專利名稱：用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法及實(shí)施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法，尤其用于探測運(yùn)動(dòng)的音帶，及涉及實(shí)施該方法的裝置。
背景技術(shù)：
自ー些年以來頻閃探測的方法已被公知。同樣也公知了用于運(yùn)動(dòng)的音帶的周期過程的觀察/探測的各種裝置。在這些裝置中使用了基于閃光燈或LED的曝光裝置與CCD-或CMOS-攝像系統(tǒng)的組合。在這些裝置中閃光燈或LED通過聲音的基頻來觸發(fā)，由此我們得到音帶的ー個(gè)靜止圖像(見圖I)或通過觸發(fā)信號的連續(xù)相位移得到音帶的ー個(gè)緩慢運(yùn)動(dòng)的圖像。
這些現(xiàn)在可提供的基于頻閃探測的裝置技術(shù)的探測裝置的缺點(diǎn)在于在攝像系統(tǒng)上沒有或僅具有不完全的對曝光閃光的同步或調(diào)節(jié)。該缺點(diǎn)將導(dǎo)致攝像系統(tǒng)的亮度的強(qiáng)波動(dòng)及由用戶感受到不舒服的閃爍。DElO 2008 015 500 Al描述了ー種方法，借助它通過在圖像傳感器的讀出階段期間中斷閃光脈沖(由圖像傳感器不接收亮度信號)及接著繼續(xù)給閃光脈沖來抑制各個(gè)單個(gè)圖像的不均勻曝光。但該方法不會導(dǎo)致均勻曝光的單個(gè)圖像及由此不能抑制圖像的閃爍，因?yàn)椴荒鼙ＷC每個(gè)單個(gè)圖像的光量總是恒定的。此外根據(jù)DE 10 2008 015 500 Al的方法僅確定用于長于圖像傳感器的部分周期的閃光間隔(相應(yīng)于聲音的基頻周期)。這在50Hz的攝像系統(tǒng)上相應(yīng)于低于50Hz的閃光頻率。但機(jī)械聲音的基頻在70至1000Hz之間。DE 699 18 460 T2公開了ー種這樣來抑制視頻圖像中的亮度波動(dòng)的方法，即通過保證每個(gè)單個(gè)圖像恒定數(shù)目的恒定持續(xù)時(shí)間的閃光脈沖來達(dá)到單個(gè)圖像的恒定曝光。該方法的缺點(diǎn)是通過抑制完整的閃光脈沖來達(dá)到每個(gè)單個(gè)圖像的恒定光量。這主要在低的聲音基頻時(shí)(每個(gè)單個(gè)圖像閃光脈沖少)可導(dǎo)致發(fā)暗或需后置增亮及由此導(dǎo)致受噪聲干擾的視頻圖像。此外在根據(jù)DE 699 18 460 T2的方法中必需關(guān)斷攝像頭的曝光調(diào)節(jié)，因?yàn)榉駝t通過攝像頭的曝光調(diào)節(jié)將導(dǎo)致視頻圖像中的亮度波動(dòng)。一個(gè)有效的攝像頭的曝光調(diào)節(jié)在每個(gè)單個(gè)圖像高光量時(shí)將在一定時(shí)間間隔上阻止圖像傳感器的亮度信息的接收。如果ー個(gè)曝光閃光正好落在該阻止的時(shí)間間隔中，則它被攝像頭曝光調(diào)節(jié)所抑制及由此對視頻圖像的亮度無貢獻(xiàn)。在該方法中此抑制不能被識別及由此在攝像頭的曝光調(diào)節(jié)接通時(shí)導(dǎo)致不同強(qiáng)度地曝光的單個(gè)圖像，這將體現(xiàn)為視頻圖像的亮度波動(dòng)。但關(guān)閉攝像頭的曝光調(diào)節(jié)具有其缺點(diǎn)，即視頻圖像的亮度不再能被調(diào)節(jié)。這在觀察非常亮的物體時(shí)將導(dǎo)致視頻圖像的遮光過度及在觀察暗的物體時(shí)將導(dǎo)致難以識別。此外DE 699 18 460 T2公開了ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生電路，該電路在其期間中不存在用于閃光脈沖的觸發(fā)信號的時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生供曝光的信號。根據(jù)DE699 18 460 T2該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生電路不與攝像系統(tǒng)同歩。因此即使當(dāng)攝像頭調(diào)節(jié)關(guān)斷的情況下由該發(fā)生電路產(chǎn)生的閃光也導(dǎo)致視頻圖像中亮度的波動(dòng)。一旦無觸發(fā)信號提供視頻圖像便閃爍。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的任務(wù)在于給出ー個(gè)用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法，尤其用于探測運(yùn)動(dòng)的音帶，及給出實(shí)施該方法的裝置，它們可避免以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，例如攝像系統(tǒng)的圖像亮度的強(qiáng)波動(dòng)及對于用戶與此相關(guān)的不舒服的閃爍。該任務(wù)將通過權(quán)利要求I及5的特征來解決。本發(fā)明的有利構(gòu)型給出在從屬權(quán)利要求中。根據(jù)本發(fā)明的用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法的實(shí)質(zhì)在干使用一個(gè)對與用于重復(fù)過程、尤其運(yùn)動(dòng)的音帶頻閃探測的CCD-或CMOS-攝像系統(tǒng)耦合的曝光裝置進(jìn)行控制的裝置，ー個(gè)曝光調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生裝置-該裝置在一定情況下可取消，一個(gè)顯示単元，一個(gè)觸發(fā)裝置，一個(gè)電子控制單元及一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路組成及以下列方式進(jìn)行工作·攝像系統(tǒng)的圖像傳感器在一個(gè)確定的、最好為最大可能的時(shí)間間隔上能接收甸個(gè)單個(gè)圖像的亮度信息，及 ·由電子控制単元這樣地產(chǎn)生閃光脈沖，即每個(gè)單個(gè)圖像的各個(gè)閃光脈沖的持續(xù)時(shí)間之和相等，在每個(gè)單個(gè)圖像中閃光脈沖的脈沖寬度可變化，及·當(dāng)不存在觸發(fā)信號或存在不穩(wěn)定的觸發(fā)信號吋，則產(chǎn)生與基頻異步的閃光脈沖。有利的是，當(dāng)攝像系統(tǒng)的曝光調(diào)節(jié)有效時(shí)，由電子控制単元這樣地產(chǎn)生閃光脈沖，即每個(gè)單個(gè)圖像的各個(gè)閃光脈沖的持續(xù)時(shí)間之和等于由攝像系統(tǒng)預(yù)給定的用于該單個(gè)圖像的曝光時(shí)間。在此情況下攝像系統(tǒng)的曝光調(diào)節(jié)信號(快門信號)不輸送給圖像傳感器及該曝光調(diào)節(jié)信號(快門信號)或另ー個(gè)可由攝像系統(tǒng)取得的參考信號用作電子控制単元的每個(gè)單個(gè)圖像所需的曝光時(shí)間的曝光預(yù)定值。用于重復(fù)過程的頻閃探測的裝置的實(shí)質(zhì)在干該裝置包括一個(gè)頻閃探測的曝光裝置(閃光光源)，ー個(gè)電子控制裝置，ー個(gè)攝像系統(tǒng)，ー個(gè)麥克風(fēng)(或EGG電極)，一個(gè)帶有光導(dǎo)體的光學(xué)系統(tǒng)(例如內(nèi)窺鏡或顯微鏡)及一個(gè)顯示単元，其中電子控制裝置-它包括ー個(gè)信號處理裝置，一個(gè)頻率測量裝置，一個(gè)預(yù)定曝光時(shí)間測量裝置，一個(gè)總曝光時(shí)間測量裝置，一個(gè)同步裝置及ー個(gè)驅(qū)動(dòng)電路-與攝像系統(tǒng)通過ー個(gè)接ロ相連接。在個(gè)實(shí)施形式中攝像頭被裝配在內(nèi) 見鏡上，其中攝像頭及麥克風(fēng)與攝像頭控制裝置形成傳導(dǎo)信號的連接及內(nèi)窺鏡通過光導(dǎo)體與光源連接。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是電子控制裝置與攝像系統(tǒng)及曝光裝置形成傳導(dǎo)信號的連接，以致由曝光裝置發(fā)射的曝光脈沖這樣地產(chǎn)生，即每個(gè)單個(gè)圖像的光量相同。這將通過曝光脈沖的脈沖寬度的變化及異步曝光脈沖的產(chǎn)生來達(dá)到。在此情況下在一個(gè)實(shí)施形式中攝像系統(tǒng)，曝光裝置(LED或閃光燈)及控制裝置相組合，其中曝光裝置通過光導(dǎo)體與內(nèi)窺鏡相連接。對此變換地曝光裝置可與控制裝置分開地被設(shè)置在ー個(gè)外部曝光頭中。此外在一個(gè)實(shí)施形式中曝光裝置/發(fā)光裝置被設(shè)置在一個(gè)內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件中，以致減少了對控制裝置所需的連接電纜的數(shù)目。由攝像頭及所連接的曝光頭到控制裝置的共同輸入導(dǎo)線可通過無線連接由無線電來替代。
在另ー實(shí)施形式中曝光頭與組合了麥克風(fēng)的攝像頭連接，以致對于所有這些功能組件對控制裝置僅需要ー個(gè)共同的連接導(dǎo)線。在另ー實(shí)施形式中攝像頭，曝光裝置(發(fā)光裝置)及麥克風(fēng)被組合成一個(gè)視頻內(nèi)窺檢查應(yīng)用部件的形式，它包括一個(gè)圖像傳感器、一個(gè)麥克風(fēng)及曝光裝置(例如以LED的形式)及通過電纜或無線電與控制裝置連接，或當(dāng)內(nèi)窺檢查應(yīng)用部件已包含控制裝置的電子部分時(shí)，直接地與顯示及求值單元連接。該內(nèi)窺檢查應(yīng)用部件除圖像傳感器、麥克風(fēng)、曝光裝置攝像電子部分及控制裝置外還包含顯示單元(例如ー個(gè)LCD顯示器的形式)及也可能包含ー個(gè)用于數(shù)據(jù)的存儲可能性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)的還有為了獲得用于曝光控制的信號也可取代麥克風(fēng)使用其它合適的傳感器，例如ー個(gè)EGG(電聲圖)電極。 以下借助實(shí)施例的概要附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖I :音帶的ー個(gè)靜止圖像的概圖，圖2 :音帶的ー個(gè)緩慢運(yùn)動(dòng)的圖像的概圖，圖3 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的概圖，圖4 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例的概圖，圖5 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施例的概圖，圖6 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施例的概圖，圖7 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第五實(shí)施例的概圖，圖8 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第六實(shí)施例的概圖，圖9 :根據(jù)本發(fā)明的裝置的第七實(shí)施例的概圖，圖10 :根據(jù)圖9的實(shí)施例具有分開的顯示及求值單元的概圖，圖11 :根據(jù)圖9的實(shí)施例具有組合的顯示單元的概圖，圖12 :根據(jù)本發(fā)明的電子控制裝置的框圖，圖13 :借助根據(jù)本發(fā)明的裝置在穩(wěn)定的觸發(fā)信號IT的情況下產(chǎn)生的每個(gè)單個(gè)圖像的閃光脈沖的時(shí)間序列圖，及圖14 :借助根據(jù)本發(fā)明的裝置在沒有觸發(fā)信號或不穩(wěn)定的觸發(fā)信號IT的情況下產(chǎn)生的每個(gè)單個(gè)圖像的閃光脈沖的時(shí)間序列圖。
具體實(shí)施例方式圖3表示由一個(gè)頻閃的光源(I)(包括曝光裝置及控制裝置)，具有ー個(gè)攝像頭
(3)的控制裝置(2)(包括攝像控制裝置及控制裝置)，ー個(gè)麥克風(fēng)(4)，一個(gè)光導(dǎo)體(5)及ー個(gè)內(nèi)窺鏡(6)組成的裝置，其中頻閃的光源⑴與攝像控制裝置(2)形成連接，以致由曝光裝置發(fā)射的曝光脈沖以這樣的方式來產(chǎn)生，即每個(gè)單個(gè)圖像的光量相同。這將借助電子控制裝置通過曝光脈沖的脈沖寬度的變化及異步曝光脈沖的產(chǎn)生來達(dá)到。這里將攝像頭(3)裝配在內(nèi)窺鏡(6)上，其中攝像頭(3)與麥克風(fēng)⑷形成傳導(dǎo)信號的連接及內(nèi)窺鏡(6)和光導(dǎo)體(5)與頻閃的光源(I)(包括曝光裝置及控制裝置)相連接?？蓪Υ俗儞Q地，如圖4中所示，在攝像控制裝置(2)中組合頻閃的光源(I) (1+2)，其中攝像頭(3)與麥克風(fēng)(4)形成傳導(dǎo)信號的連接及內(nèi)窺鏡(6)通過光導(dǎo)體(5)與控制裝置(1+2)相連接，其中攝像頭(3)被裝配在內(nèi)窺鏡(6)上。也可對此變換地，如圖5中所示，頻閃的光源(I)具有一個(gè)與控制裝置(2)分開的曝光頭(8)，該曝光頭可與內(nèi)窺鏡(6)連接，該曝光頭與控制裝置(2)及與頻閃的光源(I)形成傳導(dǎo)信號的連接(1+2)，以致可取消光導(dǎo)體及僅還存在由攝像頭(3)及由曝光頭(8)與麥克風(fēng)⑷到控制裝置⑵與頻閃的光源⑴的電連接。如圖6中所示，也可取代曝光頭(8)在內(nèi)窺鏡(6)中直接地組合曝光裝置(8)。在本發(fā)明范圍內(nèi)的還有如圖7所示地，將麥克風(fēng)(4)組合在根據(jù)圖5的攝像頭
(3)中。 在本發(fā)明范圍內(nèi)的還有如圖8所示地，曝光頭(8)直接地與帶有組合的麥克風(fēng)
(4)的攝像頭(3)連接，其中對控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接。如圖9所示地，曝光頭(8)、攝像頭(3)及麥克風(fēng)⑷可在內(nèi)窺鏡(6)中組合成單一的內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件，其中對控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接。該公用的導(dǎo)體也可通過無線電由無電纜的連接所代替。根據(jù)圖9的內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件可與一個(gè)顯示及求值單元(9)連接，如圖10中所示，其中該內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件除麥克風(fēng)(4)及曝光裝置外還包含攝像電子部分及控制裝置，以致通過ー個(gè)接ロ(例如USB或IEEE1394)可將完成的視頻及測量數(shù)據(jù)(例如基頻及聲壓電平)輸入到顯示及求值單元(9)?？蓪Υ俗儞Q地例如將顯示及求值單元(9)作成LCD顯示器(10)的形式并直接與內(nèi)窺鏡(6)可拆卸或不可拆卸地連接及在一定條件下也包含數(shù)據(jù)的數(shù)字顯示的可能性，如圖11中所示。在本發(fā)明范圍內(nèi)的還有為了獲得用于曝光控制的信號也可使用其它適合的傳感器來取代麥克風(fēng)，例如使用EGG(電聲圖)電極。圖12中概要地表示根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的一個(gè)框圖，該控制裝置用于控制一個(gè)與-用于重復(fù)過程(a)、尤其運(yùn)動(dòng)的音帶的頻閃探測的-內(nèi)窺檢查用的CDD-或CMOS-攝像系統(tǒng)(b)耦合的曝光裝置(g)，包括與攝像系統(tǒng)或?qū)z像系統(tǒng)的曝光閃光的同步及調(diào)節(jié)以抑制視頻圖像中的亮度波動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置由一個(gè)曝光裝置(g)，ー個(gè)⑶D-或CMOS-攝像系統(tǒng)(b)，一個(gè)曝光調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生裝置(h)_它在一定情況下也可取消，一個(gè)顯示単元(C)，一個(gè)觸發(fā)裝置(d)，一個(gè)電子控制單元(e)及ー個(gè)驅(qū)動(dòng)電路(f)，以下將進(jìn)行詳細(xì)說明。攝像系統(tǒng)(b)由ー個(gè)或多個(gè)⑶D-或CMOS-圖像傳感器-以下僅稱為圖像傳感器-組成，以記錄由曝光裝置(g)曝光的周期過程(a)。圖像傳感器(ba)與一個(gè)變換単元(bb)形成傳導(dǎo)信號的連接，后者由圖像傳感器的圖像信息產(chǎn)生出一個(gè)視頻信號。顯示單元(C)例如是ー個(gè)用于顯示由攝像系統(tǒng)(b)提供的視頻信號的監(jiān)視器。顯示単元(C)與攝像系統(tǒng)(b)形成傳導(dǎo)信號的連接。觸發(fā)裝置⑷用于產(chǎn)生與周期過程(a)同步的脈沖IT，該脈沖被輸入到電子控制単元(e)。觸發(fā)裝置(d)由一個(gè)用于接收由音帶產(chǎn)生的聲波的麥克風(fēng)(da)及ー個(gè)與麥克風(fēng)(da)傳導(dǎo)信號地連接的、用于產(chǎn)生觸發(fā)信號IT的信號處理裝置(db)組成。電子控制単元(e)與攝像系統(tǒng)(b)及與觸發(fā)單元(d)傳導(dǎo)信號地連接及由以下裝置組成總曝光時(shí)間測量裝置(ea)與攝像系統(tǒng)(b)傳導(dǎo)信號地連接及用于測定攝像系統(tǒng)(b)的每個(gè)單個(gè)圖像的最大感光時(shí)間(tBE)。該tBE涉及每個(gè)單個(gè)圖像的一個(gè)在其期間中圖像傳感器(ba)可接收亮度信息的最大時(shí)間。為了測定該時(shí)間將采用攝像系統(tǒng)(b)的垂直同步信號(VS)，該垂直同步信號給出ー個(gè)單個(gè)圖像結(jié)束及一個(gè)新圖像開始的時(shí)間。在每個(gè)VS脈沖時(shí)將重新測定tBE及輸送到信號同步裝置ee)。預(yù)定曝光時(shí)間測量裝置(eb)與攝像系統(tǒng)(b)傳導(dǎo)信號地連接及用于測定由攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)部分預(yù)給定的用于單個(gè)圖像的曝光時(shí)間(tBV)。這里tBV受ー個(gè)最大值tBV-max的限制。該最大值tBV_max是ー個(gè)恒定值及由曝光裝置(g)的LED的參數(shù)及曝光裝置 (g)的結(jié)構(gòu)來得到。它用于消除LED的電過載或熱過載。為了測定tBV將采用垂直同步信號(VS)及攝像系統(tǒng)(b)的曝光(快門)信號(SHTK_ra)。為此通過SHTK_ra持續(xù)時(shí)間的確定來求得在其期間中攝像系統(tǒng)(b)通過圖像傳感器(ba)將允許每單個(gè)圖像的亮度信息接收的時(shí)間間隔。在每個(gè)VS脈沖時(shí)將重新測定tBV及輸入到同步裝置(ee)。頻率測量裝置(ec)與觸發(fā)裝置(d)傳導(dǎo)信號地連接及由觸發(fā)脈沖It求出周期過程(a)的基波的瞬時(shí)頻率，將其輸入到同步裝置(ee)中。同步裝置(ee)與攝像系統(tǒng)(b)、總曝光時(shí)間測量裝置(ea)、預(yù)定曝光時(shí)間測量裝置(eb)、頻率測量裝置(ec)及觸發(fā)裝置(d)傳導(dǎo)信號地連接。同步裝置(ee)由這些裝置提供的信號產(chǎn)生出一個(gè)脈沖信號I1，該脈沖信號由周期過程(a)同步的脈沖Is及與周期過程(a)不同步(異步)的、可變脈沖寬度的脈沖Ia組成。該脈沖信號I1通過傳導(dǎo)信號的連接部分輸送給驅(qū)動(dòng)電路(f)。驅(qū)動(dòng)電路(f)與電子控制単元(e)傳導(dǎo)信號地連接及用于驅(qū)動(dòng)ー個(gè)或多個(gè)LED。驅(qū)動(dòng)電路(f)保證每單位時(shí)間將一個(gè)恒定的功率輸出給LED。此外該驅(qū)動(dòng)電路(f)是可脈沖控制的。這意味著可通過功率輸出給LED的時(shí)刻的ー個(gè)脈沖來控制。該脈沖信號(I1)由電子控制單元(e)來提供。曝光裝置(g)由ー個(gè)或多個(gè)LED組成，它/它們與驅(qū)動(dòng)電路電連接及用于借助閃光脈沖來曝光周期過程(a)。曝光調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生裝置(h)與攝像系統(tǒng)(b)傳導(dǎo)信號地連接及用于產(chǎn)生一個(gè)與攝像過程的曝光調(diào)節(jié)信號(快門信號)一致的具有快門值“O”的信號。這就是說圖像傳感器能在最大可能的時(shí)間上對每個(gè)單個(gè)圖像接收亮度信息。在一定情況下在一些攝像系統(tǒng)上視攝像系統(tǒng)類型而定可以取消該曝光調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生裝置。在根據(jù)本發(fā)明的方法中攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)最好總是有效。但該曝光調(diào)節(jié)信號(快門信號)不象在ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)攝像系統(tǒng)中被輸送給圖像傳感器，以便在那里在一定的時(shí)間間隔上抑制亮度信息的接收；而是為電子控制単元(e)用作曝光預(yù)給定。借助裝置(h)對圖像傳感器(ba)輸入ー個(gè)與快門信號一致的具有快門值“O”的信號。這就是說，圖像傳感器能在最大可能的時(shí)間間隔上接收亮度信息。對圖像傳感器(ba)輸入多少亮度信息及由此被它接收多少亮度信息的控制通過電子控制単元(e)來實(shí)現(xiàn)。在此情況下由電子控制単元(e)這樣地產(chǎn)生脈沖Is及Ia，即對于單個(gè)圖像的各個(gè)脈沖Is及Ia的持續(xù)時(shí)間之和正好等于由攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)部分預(yù)給定的用于單個(gè)圖像的曝光時(shí)間(tBV)。這將通過脈沖Is及Ia的脈沖寬度的適配來達(dá)到。以下將通過同步裝置(ee)產(chǎn)生的脈沖Is及Ia稱為閃光脈沖，這些脈沖借助驅(qū)動(dòng)電路(f)被激勵(lì)及通過曝光裝置(g)作為閃光輸出。如果存在ー個(gè)“穩(wěn)定的”觸發(fā)信號It則電子控制單元(e)產(chǎn)生出圖13中所示的閃光脈沖。圖13中的圖項(xiàng)(a)表示在其期間中可由圖像傳感器(ba)接收每個(gè)單個(gè)圖像的亮度信息的時(shí)間間隔tBE。在該例中表示出4個(gè)相繼的單個(gè)圖像。圖13中的圖項(xiàng)(b)表示與周期過程a)同步地產(chǎn)生的閃光脈沖具有一個(gè)恒定的、與tBV無關(guān)的脈沖寬度。可以看出，由閃光脈沖在4個(gè)單個(gè)圖像的每個(gè)中施加的光量是不同的。這將導(dǎo)致不同強(qiáng)度地曝光的單個(gè)圖像及由此導(dǎo)致視頻圖像中的亮度波動(dòng)。而在DE 69918 460 T2中公開的方法則通過阻止各個(gè)最后的閃光脈沖來抑制該亮度的不同，這將導(dǎo)致上述的缺點(diǎn)即發(fā)暗或需后置增亮及由此導(dǎo)致受噪聲干擾的視頻圖像。
圖13中的圖項(xiàng)(C)則表示由本發(fā)明的電子控制単元(e)與周期過程a)同步地產(chǎn)生的閃光脈沖。閃光脈沖的脈沖寬度由電子控制單元(e)這樣來選擇，即每個(gè)單個(gè)圖像的各個(gè)閃光脈沖的脈沖寬度的和正好等于由攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)部分預(yù)給定的用于單個(gè)圖像的曝光時(shí)間(tBV)。如果我們的出發(fā)點(diǎn)譬如為對于所有4個(gè)相繼的單個(gè)圖像攝像系統(tǒng)(b)預(yù)給定相同的曝光時(shí)間(tBV (X) =tBV (x+1) =tBV (x+2) =tBV (x+3))則有下式tSB (X) !+tSB (X) 2+tSB (X) 3=tSB (x+1) !+tSB (x+1) 2=tSB (x+2) ^tse (x+2) 2+tSB (x+2) 3=tSB (x+3) !+tSB (x+3) 2因此每個(gè)單個(gè)圖像被施加的光量是相等的，由此所有單個(gè)圖像同樣強(qiáng)地被曝光井由此在視頻圖像中不出現(xiàn)亮度波動(dòng)。此外在該方法中無同步閃光脈沖被完全抑制，這就減小了發(fā)暗或后置增亮的可能性。在單個(gè)圖像X中通過電子控制單元e)產(chǎn)生出三個(gè)相同脈沖寬度的閃光脈沖，對于這些閃光脈沖有tSB (X) !+tSB (X) 2+tSB (X) 3=tBV (X)在單個(gè)圖像x+1中僅有兩個(gè)閃光脈沖落在單個(gè)圖像的感光時(shí)間tBE(x+l)中。這將由電子控制單元e)識別出井延長最后的同步閃光脈沖的脈沖寬度(例如加倍)以達(dá)到由攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)部分所要求的總曝光時(shí)間。因此有tSB (x+1) !+tsB (x+1) 2=tBV (x+1)在單個(gè)圖像x+2中有兩個(gè)具有其完整脈沖寬度的閃光脈沖落在單個(gè)圖像的感光時(shí)間tBE(x+2)中。第三同步閃光脈沖不再以其整個(gè)所需的脈沖寬度落在單個(gè)圖像的感光時(shí)間tBE(x+2)中。這將由電子控制単元e)識別出并將前一同步閃光脈沖延長必要的時(shí)間以達(dá)到由攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)部分所要求的總曝光時(shí)間。因此有tSB (x+2) i+tSB (x+2) 2+tSB (x+2) 3=tBV (x+2)如果不存在觸發(fā)信號It或穩(wěn)定的觸發(fā)信號Ιτ，電子控制単元e)則產(chǎn)生圖14中所示的閃光脈沖。圖14中的圖項(xiàng)(a)表示在其期間中可由圖像傳感器(ba)接收每個(gè)單個(gè)圖像的亮度信息的時(shí)間間隔tBE。在該例中表示出4個(gè)相繼的單個(gè)圖像。
圖14中的圖項(xiàng)(b)表示由觸發(fā)信號IT預(yù)給定地產(chǎn)生的閃光脈沖，它們具有ー個(gè)恒定的、與tBV無關(guān)的脈沖寬度?？梢钥闯?，由閃光脈沖在4個(gè)單個(gè)圖像的每個(gè)中施加的光量是不同的。在第四單個(gè)圖像中光量甚至為零。這將導(dǎo)致不同強(qiáng)度地曝光的單個(gè)圖像及由此導(dǎo)致視頻圖像中的亮度波動(dòng)。在DE 699 18 460 T2中公開的方法則通過ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生電路來提供用于閃光脈沖的觸發(fā)信號。根據(jù)DE 699 18 460 T2的公開該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生電路不與攝像系統(tǒng)同歩。因此由該發(fā)生電路產(chǎn)生的閃光脈沖也導(dǎo)致視頻圖像中的亮度波動(dòng)。圖14中的圖項(xiàng)(C)則表示由本發(fā)明的電子控制単元(e)與周期過程a)同步地及異步地產(chǎn)生的閃光脈沖。閃光脈沖的脈沖寬度tSB及由電子控制単元e)這樣來選擇，即每個(gè)單個(gè)圖像的各個(gè)閃光脈沖的脈沖寬度的和正好等于由攝像系統(tǒng)(b)的曝光調(diào)節(jié)部分預(yù)給定的用于單個(gè)圖像的曝光時(shí)間(tBV)。如果我們的出發(fā)點(diǎn)譬如為對于所有4個(gè)相繼的單個(gè)圖像攝像系統(tǒng)(b)預(yù)給定相同的曝光時(shí)間(tBV (X) =tBV (x+1) =tBV (x+2) =tBV (x+3))則有下式 tSB (X) !+tSB (X) 2+tSB (X) 3=tSB (x+1) !+tSB (x+1) 2+tAB (x+1) =tSB (x+2) !+tAB (x+2) =tAB (x+3)因此每個(gè)單個(gè)圖像被施加的光量是相等的，由此所有單個(gè)圖像同樣強(qiáng)地被曝光井由此在視頻圖像中不出現(xiàn)亮度波動(dòng)?？偸钱?dāng)對于當(dāng)前的單個(gè)圖像所剰余的感光時(shí)間等于當(dāng)前的單個(gè)圖像所必需的剰余曝光時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)異步的閃光脈沖。這時(shí)產(chǎn)生出一個(gè)閃光脈沖，該閃光脈沖到由圖像傳感器ba)可接收每個(gè)單個(gè)圖像的亮度信息的時(shí)間間隔tBE的終點(diǎn)一直有效。因此可保證在所有的單個(gè)圖像中沒有一個(gè)單個(gè)圖像的曝光短于其它的單個(gè)圖像，即使當(dāng)觸發(fā)信號It不存在時(shí)也是如此。通過該方法當(dāng)存在或不存在穩(wěn)定的觸發(fā)信號It時(shí)我們總可得到一個(gè)無亮度波動(dòng)的視頻圖像。因此本發(fā)明既在穩(wěn)定的、不穩(wěn)定的觸發(fā)信號It的情況下也在沒有觸發(fā)信號的情況下保證了視頻圖像無亮度的波動(dòng)。此外在本發(fā)明中無同步脈沖完全地被抑制，這就減小了發(fā)暗或后置增亮的可能性。此外根據(jù)本發(fā)明攝像曝光調(diào)節(jié)最好一直有效，由此視頻圖像的亮度總是被調(diào)節(jié)到最佳。所有在說明書，實(shí)施例及隨后的權(quán)利要求書中所描述的特征既可単獨(dú)地也可相互組合地作為本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。附圖標(biāo)記清單I頻閃的光源(具有控制裝置的曝光裝置，其中，曝光裝置例如以LED或閃光燈的形式)2攝像控制裝置3攝像頭4麥克風(fēng)5光導(dǎo)體6光學(xué)裝置(例如內(nèi)窺鏡)8曝光頭9顯示及求值單元10LCD 顯示器11圖像傳感器
a曝光的周期過程b攝像系統(tǒng)ba圖像傳感器bb變換單元c顯示單元d觸發(fā)單元da麥克風(fēng)db信號處理裝置 e電子控制單元ea總曝光時(shí)間測量単元eb預(yù)定曝光時(shí)間測量単元ec頻率測量裝置ee同步裝置f驅(qū)動(dòng)電路g曝光単元h曝光調(diào)節(jié)信號發(fā)生裝置VS垂直同步信號SHTKameM 快門信號
權(quán)利要求
1.用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法，其中，使用一個(gè)對與用于重復(fù)過程的頻閃探測的CXD或CMOS攝像系統(tǒng)耦合的曝光裝置進(jìn)行控制的裝置，該裝置這樣地驅(qū)動(dòng)一個(gè)顯示單元、一個(gè)觸發(fā)裝置、一個(gè)電子控制單元及一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，使得 攝像系統(tǒng)的圖像傳感器在一個(gè)確定的時(shí)間間隔上能接收每個(gè)單個(gè)圖像的亮度信息，及 由電子控制單元這樣地產(chǎn)生閃光脈沖，使得每個(gè)單個(gè)圖像的各個(gè)閃光脈沖的持續(xù)時(shí)間之和相等，在每個(gè)單個(gè)圖像中閃光脈沖的脈沖寬度可變化，及 當(dāng)不存在觸發(fā)信號或存在不穩(wěn)定的觸發(fā)信號時(shí)，則產(chǎn)生與基頻異步的閃光脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法，其特征在于當(dāng)攝像系統(tǒng)的曝光調(diào)節(jié)有效時(shí)，由電子控制單元這樣地產(chǎn)生閃光脈沖，即每個(gè)單個(gè)圖像的各個(gè)閃光脈沖的持續(xù)時(shí)間之和等于由攝像系統(tǒng)預(yù)給定的用于該單個(gè)圖像的曝光時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法，其特征在于攝像系統(tǒng)的曝光調(diào)節(jié)信號(快門信號)不輸送給圖像傳感器及該曝光調(diào)節(jié)信號(快門信號)或另一個(gè)可由攝像系統(tǒng)取得的參考信號用作電子控制單元的每個(gè)單個(gè)圖像所需的曝光時(shí)間的曝光預(yù)定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的用于重復(fù)過程的頻閃探測的方法，其特征在于單個(gè)同步的或異步的閃光脈沖(單閃光脈沖)本身由多個(gè)短閃光脈沖的序列組成，這些短閃光脈沖的總和等于同步的或異步的單閃光脈沖所需的可變脈沖寬度。
5.用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1，2，3或4的方法的裝置，由一個(gè)頻閃的光源(I)、具有一個(gè)攝像頭(3)的攝像控制裝置(2)、一個(gè)麥克風(fēng)(4)、一個(gè)光導(dǎo)體(5)及一個(gè)光學(xué)裝置(6)組成，其中，該頻閃的光源⑴與攝像控制裝置⑵形成傳導(dǎo)信號的連接，該攝像頭⑶被裝配在該光學(xué)裝置(6)上，其中，該攝像頭(3)及麥克風(fēng)(4)與攝像控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接及光學(xué)裝置(6)通過光導(dǎo)體(5)與光源(I)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的用于音帶探測的裝置，其特征在于頻閃的光源(I)被組合在攝像控制裝置(2)中，其中攝像頭(3)及麥克風(fēng)(4)與攝像控制裝置(2)傳導(dǎo)信號地連接及一個(gè)內(nèi)窺鏡形式的光學(xué)裝置(6)通過光導(dǎo)體(5)與攝像控制裝置(2)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的用于音帶探測的裝置，其特征在于頻閃的光源(I)具有一個(gè)與控制裝置(2)分開的外部曝光頭(8)，該曝光頭被設(shè)置在內(nèi)窺鏡(6)與攝像頭(3)之間，該曝光頭與帶有頻閃的光源(I)的攝像控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接并由攝像頭(3)及由曝光頭(8)到帶有頻閃的光源(I)的攝像控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的用于音帶探測的裝置，其特征在于曝光頭(8)被直接地組合在內(nèi)窺鏡(6)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的用于音帶探測的裝置，其特征在于麥克風(fēng)(4)被組合在攝像頭(3)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用于音帶探測的裝置，其特征在于曝光頭(8)與帶有組合的麥克風(fēng)(4)的攝像頭(3)電連接，其中從攝像控制裝置(2 ;1+2)到攝像頭(3)形成傳導(dǎo)信號的連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的用于音帶探測的裝置，其特征在于曝光頭(8)、攝像頭(3)及麥克風(fēng)(4)在內(nèi)窺鏡￠)中組合成單一的內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件，由此對控制裝置(2，2+1)形成傳導(dǎo)信號的連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的用于音帶探測的裝置，其特征在于曝光頭(8)、攝像頭(3)及麥克風(fēng)(4)在內(nèi)窺鏡￠)中組合成單一的內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件，其中，對控制裝置(2，2+1)形成傳導(dǎo)信號的無線電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的用于音帶探測的裝置，其特征在于該內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件可與一個(gè)顯示及求值單元(9)連接，其中該內(nèi)窺檢查的應(yīng)用部件除圖像傳感器(11)、麥克風(fēng)(4)及曝光裝置(LE)或閃光燈)外還包含攝像電子部分及閃光控制裝置，以致通過一個(gè)USB接口或IEEE接口可將完成的視頻及測量數(shù)據(jù)(例如基頻及聲壓電平)輸入到顯示及求值單元(9)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的用于音帶探測的裝置，其特征在于顯示及求值單元(9)被作成一個(gè)IXD顯不器(10)的形式。
15.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3或4的方法或根據(jù)權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置對音帶探測的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于音帶探測的、尤其是用于運(yùn)動(dòng)的音帶的重復(fù)過程的頻閃觀測的裝置和一種用于運(yùn)行該裝置的方法。本發(fā)明的任務(wù)提供一種用于音帶探測的裝置和一種用于運(yùn)行該裝置的方法，它們避免了攝像系統(tǒng)的圖像亮度的強(qiáng)波動(dòng)及由此避免了對于用戶不舒服的閃爍-這樣來解決，即該裝置由一個(gè)頻閃的光源(1)、具有一個(gè)攝像頭(3)的攝像控制裝置(2)、一個(gè)麥克風(fēng)(4)、一個(gè)光導(dǎo)體(5)及一個(gè)光學(xué)裝置(6)組成，其中，該頻閃的光源(1)與攝像控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接，該攝像頭(3)被裝配在該光學(xué)裝置(6)上，其中，該攝像頭(3)及麥克風(fēng)(4)與攝像控制裝置(2)形成傳導(dǎo)信號的連接及光學(xué)裝置(6)通過光導(dǎo)體(5)與光源(1)連接。
文檔編號H04N5/235GK102753084SQ201080063833
公開日2012年10月24日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者B·托馬斯, H·拉澤 申請人:艾克松有限責(zé)任公司