DE19507707A1 - High speed CCD camera connected with computer for adjusting all main functions - Google Patents
High speed CCD camera connected with computer for adjusting all main functionsInfo
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Abstract
Description
Zur photographischen Registrierung von sich schnell bewegenden Objekten oder sichtbar gemachten Vorgängen, insbesondere einmaligen oder nicht periodischen Vorgängen, wird eine Hochgeschwindigkeitskamera benötigt.For photographic registration of fast moving objects or visible made operations, especially one-off or non-periodic operations, is a High speed camera needed.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Hochgeschwindigkeitskamera zu entwickeln, die verschleiß frei arbeitet und in ihrem optoelektronischen Aufnahmesystem ohne jegliche Änderung sowohl im Durchlicht als auch im Auflicht verwendbar ist und deren Videobilder vorzugsweise sofort zur Verfügung stehen (z. B. Bildschirm, Drucker) und als Computerdateien zur direkten Bilderauswertung geeignet sind.The object of the invention was to develop a high-speed camera that wears out works freely and in their optoelectronic recording system without any change in both Transmitted light and incident light can be used and their video images are preferably immediately available stand (e.g. screen, printer) and are suitable as computer files for direct image evaluation.
Gemäß der Erfindung ist die HG CCD-Kamera unter Lösung der genannten Aufgaben mit einem Aufnahmesystem (mit einem oder einer Mehrzahl von getrennten CCD-Sensoren) ausgestattet, die an zugeordneten Kameras angeschlossen sind, und einem das Bild des Objektes auf den CCD-Sensoren zeigt. Das Ladungsbild wird in der Kamera in einen digitalen Bildspeicher eingelesen und steht auf diese Weise für diverse Funktionen zur Verfügung. So kann z. B. bei Kurzzeitbelichtungen jeweils ein Bild mit voller Zeilenzahl eingelesen und über eine Wiederholfunktion auf einem Monitor als Standbild dargestellt werden.According to the invention, the HG CCD camera with a solution to the stated tasks Recording system (equipped with one or a plurality of separate CCD sensors) assigned cameras are connected, and one shows the image of the object on the CCD sensors. The charge image is read into a digital image memory in the camera and is stored in this way available for various functions. So z. B. with short exposures one image with full Number of lines read in and displayed as a still image on a monitor using a repeat function will.
Ebenso sind Langzeitbelichtungen möglich - das Resultat ist ein akkumuliertes Bildsignal mit stark verringertem Rauschen durch zeitliche Mittelung. Die Bild-Synchronisation ist exakt auf die jeweilige Geschwindigkeit eingestellt. Das gespeicherte Digitalbild ermöglicht darüber hinaus eine Reihe bildverbessernder Operationen.Long exposures are also possible - the result is an accumulated image signal with strong reduced noise through time averaging. The picture synchronization is exact on the respective Speed set. The stored digital image also enables a number image-enhancing operations.
Alle Hauptfunktionen der Kamera sind durch Software einstellbar (Verstärkung, AGC, Shutter-Zeiten, Schwarzwert, Weißpegel, Frame Accumulation, Non-Interlace, High und Low Speed Shutter). Spezielle Software-Routine ermöglicht eine dynamische Integrationszeit-Programmierung, d. h. man kann für jedes Vollbild (25 mal pro Sekunde) eine neue Integrationszeit realisieren.All main functions of the camera can be set by software (amplification, AGC, shutter times, Black level, white level, frame accumulation, non-interlace, high and low speed shutter). Special software routine enables dynamic integration time programming, i. H. one can implement a new integration time for each full screen (25 times per second).
Die entsprechenden Werte lassen sich z. B. vom Computer errechnen und sofort in der Kamera wirksam und genau digital einstellen. Damit ist eine "Echtzeit" computergesteuerte und digital kontrollierte Kameraempfindlichkeit realisierbar. The corresponding values can e.g. B. calculated by the computer and immediately in the camera set effectively and precisely digitally. This makes a "real time" computer controlled and digital Controlled camera sensitivity realizable.
Diese Eigenschaft der Kamera ermöglicht "digital" kontrollierte stabile Empfindlichkeitsregelung (312 Stufen). Die effektive Integrationszeit läßt sich im Bereich von 35.6 µsec. bis 20 000 µsec. mit der Auflösung von 64 µsec. (CCIR) einstellen.This property of the camera enables "digital" controlled stable sensitivity control (312 levels). The effective integration time can be in the range of 35.6 µsec. up to 20,000 µsec. with a resolution of 64 µsec. Set (CCIR).
Den gleichen Effekt kann man durch die Benutzung des speziellen HSS-INT-Impuls (High Speed Shutter-Input) erreichen, der durch das zugefügte Signal (TTL-Pegel) die Integrationszeit direkt bestimmen kann.The same effect can be achieved by using the special HSS-INT pulse (high speed Shutter input), the integration time directly through the added signal (TTL level) can determine.
Die Eigenschaft der Kamera ermöglicht die Integrationszeit (1-512 Fields) sowohl per Software, wie auch per Hardware Impuls (LSS-IN, Low Speed Shutter-Input) zu verlängern.The property of the camera enables the integration time (1-512 fields) both via software and can also be extended by hardware impulses (LSS-IN, low speed shutter input).
Die Kamera besitzt Reset/Restart-Input (TTL-Pegel) für die hardwaremäßige Steuerung des Bild-An fangs. Eine logische Verknüpfung des Reset/Restart und Trig-Input ermöglicht die asynchrone dynamische Steuerung der Integrationszeit.The camera has reset / restart input (TTL level) for hardware control of the image on catch. A logical link between reset / restart and trig input enables asynchronous dynamic control of the integration time.
Die spezielle Logik (KSDRGEN) erlaubt die pixelgenaue automatische Synchronisierung bis zu 8 Kameras und gleichzeitige Programmierung jeder der 8 Kameras. Jede Kamera enthält laufzeitangepaßte Hardware (TTL-Pegel) zur Unterstützung einer pixelsynchronen Abtastung in Frame-Grabbern von Bildverarbeitungs systemen. Die gesamte elektronische Signalverarbeitung ist so dimensioniert, daß eine flexible Anpassung an Bildverarbeitungssysteme bei hoher und stabiler Signalqualität gewährleistet ist.The special logic (KSDRGEN) allows pixel-precise automatic synchronization of up to 8 cameras and simultaneous programming of each of the 8 cameras. Every camera contains runtime-adapted hardware (TTL level) to support pixel-synchronous scanning in frame grabbers of image processing systems. The entire electronic signal processing is dimensioned so that a flexible adjustment on image processing systems with high and stable signal quality is guaranteed.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine HG CCD-Kamera, die speziell wiederbeschreibbare Steuer bausteine und nichtflüchtige Bauelemente besitzt, und dadurch die wichtigsten Parameter und Eigen schaften programmierbar macht. Die in der Kamera eingebaute Schnittstelle ermöglicht die Programmierung mit einem Microcomputer oder IBM kompatible Computer, mit Menu gesteuerte Spezialsoftware, welche die HG CCD-Kamera umkonfiguriert, um sie für unterschiedliche und spezielle Zwecke einsetzbar zu machen. In the invention, it is an HG CCD camera, the specifically rewritable tax has building blocks and non-volatile components, and therefore the most important parameters and properties makes programmable. The interface built into the camera enables programming with a microcomputer or IBM compatible computer, with menu controlled special software, which the HG CCD camera reconfigured to make it usable for different and special purposes.
* KAMA10 monochrom Kamera mit Standard Interface, serielle und parallele Ansteuerung für high und low speed shutter (Synchron Mode), Field/Frame accumulation Mode, Genlock, HF Clock, Synchronisa tion, Ansteuerung Software und standardmäßiger CCD Sensor ICX 039 BLA oder ICX 039 BLB mit robustem, vibrationsfestem Aluminium-CNC Gehäuse. * KAMA10 monochrome camera with standard interface, serial and parallel control for high and low speed shutter (synchronous mode), field / frame accumulation mode, genlock, HF clock, synchronisa tion, control software and standard CCD sensor ICX 039 BLA or ICX 039 BLB with robust, vibration-resistant aluminum CNC housing.
*KAMA10/AS wie KAMA10 aber mit einsteckbarer 4lagiger Platine und mit Ansteuerung für alle Funktionen (asynchron high speed shutter (von 0.6 µs) mit Hard-, Softwareprogrammierung und nichtflüchtiger Speicher für Integrationszeit).* KAMA10 / AS like KAMA10 but with insertable 4-layer board and with control for everyone Functions (asynchronous high speed shutter (from 0.6 µs) with hardware, software programming and non-volatile memory for integration time).
* KAMA10AS/RS wie KAMA10/AS aber mit zusätzlichem "Remote Sensor", abgesetztem Kopf und 10-90 cm Norm-Verbindungskabel zwischen Kamerakopf und elektronischer Steuereinheit.* KAMA10AS / RS like KAMA10 / AS but with additional "Remote Sensor", offset head and 10-90 cm standard connecting cable between camera head and electronic control unit.
* KAMA10 AS/FM wie KAMA 10/AS aber mit einsteckbarer 4lagiger Platine, Field Speicher (1/2 Frame) und speziell I/O Driver Software, automatischer Speicherung des Halbbildes in high/low speed shutter Mode und Übertragung des digitalen Bildes im PC in BMP-Format.* KAMA10 AS / FM like KAMA 10 / AS but with insertable 4-layer board, field memory (1/2 frame) and especially I / O driver software, automatic storage of the field in high / low speed shutter Mode and transmission of the digital image in PC in BMP format.
* KAMA10 AS/FR wie KAMA10 AS/FM aber mit (1 Frame) Frame-Speicher und speziell I/O Driver Software, automatischer Speicherung des Vollbildes in high/low speed shutter Mode und Übertragung des digitalen Bildes im PC in BMP- Format mit voller Auflösung (alle Pixel).* KAMA10 AS / FR like KAMA10 AS / FM but with (1 frame) frame memory and especially I / O driver Software, automatic storage of the full image in high / low speed shutter mode and transmission the digital image in PC in BMP format with full resolution (all pixels).
* KAMA20 Color Kamera mit Standard Interface, serielle und parallele Ansteuerung für high und low speed shutter (Synchron Mode), Field/Frame accumulation Mode, Genlock, HF Clock, Synchronisa tion, Ansteuerung mit Software und standardmäßiger CCD Sensor ICX 039 BNA oder ICX 039 BNB mit robustem, vibrationsfestem Aluminium-CNC Gehäuse.* KAMA20 color camera with standard interface, serial and parallel control for high and low speed shutter (synchronous mode), field / frame accumulation mode, genlock, HF clock, synchronisa tion, control with software and standard CCD sensor ICX 039 BNA or ICX 039 BNB with robust, vibration-proof aluminum CNC housing.
* KAMA20/AS wie KAMA20 aber mit einsteckbarer 4lagiger Platine und mit Ansteuerung für alle Funktionen (asynchron high speed shutter (von 0.6 µs) mit Hard-, Softwareprogrammierung und nichtflüchtiger Speicher für Integrationszeit).* KAMA20 / AS like KAMA20 but with an insertable 4-layer board and with control for everyone Functions (asynchronous high speed shutter (from 0.6 µs) with hardware, software programming and non-volatile memory for integration time).
* KAMA20AS/RS wie KAMA20/AS aber mit zusätlichem "Remote Sensor", abgesetztem Kopf und 10-90 cm Norm-Verbindungskabel zwischen Kamerakopf und elektronischer Steuereinheit.* KAMA20AS / RS like KAMA20 / AS but with additional "Remote Sensor", offset head and 10-90 cm standard connecting cable between camera head and electronic control unit.
* KAMA20 AS/FM wie KAMA 20/AS aber mit einsteckbarer 4lagiger Platine, Field Speicher (1/2 Frame) und speziell I/O Driver Software, automatische Speicherung des Halbbildes in high/low speed shutter Mode und Übertragung des digitalen Bildes im PC in BMP-Format.* KAMA20 AS / FM like KAMA 20 / AS but with insertable 4-layer board, field memory (1/2 frame) and especially I / O driver software, automatic storage of the field in high / low speed shutter Mode and transmission of the digital image in PC in BMP format.
* KAMA20 AS/FR wie KAMA20 AS/FM aber mit (1 Frame) Frame-Speicher und speziell I/O Driver Software. automatische Speicherung des Vollbildes in high / low speed shutter Mode und Übertragung des digitalen Bildes im PC in BMP- Format mit voller Auflösung (alle Pixel).* KAMA20 AS / FR like KAMA20 AS / FM but with (1 frame) frame memory and especially I / O driver Software. automatic storage of the full screen in high / low speed shutter mode and transmission the digital image in PC in BMP format with full resolution (all pixels).
* KAMA30S: 3-Chip-Farbkamera (Hochauflösend asynchron/ 1/2 Frame Field Speicher/ oder full frame Speicher-3-Kameras KAMA10 Series).* KAMA30S: 3-chip color camera (high-resolution asynchronous / 1/2 frame field memory / or full frame Storage 3 cameras KAMA10 Series).
* KAMA40S: Langzeitbelichtungsfähige CCD-Kamera mit gekühltem CCD Sensor (synchron/asynchron/ full frame Speicher).* KAMA40S: Long exposure CCD camera with cooled CCD sensor (synchronous / asynchronous / full frame memory).
Da der Dunkelstrom bei einer CCD-Kamera dazu führt, daß bei längeren Belichtungszeiten störende Effekte im Bild auftreten, wird bei dieser Kamera das CCD durch ein Peltierelement gekühlt. Bei Raum temperatur von 20°C befindet sich der CCD-Bildaufnehmer auf einer Temperatur von unter -25°C. Dies bedeutet, daß über eine längere Zeit belichtet werden kann und damit Bilder, die an der Grenze der Wahrnehmbarkeit des menschlichen Auges liegen, noch in Farb/Schwarz-Weiß-Fernsehbilder umgesetzt werden können.Since the dark current in a CCD camera leads to annoying exposure at longer exposure times Effects in the image occur, the CCD is cooled by a Peltier element in this camera. With space temperature of 20 ° C, the CCD image sensor is at a temperature of below -25 ° C. This means that images can be exposed over a longer period of time and therefore on the border of the Perceptibility of the human eye are still in color / black and white television pictures can be implemented.
* KAMA80S: 8 KAMA 10 AS/FR oder 8 KAMA 20 AS/FR CCD, Kamerasysteme für schnelle Bildauf zeichnung und Übertragung der digitalen Bilder im Rechner.* KAMA80S: 8 KAMA 10 AS / FR or 8 KAMA 20 AS / FR CCD, camera systems for fast image acquisition drawing and transmission of digital images on the computer.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen weiter verdeutlicht und beschrieben.The invention is further illustrated and described with reference to the following drawings.
Fig. 1 Diese Zeichnung demonstriert die Möglichkeit, die HG-CCD-Kamera sowohl an einen Computer, einen Bildschirm, (benutzbar zu Steuerzwecken) als auch an einen Drucker anzuschließen. Fig. 1 This drawing demonstrates the possibility of connecting the HG-CCD camera both to a computer, a screen (usable for control purposes) and to a printer.
Fig. 2 Eine schematische Darstellung der HG-CCD-Kamera, mit all Ihren Hardware- und Software einheiten. Fig. 2 A schematic representation of the HG-CCD camera, with all your hardware and software units.
Fig. 3 Dieses Schaubild zeigt die HG-CCD-Kamera im Durchlicht- als auch im Auflichtsystem. Auf diese Weise ist bei der Kombination von zwei HG-CCD-Kameras die Geschwindigkeit bewegter Teilchen meßbar. Fig. 3 This diagram shows the HG-CCD camera in the transmitted light as well as in the reflected light system. In this way, the speed of moving particles can be measured when combining two HG-CCD cameras.
Fig. 4 Auch hier wird die Kamera im Auf- und Durchlichtsystem dargestellt, jedoch wird jetzt mit Hilfe eines Prismas und einer Spezialelektronik ein asynchrones Full Frame Bild erzeugt. Fig. 4 Here, too, the camera is shown in the incident and transmitted light system, but an asynchronous full frame image is now generated with the help of a prism and special electronics.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19507707A DE19507707A1 (en) | 1995-03-04 | 1995-03-04 | High speed CCD camera connected with computer for adjusting all main functions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19507707A DE19507707A1 (en) | 1995-03-04 | 1995-03-04 | High speed CCD camera connected with computer for adjusting all main functions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19507707A1 true DE19507707A1 (en) | 1996-09-12 |
Family
ID=7755714
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19507707A Withdrawn DE19507707A1 (en) | 1995-03-04 | 1995-03-04 | High speed CCD camera connected with computer for adjusting all main functions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19507707A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-03-04 DE DE19507707A patent/DE19507707A1/en not_active Withdrawn
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