Anordnung zur Großraumbeobachtung mittels Fernsehanlagen
Bei der Abbildung von Flächen oder Objekten beliebiger Art
"er Art
mittels iernsehanlagen, insbesondere industrieller ? ernsehanlagen, tritt oft die
Aufgabe auf, große Flächen bzw. ausgedehnte Objekte oder größere käume mit einer
einzigen Fernsehkamera abzubilden. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bisher einige
Anordnungen bzw. Verfahren bekanntgeworden, die jedoch mit gewissen Nachteilen belostet
sind bzw. die gestellte Auf, be nicht in der gewünschten Art lösen könnten.Arrangement for large-scale observation by means of television systems When depicting surfaces or objects of any kind
"he kind
by means of television systems, especially industrial ones? television systems, the task often occurs of imaging large areas or extensive objects or larger spaces with a single television camera. To solve this problem, some arrangements or methods have become known so far, which, however, are costly with certain disadvantages or could not solve the set up in the desired way.
So ist es beispielsweise bekannt, die Fernsehkamera auf einen Schwenkkopf
derart zu montieren, daß mit Hilfe eines Antrieben motors ein größeres Gebiet nacheinander
durch Schwenkung der Kamera erfaßt werden kann. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil,
daß die einzelnen-Teile des abzubildenden Raumes nur nacheinander und nicht gleichzeitig
beobachtet werden
können. Außerdem ist die Geschwindigkeit der Schwenkung
begrenzt, sodaß sich diese Lösung nur für langsame Vorgänge als brauchbar erwiesen
hat. Bei schnellverlaufenden Vorgängen besteht die Gefahr, daß innerhalb einer Schwenkperiode
wichtige Einzelheiten nicht übertragen werden.So it is known, for example, the television camera on a pan head
to mount in such a way that with the help of a drive motor a larger area one after the other
can be detected by panning the camera. However, this arrangement has the disadvantage
that the individual parts of the space to be mapped only one after the other and not at the same time
to be observed
can. Also is the speed of the panning
limited, so that this solution was only useful for slow processes
Has. With fast-running processes there is a risk that within a pivoting period
important details are not transferred.
Es ist auch denkbar, die Kamera derart exzentrisch aufzuhängen, bzw.
zu befestigen, daß durch Drehung der Kamera das ganze interessierende Gebiet bzw.
Objekt abschnittsweise nacheinander abgetastet wird. Auch dieser Lösung haften schwerwiegende
Nachteile an. Einerseits entsteht durch die Rotation kein stehendes Bild, was die
Auswertung erschwert und den Beobachter stark ermüdet. Andererseits besteht auch
hier die Gefahr, daß während einer Umdrehung wichtige Einzelheiten bzw. Vorgänge
nicht erfaßt werden.It is also conceivable to suspend the camera eccentrically or
to fix that by turning the camera the whole area of interest resp.
Object is scanned in sections one after the other. Serious issues also adhere to this solution
Disadvantages. On the one hand, the rotation does not result in a still image, which the
Evaluation made difficult and the observer very tired. On the other hand there is also
here the danger that important details or processes during one revolution
cannot be detected.
Die Verwendung von Weitwinkelobjektiven ist besonder bei den in industriellen
Fernsehanlagen verwendeten Klein-bzw Kleinstkameras aus optisch-fertigungstechnischen
Gründen nicht mehr möglich. Die bisher bekannten Ueitwinkelobjektive haben eine
0
maximale Bildwinkelöffnung von ca. 600. Es ist zw-ir möglich,
den Bildwinkel zu erhöhen, jedoch leidet darunter stark die Lichtstärke. Da aber
besonders bei industriellen Fernsehanlagen oft nur geringe Helligkeiten zur Verfügung
stehen, ist man gezwungen, möglichst lichtstarke Objektive zu verwenden.The use of wide-angle lenses is no longer possible, particularly in the case of the small or miniature cameras used in industrial television systems, for reasons of optical manufacturing technology. The previously known Ueitwinkel lenses have one 0
maximum angle of view of approx. 600. It is possible to
Increasing the angle of view, however, the light intensity suffers greatly. However, since only low brightness levels are often available, especially with industrial television systems, one is forced to use lenses with the highest possible brightness.
Eine weitere denkbare Möglichkeit bestünde in der Anwendung mehrerer
Kameras. Doch ist der damit verbundene Aufwand in den meisten Fällen wirtschaftlich
untragbare Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufnahme und Wiedergabe räumlich
sehr ausgedehnter Objekte mit Hilfe einer
Fernsehanlage. Die Nachteile der bisher bekannten Anordnungen
t
werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß das ausgedehnte
Objekt durch zwei oder gegebenenfalls vier vorzugsweise
gleiche, auswechselbare Objektive gleichzeitig in zwei oder vier sich gegebenenfalls
überlappenden Teilbildern auf der
licntempfindliehen Schicht einer
Bildaufnahmer@hre abgebildet wird. Diese Abbildung erfolgt dadurch, daß die von
den einzelnen Objektiven entworfenen Teilbilder mit Hilfe geeigneter optischer Mittel
Prismen, Umlenkspiegel oder
der,--1. nebeneinander 1. i
dergl. nebeneinandergegebenenfalls neben-und übereinander
abgebildet werden.
o
Eine ähnliche Anordnung zur Lösung einer anderen Aufgabe ist beispielsweise durch
die sogenannten Stereovorsätze zur @r-
zielung eines räumlichen Eindruckes bekannt, jährend jedoch
bei einer derartigen Anordnung das Bild eines Objektes unter verschiedenen Bildwinkeln
zweimal nebeneinander auf einen Film oder einer Fernsehaufnahmekamera abgebildet
werden, wird erfindungsgemäß des Bild zweier oder mehrerer aneinanderschließender
Objekte bzw. Objektteile getrennt jedes für sich auf der lichtempfindlichen Schicht
einer Bildaufnahmeröhre abgebildet. Dabei sind die bekannten optischen Mittel in
entsprechender Abwandlung anwendbar. Um die von den einzelnen Objektiven gelieferten.
Teilbilder einwandfrei getrennt auf der Bildaufnahmeröhre abbilden zu können, sind
zwischen den den einzelnen Objektiven zugeordneten optischen mitteln trans ablenkung
Blenden oder entsprechende optische Einrichtungen angebracht, die eine gejenseitige
Störung verhindern. Bei einer Weiterbildung der Anordnung können Mittel vorgesehen
werden, du die Objektive wechselnder Objektentfernung anzupassen, bzw. einen Parallaxenausgleich
zu ermöglichen. Vor der Bild-
aufnahmeröhre kann zweckmäßig eine 1-iaske mit zwei oder vier
rechteckigen Öffnungen angebracht werden, die in Verbindung mit den genannten Blenden
oder dergl. eine Abbildung der Teil-Lilder in Form von Rechtecken gestattet. Dabei
ist es natur-
lich so gut möglich, diese Blende bzw. Maske mit dem die vier
Objektive tragenden und die Ablenkmitel enthaltenden Vorsatz konstruktiv zu vereinen.
Dieser Vorsatz wird zweckmäßig so ausgebildet, daß er an jeder an sich beliebigen
Fernsehaufnahmeka@ era an Stelle eines gewöhnlichen, einfachen Objektives angebracht
werden
Die so von der Fernsehaufnahmekamera gelieferten Teilbilder
ueraen gleichzeitig auf üen üchirm mindestens eines Beobach-
abgebildet, Ls ist natürlich ebenso möglich,
diese Teiluilder die jeweils auf einer Bildröhre erscheinen
auch auf mehreren Beobchtungsgeräten gleichzeitig unter Um-
ständen an getrennten Orten zu beobachten4
Bei der Abbildung eines größeren Raumes kann auch der Wunsch
auftreten, einzelne Gebiete dieses Raumes in größerem Haßstab
abzubilden. DaD kann erfindungsgemiB dadurch erreicht werden,
daß bei Bedarf in die verschiedenen Aufnahmerichtungen ent-
sprechenden Objektivfassungen Objektive mit verschiedenen, dem Objekt angepaßten,
Brennweiten bzw. Öffnungswinkeln eingesetzt sind. Eine weiterbildung dieser Anordnung
besteht zweckruäßigerweise darin, da3 die zwei oder vier Objektive beliebig wahlbar
den einzelnen Bildausschnitten zugeordnet werden können, sei es mittels eines Objektivschlittens
oder Objektivrevolvers c. L. Es ist außerdem auch möglich, diesen Oujektivwechsel
mittels Fernsteuerung durchzuführen.Another conceivable possibility would be to use several cameras. But the effort involved is in most cases economically unacceptable. The invention relates to an arrangement for recording and reproducing spatially very extensive objects with the aid of a Television system. The disadvantages of the previously known arrangements
t
are solved according to the invention that the extended
Object by two or optionally four preferably
identical, interchangeable lenses are imaged simultaneously in two or four partial images that may overlap each other on the light-sensitive layer of an image recorder. This mapping takes place in that the partial images designed by the individual lenses are prisms, deflecting mirrors or with the help of suitable optical means the, - 1. side by side 1. i
the like. next to each other, optionally next to and on top of each other
can be mapped.
O
A similar arrangement for solving another task is, for example, through the so-called stereo attachments for @ r- Aiming to create a spatial impression is known, however
In such an arrangement, the image of an object is displayed twice next to each other on a film or a television camera at different angles of view, according to the invention the image of two or more objects or parts of objects connected to one another is displayed separately each on the light-sensitive layer of an image recording tube. The known optical means can be used in a corresponding modification. To the ones supplied by the individual lenses. In order to be able to reproduce partial images perfectly separated on the image pickup tube, diaphragms or corresponding optical devices are attached between the optical means assigned to the individual lenses, which prevent mutual interference. In a further development of the arrangement, means can be provided to adapt the objectives to changing object distances or to enable parallax compensation. Before the picture The receiving tube can expediently have a 1 mask with two or four
Rectangular openings are attached, which, in conjunction with the said diaphragms or the like. An image of the partial Lilder in the form of rectangles. It is natural Lich as good as possible, this aperture or mask with which the four
To constructively combine objective carrying and the deflection containing intent. This attachment is expediently designed in such a way that it can be attached to any television recording camera in place of an ordinary, simple lens. shown, Ls is of course also possible,
these Teiluilder each appear on a picture tube
also on several observation devices at the same time under
stands in separate places to be observed 4
When depicting a larger room, the desire can also be
occur, individual areas of this area in greater hatred
map. According to the invention, this can be achieved by
that, if necessary, in the various recording directions
Speaking lens mounts lenses with different, adapted to the object, focal lengths or opening angles are used. A further development of this arrangement is expediently that the two or four objectives can be assigned to the individual image sections as required, be it by means of an objective slide or objective nosepiece c. L. It is also possible to change the lens by means of a remote control.
Bei der Abbildung eines gegebenen Raumes durch zwei oder vier Objektive
gemäß der Erfindung kann es auch vorkommen, daß Teile des Raumes von mehreren Objektiven
zugleich erfaßt werden.When imaging a given room through two or four lenses
According to the invention it can also happen that parts of the space of several lenses
can be detected at the same time.
Um dadurch Unsicherheiten in der Auswertung der wiedergegebenen Bilder
zu vermeiden, ist es oft zweckmäßig, den an sich durch die optische Abbildung gegebenen
Trennungsstrich bzw.To avoid uncertainties in the evaluation of the reproduced images
to avoid, it is often expedient to use the optical imaging itself
Hyphen or
Striche durch Zuführung geeigneter elektrischer Impulse in die dein
Beobachtungsgerät zugeführten Spannungen diese Trennlinie elektrisch in gewissen
Grenzen regelbar derart zu verbreitern, daß die einzelnen Teilbilder praktisch das
ganze Objekt mit genau anstoßenden Trennkanten ohne Überlappungen darstellen.Strokes by supplying suitable electrical impulses to your
Observation device supplied voltages this dividing line electrically in certain
To widen the boundaries adjustable in such a way that the individual partial images practically the
display entire objects with precisely adjoining separating edges without overlapping.
Aus der Fülle der möglichen Anwendungen der Erfindung wird
zur näheren Erläuterung ein usführungsßeisjiel näher b-
scuriebn. Es it bekannt, den Verkehr, insbesondere in Groß-
städten, auf Durchgangsstraßen usw< mit Hilfe ferngesteuerter
lichtoptischer Verkehrssignale zu regeln* Dieses System ist
unter dem Namen "Grüne Welle" bekannt. Dabei hat es sich gezeigt,
daß ein starres Zeitschema den wechselnden Verkehrs-
bela ! =i ! : ungen der Straßen nicht gerecht werden kann.
Zs b ehu
dher ds Bedürfnis, die verschiedenen Signalzeitenden je-
ueilien Gegebenheiten anzupassen. Dazu ist es aber nötig, den
E
Belegungszustand der straffen, insbesondere an Kreuzungen zu jeden Zeitpunkt zu
kennen, um dann die entsprechende Verstellung der Signalzeiten durchzuführen. Als
sehr vorteilhaft er-
weist es sich, die Straßenkreuzungen mit Hilfe von Fernseh-
aufnahtekaueras auf Beobachtungsgeräten zentral zu tiberwachen.
Es werden jedoch an die Optik der Der-größere
Anforderungen gestellt, als sie bisher zu erfüllen in der Lage
wurden. Verständlicherweise ist der duhe der Anbringung der
aura beispielsweise über einer Kreuzung eine Grenze aus
konstruktiv-baulichen Gründen gesetzt. Annererseits aber ist
es notwendig, da die gesamte Kreuzung auf einem Bildschirm
sichtbar wird. Hit den bisher bekannten Objektiven ist eine Lösung dieser Aufgabe
nur möglich, wenn die Kamera entsprechend
hoch angebracht wi. rd< Dadurch leidet aber einerseits die
Erkenn-
barkeit der Abbildung wegen des kleinen Abbildungsmaßstabes, andererseits ist diese
hohe Anbringung wie vorher beschrieben, nicht Immer möglich. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung ist aber diese Aufgabe mit einfachen Mitteln vorteilhaft lösbar.From the plethora of possible applications of the invention becomes for a more detailed explanation, a detailed description of the
scuriebn. It is known to drive traffic, especially in large
cities, on thoroughfares, etc. <with the help of remote-controlled
to regulate optical traffic signals * This system is
known under the name "Green Wave". It has been shown that a rigid time schedule can cope with the changing traffic bela! = i! : ungen the streets can not do justice. Zs b ehu
therefore the need to change the different signal time ends
to adapt to the circumstances. To do this, however, it is necessary to use the E
To know the occupancy status of the tight, especially at intersections at any time, in order to then carry out the corresponding adjustment of the signal times. As very advantageous it turns out that the intersections with the help of television
to monitor the recording kaueras centrally on observation devices.
However, it will look like the larger one
Requirements than they were previously able to meet
became. Understandably, the duhe is attaching the
aura, for example, creates a border over an intersection
structural reasons. On the other hand, however, is
it necessary because the entire intersection on one screen
becomes visible. Hit the previously known lenses, a solution to this problem is only possible if the camera is used accordingly high mounted wi. rd <But on the one hand the recognition
Availability of the image because of the small image scale, on the other hand, this high attachment, as described above, is not always possible. With the arrangement according to the invention, however, this object can be advantageously achieved with simple means.
Die Erfindung wir gemäß dem vorher beschriebenen Anwendungs-
beispiel an Hand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematich den Strahlengau für ein Ausfuhrungs-
beispiel einer Anordnung mit zwei Objektive gemäß der Zrfin-
dung. Dabei bedeuten 1 bzw 2 die Objektive, die gegebenenfalls
auch verschiedene Brennweiten bzw* Öffnungswinkel besitzen
kön-
nen. Mit 3 und 4 sind die, nur für ein Objektiv gezeichneten, optischen Ablenkmittel
zur Lenkung der Strahlen bezeichnet.The invention we according to the previously described application example explained in more detail with reference to the figures.
Figure 1 shows schematich the beam accuracy for an execution
example of an arrangement with two lenses according to the Zrfin-
manure. Here, 1 and 2 mean the lenses, which may be
can also have different focal lengths or * opening angles
nen. With 3 and 4, only drawn for one lens, optical deflection means for directing the rays are designated.
5 stellt die das Bild, das vonobjektiv 1 geliefert wird, auf die lichtempfindliche
Schicht 6 der Fernsehaufnahmekaaera 7 abbildende Linse dar. Es ist klar, daß dieselben
Elemente auch für das Objektiv 2 vorhanden sein müssen. In geeigneter
eise können auch vier Objektive in einer derartigen Anord-
nun vereint werden, wobei dann de Figur 1 einen Schnitt durch
zei Objektive darstellen wrde, während die restlichen zwei
senkrecht zur A bildungsebene darüber bzw. darunter gedcht
-itt, 3'hieng
werden'husten. Dabei sind die optischen Mittel so zu wählen,
dazu die 2 bzw, 4 Teilbilder seitenrichtig und im richtigen
Sinne aufeinanderfolgend abgebildet werden. Die zur Trennung
des Einzelbildes geóebanenfalls vorzusehenden Blenden sind
mit 8 bezeichnet. Figur 2 zeigt das auf den. Beobuchtungsgerät
9
entstehende, aus den meiden Teilbildern lo and ll, die den
Objek-
time. 1 bzw. 2 der Figur 1 zugeordnet sind, zusamsnesctste
Bild des ubjektes. Figur 3 zeigt dasselbe für den Fall der
An-
wendung von vier Objektiven. In igr 4 ist rein schematisch
eineFernsehufnaheKa&era mit der erfindunasgemäen. Anord-
nung von vier Objektiven dargestellt. Dabei bedeutet 7 die
in
n sich bekannter. rt ausgebildete Fernsehaufnahmekaera,
12 da Stativ zur Befestigung der Camera, 13 ds H-bel zur
Versor ung der aera lit Spannu. ien bzw. zur eiterlsitung
ci is
a tiitü w.--. t e-
der 3ildsignale an ein 'uerQrJ. t und weibcr an dis nicht ge-
i, 1
zeichneten Empfänger. Hit 14 ist die erfindungsssSo Anord-
nung bezeichnet, während die Objektive mit 15 gcksnussiohnat
u
sind,
i''igur 5 zeigt ctie Auf&icht einer Straßenkreuzung gemäß
dc. r
beschriebenen Anwendunsbeispiel. D-. öei ist'. it 7 wieder
die
Aufict der ernsehaufnahekaera bezeichnet, während 15 die
entsprechenden Objektive darstellen. Die den einzelnen Sase-
rasentsprechenden Teile der Straensuge 15, 17, IC und 19
sind in Figur'? mit 2o bzw 21,22 und 23 bezeichnete nur 6
stellt eine schenktisch gezeichnete perspektivische Ansicht
der in 3igur 5 ezeichneten Strenkreusus dar Die 3ezeich-
nungen der Figur 6 stimmen mit denen der Figur 5 überein.
Diegeschrafften i'Iittellinien 24 zwischen den einzelnen Bil-
dern der 7zur 7 bezeichnen die erfindungäB durch Zufugen
~zZoLäß dureli ZufUgen
geeigneter pannunen breiter otasteten Trennunslinien zwi-
schen den optisch von der Objektivbinrichtung gelieferten Bildex.
5 shows the lens imaging the image provided by lens 1 onto photosensitive layer 6 of television recording camera 7. It is clear that the same elements must be present for lens 2 as well. In suitable four lenses can also be arranged in such an arrangement.
are now united, then de Figure 1 is a section through
two lenses would represent, while the remaining two
perpendicular to the educational level above or below it
-itt, 3'hieng
will'cough. The optical means are to be selected in such a way that
to do this, the 2 or 4 partial images are the right way round and in the right place
Meaning are mapped one after the other. The separation
of the single image are to be provided geóebanenfall diaphragms
denoted by 8. Figure 2 shows this on the. Observation device 9
resulting from the avoided partial images lo and ll, which the object
time. 1 and 2 of Figure 1 are assigned, together
Image of the subject. Figure 3 shows the same for the case of
use of four lenses. In igr 4 is purely schematic
A TV-related ka & era with the inventions. Arrangement
illustration of four lenses. 7 means the in
n well known. rt trained television recording cameras,
12 da tripod for attaching the camera, 13 ds lever for
Supply of the aera lit voltage. ien or to the suppuration
ci is
a tiitü w .--. t e-
the 3ildsignale to a 'uerQrJ. t and do not know about dis
i, 1
signed recipients. Hit 14 is the inventive arrangement
designation, while the lenses with 15 gcksnussiohnat
u
are,
i''igur 5 shows ctie on & icht a street crossing according to dc. r
application example described. D-. öei is'. it 7 again the
Aufict der ernsehaufnahekaera, while 15 die
represent corresponding lenses. The individual sas-
turf-appropriate parts of Straensuge 15, 17, IC and 19
are in figure '? only 6 marked with 2o or 21, 22 and 23
Fig. 3 is a perspective view drawn on a bar table
the Strenkreusus drawn in 3igur 5.
The statements in FIG. 6 correspond to those in FIG.
The hatched center lines 24 between the individual image
The 7 to 7 denote the invention by adding
~ Currently, over the course of time
suitable breakdowns of broader detached dividing lines between
between the images optically supplied by the lens assembly ex.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf dns beschriebene bzw. zeichnerisch
dargestellte Anwendungsbeispiel beschränkt, sondern läßt sich mit Vorteil auf vielen
Gebieten des Fernsehens, insbesondere des industriellea Fernsehens, anwenden.The invention is of course not described or graphically described
Application example shown is limited, but can be used with advantage on many
Areas of television, particularly industrial television.
Da die Erfindung nur die optische Einrichtung zur Abbildung großer
Räume bzw. Flachen beinhaltet, läßt sie sich in gleicher Weise auch bei an sich
beliebig gestalteten Farbfernsehverfahren verwendeneSince the invention only the optical device for imaging large
If it contains spaces or surfaces, it can also be found in itself in the same way
use any designed color television process