used for
- the device according to the invention can be used as a camera wherever image acquisition and reproduction (as a copy) with a resolution of 300 dpi, based on the A4 format, is sufficient.
- An advantage over a line scan camera is that the device according to the invention can carry out the entire image acquisition in a fraction of a second.
- the invention is therefore of particular importance there and its application is particularly advantageous when very fast image acquisition with digital output
- the device according to the invention has the special feature that it has a direct connection for a printer, namely a connection with a digital output signal, and the possibility for a direct connection
- a data modem can be integrated into the device according to the invention, so that this device can also be operated remotely via a data line.
- the device according to the invention is suitable, the
- Output image information so that this information can be transmitted directly as a fax.
- the camera can not only be operated locally using the keypad, but also remotely.
- the digital signal is available at the SCSI data output of the device according to the invention for the computer used. Since the data are retrieved from an image memory of this device, an identical address assignment takes place in the working memory of the computer, which is reproducible.
- Data is transferred via a standard SCSI interface and can therefore be connected directly to any computer.
- the internal command set of the device enables direct integration into the respective analysis software with the control of various operating functions.
- the resolution of the device according to the invention is many times higher (up to 3600 x 3600 pixels) than with cameras already on the market, but has the same frame rate.
- the digital signals can also be transmitted without problems and over long distances.
- a device according to the invention can also be used in measurement technology with non-contact measurement.
- the internal image memory 14 is with the digital deflection 7, 8 and the image conversion 13 via the
- Process controller 21 firmly linked. This ensures that the first digitized pixel always occupies the first bit in the image memory. This is an essential prerequisite for accurate, reproducible measurements and evaluations in measurement technology.
- the device according to the invention is to be used as part of an autonomous image measurement analysis system. The measurement result is reproducible because the first recorded and digitized Dot, whatever the defined memory address is, what is required for exact, reproducible measurement and analysis.
- a device according to the invention advantageously has, for example
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
Bildaufnahme-Vorrichtung mit einer für Fernsehaufnahmen üblichen Bildaufnahmeröhre (2) und mit dieser nachgeschalterer elektronischer Schaltung (12-15), die steuerbar (21) so zu betreiben ist, daß die Vorrichtung für einen Druckeranschluß (17) und gegebenenfalls weitere Anschlüsse (16, 18) angepaßte Signale liefert.
Description
Bildaufnahme-Vorrichtung
Für die elektronische Aufnahme von Bildern sind seit Jahrzehnten die für die konventionelle Fernseh-Aufnähme technik verwendeten elektronischen Bildaufnahmeröhren bekannt. In der jüngeren Vergangenheit sind für den vor allem nicht professionellen Bereich Videokameras. z.B. unter den Namen "Camcorder", bekannt geworden, mit denen breite Benutzerkreise magnetische Bandaufzeichnungen vornehmen, närallch anstelie der Aufnahme von (Photo-)Filmen. Für die letztgenannten Videokameras werden als optoelektronische Aufnahmeelemente Halbleiter- CCD-Schaltungen verwendet, mit denen das aktuelle Bild zeilenweise aufgenommen und das dabei zu erhaltende elektrische Analogsignal seriell auf dem Magnetband, wiederum als Analogsignal , abgespeichert wird. Es ist auch bekannt, eine solche Kamera direkt mit dem Videoeingang eines Fernsehgerätes zur Sofort-Wledergabe zu verbinden.
Eine gänzlich andere Art einer "Bildaufnahme" ist das Kopieren von Dokumenten. Hier handelt es sich darum, das regelmäßig zweidimensional e Bild einer Vorlage ebenso zweidimensional auf einem Blatt Papier als Kopie wiederzugeben. Verwendet werden für diesen Zweck elektrostatisch arbeitende Kopiergeräte, In denen eine l ichtelektrische, rasch rotierende Trommel zur optoelektri sehen Aufnahme und zur unmittelbar folgenden Obertragung des elektrostatischen Ladungsbildes auf ein Blatt Papier benutzt wird.
Die vorl iegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik, bei der von zwei- oder dreidimensionalen Objekten Bilder aufzunehmen sind, von denen Kopien zu erzeugen sind oder deren Informationsinhalt als digital isiertes Bild-Informationssignal an einem elektrischen Anschluß bereitzustellen ist. Anwendungsgebiet einer die vorl iegende Erfindung betreffenden Vorrichtung ist z.B. das Herstellen von Kopien aus Insbesondere Büchern, Fol ianten und dergleichen. Die letztgenannten Kopien lassen sich z.B. nur umständl ich handhabbar mittels eines elektrostatischen Kopierers bekannter Bauart herstellen. Zum Beispiel ist das Gewicht solcher Bücher, aus denen Kopien herzustellen sind, ein wesentlicher Nachteil , Kopien nach konventioneller Technik herzustellen. Einzelheiten hierzu und auch weitere Anwendungsgebiete für die vorliegende Erfindung gehen aus der älteren nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 41 13 594.6 vom 24.4.1991 desselben Erfinders wie zur vorliegenden Anmeldung hervor. Der Beschreibungsinhalt der vorgenannten älteren Anmeldung ist somit zum Bestandteil der vorliegenden Erfindungsbeschreibung gemacht.
Die vorliegende Erfindung ist eine Bildaufnahme-Vorrichtung mit den Merkmalen, die in Patentanspruch 1 angegeben sind. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den zugehörigen Unteransprüchen hervor.
Für die vorliegende Erfindung ist auf eine dem Prinzip nach bekannte, ein analoges Bildsignal liefernde elektronische Vakuum-Bildaufnahmeröhre mit analogem elektrischem Ausgangssignal zurückgegriffen worden. Solche Röhren sind z.B. als Newicon, Super-Orticon und dergleichen bekannt. Solche Röhren enthalten einen photoelektrisch arbeitenden Bildschirm, auf den das zweidimensionale Bild eines zweidimensional en oder dreidimensionalen Objekts optisch abzubilden ist. Der photoelektrische Bildschirm der Röhre wird im Inneren der evakuierten Röhre mittels eines Elektronenstrahls, im Regelfall Zeile auf Zeile des Bildes, abgetastet. Das elektrische Abtastsignal steht am Signalausgang der Röhre sofort analog zur Verfügung. Diese Eigenschaften der Röhre sind vor allem für die Fernsehwiedergabe, und zwar Insbesondere bewegter Bilder, angepaßt.
Für die vorliegende Erfindung, bei der jedoch davon abweichend Kopien hergestellt werden sollen, ist vorgesehen, dieser Bildaufnahmeröhre eine elektronische Einrichtung nachzuschalten, die in Reihenschaltung einen Vorverstärker, einen Analog-/Digitalwandler, einen Bildspeicher und eine Signalausgabeeinheit umfaßt. Am Ausgang dieser Einrichtung erhält man ein dem Analogsignal-Ausgang der Röhre entsprechendes digitalisiertes Bildsignal.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt des weiteren eine Prozeßsteuer- Einrichtung, die von einem Tastenfeld aus zu steuern ist. Mit dieser Prozeßsteuer-Einrichtung läßt sich die der Röhre nachgeschaltete Einrichtung so steuern, wie dies für den einzelnen, vorgesehenen Anwendungsfall der Erfindung geeignet ist. Von dem Tastenfeld aus läßt sich über die Prozeßsteuer-Elnrichtung die Verstärkung des Vorverstärkers, das Ablenksystem der Röhre, der Bildspeicher, die Beleuchtung und dergleichen steuern, und zwar diejenige Beleuchtung, die im jeweiligen Einzelfall erforderlich ist, um die mit ύtr erfindungsgemäßen Bildaufnahme-Vorrichtung aufzunehmende Vorlage aufnehmen zu können.
Der in der der Röhre nachgeschalteten Einrichtung enthaltene Analog-/- Dlgltalwandler kann zweckmäßigerweise auch eine Schaltung aus einem Komparator und einem Digital-/Analogwandler sein.
Weitere Erläuterungen der Erfindung werden zur Vereinfachung anhand der beigefügten Figuren 1 und 2 gegeben, von denen die Figur 1 ein Gesamt-Oberslchtsbild einer Ausführung der Erfindung zeigt und die Figur 2 die schon voranstehend erwähnte Schaltung aus Komparator und Wandler wiedergibt.
Die in Figur 1 mit 1 bezeichnete Bildaufnahme-Vorrichtung umfaßt die eigentliche Bildaufnahmeröhre 2. Wie gesagt, kann hierfür eine bereits verfügbare Röhre verwendet werden. Mit 3 und 4 sind ein (horizontal abtastendes) Zellenablenksystem und ein (vertikal abtastendes) Bildablenksystem bezeichnet. Im Falle magnetischer Ablenkung sind dies bekannterweise miteinander In einer Spulenanordnung Integrierte Systeme. Mit 5 und 6 sind Ablenkverstärker und mit 7 und 8 sind noch
nachfolgend näher zu beschreibende Digital-/Analogwandler bezeichnet. Der Ausgangsanschluß 11 der Röhre 2 ist mit dem Eingang eines Vorverstärkers 12 verbunden, dem eine Schaltung 13 folgt, die ein Analog-/Digitalwandler oder eine Schal tung nach der Figur 2 ist. Dem Ausgang dieser Schaltung 13 folgt ein Bildspeicher 14 und diesem die Ausgabeeinheit 15 mit den Ausgangsanschlüssen 16, 17 und 18.
Mit 21 ist die schon erwähnte Prozeß-Steuereinrichtung bezeichnet, deren Ausgänge 22 bis 25 mit den Wandlern 7 und 8 sowie mit dem Vorverstärker 12 und der Schaltung 13 jeweils verbunden sind.
Weitere Ausgänge 26 und 27 der Prozeß-Steuereinrichtung dienen dazu, die gegebenenfalls erforderliche Beleuchtung 31 bzw. die Ausgabeeinheit 15 zu steuern. Das Tastenfeld 40, das mit der Prozeß-Steuereinrichtung 21 verbunden, bzw. ein Bestandteil derselben ist, enthält die zur Steuerung erforderl ichen Tasten. Es kann (zusätzlich) auch Fernbedienung bzw. -Steuerung vorgesehen sein, für die der Eingang 121 vorgesehen ist.
Die Funktionsweise einer Vorrichtung nach Figur 1 ist die, daß das analoge Ausgangssignal K zunächst im Vorverstärker 12 verstärkt wird, wobei dessen Verstärkungsgrad bereits über die Prozeß-Steuereinrichtung bzw. deren Ausgang 24 gewählt werden kann. Das derart gesteuerte Ausgangssignal des Vorverstärkers 12 geht In den Analog-/Digital wandler 13, in dem die Digitalisierung der Analog- bzw. Grauwerte des Ausgangssignals K der Röhre 2 erfolgt. Wiederum läßt sich diese Arbeitsweise von der Prozeß-Steuereinrichtung bzw. vom Tastenfeld aus steuern.
Das Ausgangssignal V der Schaltung 13 wird in einen Bildspeicher 14 gegeben, der eine auf den Einzelfall angepaßte Zwischenspeicherung durchzuführen vermag. Das Ausgangssignal der Ausgabeeinheit kann am Anschluß 16 ein der SCSI-Norm entsprechendes Ausgangssignal sein, das dementsprechend weiterverwertet, z.B. per Telefax weiter übertragen
werden kann. Am Ausgang 17 l iefert die Ausgabeeinheit ein auf den Betrieb eines (Graphik-)Druckers angepaßtes Ausgangssignal . Schließl ich kann die Ausgabeeinheit 15 auch noch einen Ausgang 18 haben, an dem auch ein (die entsprechenden voranstehend genannten Schaltungstelle umgehendes) Videosignal entnommen werden kann, das z.B. direkt auf ein Fernsehgerät gegeben werden kann.
Die Figur 2 zeigt eine den Analog-/Digitalwandler 13 der Figur 1 ersetzende Schaltung mit einem Digital-/Analogwandler 113 und einem Komparator 213 in der wie angegebenen schaltungsmäßigen Verknüpfung miteinander. Der Wandler 113 liefert die abgestuften Referenz -Spannungswerte für die Schwellenwerteinstel lungen des Komparators 213. Das Ausgangssignal ist wieder ein digitalisiertes Signal.
Der Vorverstärker 12 kann als linearer Verstärker, kann aber auch als ein positiv- oder negativ-logarithmischer Verstärker betrieben sein, wobei diese verschiedenen Funktionsweisen des Verstärkers 12 von der Prozeß-Steuerungseinrichtung 21 umschaltbar gewählt werden können.
Eine beispielsweise Betriebsart einer erfindungsgemäβen Vorrichtung ist die, bei der der zum Abtasten der einzelnen Bildpunkte des Bildschirms 102 der Röhre 2 verwendete Elektronenstrahl in Horizontalbzw. Zeilenrichtung 3500 Bildpunkte abtastet. Mit dem stufenweisen Ablenksignal , das vom Wandler 7 an die Horizontalablenkung geliefert wird, kann der Elektronenstrahl diskontinuierlich von Bildpunkt zu Bildpunkt der Zelle versetzt werden und das diskrete Bildpunktsignal (als Analogsignal ) aufgenommen und In der Stufe 13 digitalisiert werden. Die horizontale Ablenkung erfolgt also nicht analog- linear, sondern in Stufen entsprechend dem stufenweisen Signal des von der Prozeß-Steuereinrichtung 21 gesteuerten Digital-/Analogwandlers 7. Die Schaltzelten dieses Wandlers 7 sind über die Prozeß-Steuereinrichtung 21 mit der Wandlereinrichtung 13, bzw. der Wandlereinrichtung nach Figur 2, für das Signal der Bildpunktinformation gekoppelt (soweit nicht die Betriebsweise für analoges Ausgangssignal am
Ausgangsanschiuβ 18 der Ausgabeeinheit 15 verlangt und eingestellt ist).
Wie zur Horizontalen beschrieben, wird in entsprechender Weise die Ablenkung des Elektronenstrahls In der Vertikalen betrieben. Zum Beispiel sind 2500 Zellen vorgesehen. Der Wandler 8 liefert für diese Vertikalablenkung bzw. Ablenkung der Zeilen untereinander das entsprechend abgestufte Ablenksignal. Wie schon erwähnt, ist bei magnetischer Ablenkung mit integriertem x-y-Spulenablenksystem die entsprechende Kodifikation zur Bildpunktabtastung vorzusehen.
Um eine entsprechend hohe Bildpunkt-Auflösung zu erhalten, empfiehlt es sich, mit verringerter StrahlIntensität der Röhre zu arbeiten, womit eine schärfere Fokussierung möglich ist. Prinzipiell hat dies zwar geringere Aufnahmeempfindlichkeit der Röhre 2 bzw. deren Bildschirm 102 zur Folge. Für die für die Erfindung vorgesehene Aufgabenstellung ist dies aber entgegen der bestimmungsgemäßen Verwendung einer solchen Bildaufnahmeröhre 2 kein Problem, da bei der aufgabengemäßen Anwendung der Erfindung stets genügend Licht, gegebenenfalls durch die Beleuchtungseinrichtung 31, zur Verfügung steht.
Die bei der Erfindung vorgesehene Verwendung von Digital-/Analog- wandlern als Quelle für die für die einzelnen Bildpunkte einzustellenden Ablenksignale bzw. Strahlpositionen ist eine im Zusammenhang mit der Erfindung sehr vorteilhafte Maßnahme, da damit sehr exakt positionierte und wiederholbare Abtastung der einzelnen Bildpunkte mit Hilfe des Elektronenstrahls möglich ist. Dies ist bei der Erfindung ein wichtiger Gesichtspunkt, da hier digitales Ausgangssignal an den Anschlüssen 16 und 17 der Ausgabeeinheit gefordert ist.
Soweit dies erforderlich ist, kann ein Weglängenausgleich des Elektronenstrahls für unterschiedliche Weglänge bezüglich eines Punktes in der Mitte und eines solchen am Rande des Bildfeldes vorgesehen sein. Dies kann durch eine Modulation des Zeittaktes des betreffenden Wandlers vorgenommen werden.
Insbesondere zur Einhaltung von Standards kann vorgesehen sein, mit Hilfe des Analog-/Digitalwandlers 13 bzw. der Schaltungskombination nach Figur 2 ein 8-bit- bzw. ein 10-bit-Signal entsprechend 256 oder 1024 Graustufen zu erzeugen.
Die Bildpunkt-Information der einzel nen Bildpunkte, deren Abtastung mit Hilfe der Prozeß-Steuereinrichtung koordiniert erfolgt, kann mi t Hi lfe des Vorverstärkers 12 l inear oder auch logarithmisch verstärkt werden, und zwar positiv-logari thmisch bzw. negativ-logarithmisch. Mit der logarithmisch gesteuerten Verstärkung kann eine Grauwertanhebung oder -absenkuήg durchgeführt werden, wie sie bei speziellen Anwendungsfällen nützlich sein kann. Es empfiehlt sich, Impulsweise Beleuchtung der Vorlage vorzusehen, näml ich synchron mit der Abtastung der einzelnen Bildpunkte, die, wie voranstehend beschrieben, von der Prozeß-Steuereinrichtung 21 gesteuert, in einer (für eine solche Aufnahmeröhre ungewöhnl ichen) diskontinuierl ichen Art und Weise durchgeführt werden kann. Die hierfür In Frage kommenden Beleuchtungsquellen müssen sehr schnell modul ierbare Entladungslampen sein, da eine Taktfrequenz bis zu 9 MHz in Betracht kommt bzw. zu berücksichtigen ist. Da jedoch solche Lampen sehr viel Wärme abgeben, können auch schnelle Leuchtstoffröhren verwendet werden, die mit 1 MHz betrieben werden. Die notwendige Synchronisation zwischen Beleuchtungstakt und Ablenkung des Elektronenstrahls in der Röhre stellt det Betrieb der Prozeß-Steuereinrichtung 21 sicher. Es sei darauf hingewiesen, daß aber auch Beleuchtungsquellen mit Glelchspannungs- bzw. mit Dauerstrich-Betrieb eingesetzt werden können. Um Farbblindheit der erfindungsgemäßen Bildaufnahme-Vorrichtung zu vermelden, ist darauf zu achten, daß verwendete künstl iche Beleuchtungsquellen entsprechend lückenloses Lichtspektrum liefern.
Soweit mit natürlichem Licht im Einzelfall ausreichende Beleuchtungshell igkeit der Vorlage zu erzielen ist, kann auf die voranstehend beschriebene künstliche Beleuchtung verzichtet werden.
Es ist darauf zu achten, daß die Beleuchtung, künstl iche oder natürl iche, der Vorlage derart ist, daß ausreichend gleiche örtliche Beleuchtungsdichte vorl iegt. Soweit dies nicht ohnehin der Fall ist, empfiehlt es sich, eine Streuscheibe vorzusehen, mit der das auf die Vorlage einfallende Licht egal isiert ist. Eine solche Streuscheibe
kann ein Kunststoffglas mit einer z.B. pyramidenförmigen Aufrauhung seiner Oberfläche sein.
Eine erfindungsgemäße Bi ldaufnahme-Vorrichtung hat gegenüber nach dem
Stand der Technik zur Verfügung stehenden Vorrichtungen den Vorzug, für die vorgesehene Anwendung, insbesondere die Erstellung von Kopien, mit Ihrer nachgeschalteten Einrichtung und der Steuerung direkt
verwertbare Ausgangssignale zu l iefern, z.B. in der SCSI-Norm bzw. zum direkten Ansteuern eines konventionel len Druckers . Mit der erfindungsgemäßen kann ein graphikfähiger Drucker (Laserdrucker, Matrixdrucker, Thermodrucker und dgl .) direkt angesteuert werden. Bei Verwendung eines
Laserdruckers kann auch das Video- Interface des Druckers direkt angesteuert werden, so daß z.B. binnen 5 Sekunden (letzteres noch abhängig von der speziellen Ausführung eines solchen Druckers) der Ausdruck des von der Röhre 2 aufgenommenen Bildes gel iefert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bedarf keines zusätzl ichen Rechners, keiner speziellen Software und/oder sonstiger Einheiten, die bei
computermäßiger Signal Verarbeitung übl ich sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als eine Kamera überall dort verwendet werden, wo eine Bilderfassung und Wiedergabe (als Kopie) mit einer Auflösung von 300 dpi , bezogen auf das Format DIN A4, ausreichend ist. Vorteilhaft gegenüber einer Zeilenkamera ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die ganzflächige Bilderfassung im Bruchteil von Sekunden durchführen kann. Die Erfindung ist also dort von besonderer Bedeutung bzw. deren Anwendung ist dann besonders vorteilhaft, wenn eine sehr schnelle Bilderfassung mit Ausgabe digitaler
Information verlangt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die Besonderheit auf, daß sie einen direkten Anschluß für einen Drucker, näml ich einen Anschluß mit digitalem Ausgangssignal , hat und die Mögl ichkeit für eine direkte
Bedienung über das Tastenfeld 40 einräumt.
In die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Datenmodem integriert werden, so daß diese Vorrichtung auch direkt über eine Datenleitung fernbedient werden kann. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet, die
Bildinformation so auszugeben, daß diese Information direkt als Telefax weiter übertragen werden kann. Die Kamera kann also nicht nur über das Tastenfeld am Ort, sondern auch fernbedient werden.
Das digitale Signal steht am SCSI-Datenausgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den verwendeten Rechner zur Verfugung. Da die Daten aus einem Bildspeicher dieser Vorrichtung abgerufen werden, erfolgt eine identische Adressenbelegung im Arbeitsspeicher des Rechners, die reproduzierbar ist.
Weiter sind zum Betrieb der Vorrichtung keinerlei Spezialboards mit Software oder spezielle Software zum Betrieb der Vorrichtung erforderlich. Die
Datenübertragung erfolgt über eine Standard-SCSI-Schnittstelle und ist somit direkt an jeden Rechner anschließbar. Der interne Befehlssatz der Vorrichtung ermöglicht eine direkte Einbindung in die jeweilige Analysesoftware mit der Steuerung verschiedener Betriebsfunktionen.
Die Auflösung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist um ein Vielfaches höher (bis 3600 x 3600 Bildpunkte) als bei schon im Handel befindlichen Kameras, verfugt jedoch über dieselbe Bildrate.
Mit einem Hochpegeltreiber lassen sich die digitalen Signale auch über längere Strecken problemlos und störungsfrei übertragen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auch in der Meßtechnik mit berührungslosem Messen verwenden. Der interne Bildspeicher 14 ist mit der digitalen Ablenkung 7, 8 und der Bildwandlung 13 über die
Prozess-Steuerung 21 fest verknüpft. Damit ist gewährleistet, daß der erste digitalisierte Bildpunkt auch immer das erste Bit im Bildspeicher belegt. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für genaue reproduzierbare Messungen bzw. Auswertungen in der Meßtechnik. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als Bestandteil eines autonomen Bildmeß-Analyse-Systems zu verwenden. Das Meßergebnis ist reproduzierbar, weil der jeweils erste erfaßte, und digitalisierte
Punkt, auch immer an der definierten Speicheradresse steht, was für eine exakte, reproduzierbare Messung und Analyse erforderlich ist.
Es ist neben der eigentlichen Bildanalyse-Software keine spezielle
Treibersoftware für das Digitalisierboard erforderlich. Auch ist das Arbeiten unter rauhen Einsatzbedingungen, zum Beispiel in der Umgebung von
Maschinen, möglich.
Die Auflösung bekannter Vorrichtungen mit 640 x 572 bzw. 1024 x 1024 Bildpunkten ist hinsichtlich geforderter Genauigkeit für viele Meßaufgaben nicht ausreichend genug. Es gibt zwar CCD-Flächensensoren mit 2048 x 2048 Bildpunkten, diese sind wegen der fertigungsbedingten hohen Fehlerrate jedoch sehr teuer und noch nicht in Kameras realisiert. Sie bieten auch nicht die Eigenschaften wie die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Vorteilhafterweise hat eine erfindungsgemäße Vorrichtung, etwa
vergleichsweise zu einer wie eingangs erörterten Videokamera, eine geringe und damit handliche Größe.
Claims
1. Bildaufnahme-Vorrichtung mit einer elektronischen Vakuum-Bildaufnahmeröhre (2) mit einem photoelektrischen Bildschirm (102) und mit einem
Elektronenstrahlsystem mit Ablenksystem (3,4) zum Abtasten der Fläche dieses Bildschirms (102), womit ein analoges Bildsignal (K) am Ausgangsanschluß (11) der Bildaufnahmeröhre (2) zu erhalten ist, mit einer dieser Bildaufnahmeröhre (2) .nachgeschalteten
Einrichtung mit einem Vorverstärker (12), einer Schaltung (13) für Digitalisierung eines Analogsignal, einem Bildspeicher (14) und einer Signalausgabeeinheit (15), die in dieser Folge in Reihe geschaltet zwischen dem Signalausgang (11) der Bildaufnahmeröhre (2) und dem Signalausgang (16,17) dieser Vorrichtung eingefügt sind und mit einer Prozeß-Steuereinrichtung (21), die von einer Bedienung (40) aus ansteuerbar ist und mit der der Betrieb des Verstärkers (12), des Ablenksystems (3,4) der Schaltung (13) zur Digitalisierung und des Bildspeichers (14) zu steuern ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zusätzlich eine Beleuchtungseinrichtung (31) für die Beleuchtung der von der Bildaufnahmeröhre (2) aufzunehmenden Vorlage vorgesehen ist, wobei diese Beleuchtungseinrichtung (31) mit der Prozeß-Steuereinrichtung (21) steuerbar verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die zwischen dem Verstärker (12) und dem Bildspeicher (14) eingefügte Schaltung (13) zur Digitalisierung eine Schaltung (Figur 2) umfaßt, die einen Komparator (213) als Schwellenwertdiskriminator enthält, der von einem Digital-/Analogwandler (113) das fortlaufend stufenweise veränderte Referenz-Spannungssignal erhält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
bei der der Digital-/Analogwandler (113) einen Ausgangsanschluß für ein analoges Signal der aufgenommenen Bildinformation hat.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
mit einem Tastenfeld (40), das mit der Prozeß-Steuereinrichtung (21) zur Bedienung der Prozeßsteuerung verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
mit (zusätzlich) einem Eingang (121) der Prozeß-Steuereinrichtung (21) für eine Fernbedienung der Prozeßsteuerung.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
mit sowohl einem Ausgangsanschluß (17) für den digitalen Eingang eines Druckers als auch einem Ausgangsanschluß (16), an dem ein SCSI-normiertes Digitalsignal zu entnehmen ist, die jeweils an der Ausgabeeinheit (15) vorgesehen sind.
8. Betrieb einer Bildaufnahme-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
als Kopiereinrichtung für die Herstellung von der Vorlage entsprechenden Faksimile-Druck-Kopien.
9. Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Faksimile-Aufnahmegerät für im Telefaxbetrieb zu übermittelnde Information.
10. Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Aufnahmeeinrichtung, die an den Videoeingang eines konventionellen Fernsehgerätes anzuschließen ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92916725A EP0597955A1 (de) | 1991-08-07 | 1992-08-07 | Bildaufnahme-vorrichtung |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DEP4126187.9 | 1991-08-07 | ||
| DE19914126187 DE4126187A1 (de) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | Bildaufnahme-vorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1993003573A1 true WO1993003573A1 (de) | 1993-02-18 |
Family
ID=6437878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP1992/001800 WO1993003573A1 (de) | 1991-08-07 | 1992-08-07 | Bildaufnahme-vorrichtung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0597955A1 (de) |
| DE (1) | DE4126187A1 (de) |
| WO (1) | WO1993003573A1 (de) |
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- 1992-08-07 EP EP92916725A patent/EP0597955A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0597955A1 (de) | 1994-05-25 |
| DE4126187A1 (de) | 1993-02-11 |
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