DE3504656C2

DE3504656C2 - Schaltung zur Steuerung der Bildhelligkeit und des Bildkontrastes bei einer Videosichtanzeige zur Erzeugung von Bildern zum Photographieren

Info

Publication number: DE3504656C2
Application number: DE3504656A
Authority: DE
Inventors: Michael Angelo Torrano; George Eric Lyon; David Harold Haddick
Original assignee: DUNN INSTR Inc
Current assignee: DUNN INSTR Inc
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2005-02-13
Also published as: DE3504656A1; IL73017A0; NL8500298A; US4679087A; GB8506521D0; JPS615685A; GB2172463B; CA1258523A; GB2172463A

Description

Schaltung zur Steuerung der Bildhelligkeit und des Bildkontrastes bei einer Videosichtanzeige zur Erzeugung normaler und invertierter Bilder zum Photographieren derart, daß die Amplitude des Videosignals innerhalb eines gewünschten Bereiches gehalten wird und damit der Helligkeitsbereich des erzeugten Bildes innerhalb eines zulässigen Helligkeitsbereiches eines photographischen Filmes liegt.

Die Erfindung betrifft die Technik Daten aufzu zeichnen, und besonders medizinische Abbildungen, wo es üblich ist Bild- und andere Daten elektro nisch zu betrachten und zu speichern, die von röntgenologischer, Ultraschall-, Kernresonanz oder anderen Vorrichtungen stammen, die fähig sind, das Innere eines lebenden Körpers zerstörungsfrei zu untersuchen.

Die Ergebnisse einer solchen Untersuchung werden häufig in Echtzeit auf einer Vorrichtung, wie eine Kathodenstrahlröhre (CRT) zur Interpretation durch den Diagnostiker, gezeigt. Sie können auch, für zukünftige Verwendung aufbewahrt werden durch den Gebrauch eines Aufnahmesystems, in dem ein photo graphischer Film aufeinanderfolgend zu einer Serie von gewünschten Videobildern belichtet wird, die von einem unabhängigen hoch-auflösenden Kathoden strahlröhrenmonitor stammen, der mit Videosignalen gespeist wird und parallel mit dem Sichtgerät ver bunden ist.

Kamerasysteme zur Anfertigung dauerhafter Kopien von Videomonitorbildern sind in US-PS 4,027,315 und US-PS 4,240,729 beschrieben. In solchen Kamera systemen kann eine Drift in der Kathodenstrahlen röhren-Luminanz zu einem Verlust von Bilddetails als Folge von Unter- oder Überbelichtung des photographischen Films führen. Um die größte Bild auflösung des Systems zu erhalten, verlangt der absolute Luminanzwert und Luminanzbereich des Kathodenstrahlröhren-Bildes eine Beschränkung und Stabilisierung, um Belichtungsfehler auf dem Film zu verhindern. Stabilisiert man die maximale Bild luminanz in einem Punkt direkt unterhalb der Schul ter der Gradationskurve (Dichte-Belichtungs-Cha rakteristik) des Films, so vermeidet man eine Über belichtung des Films mit einem damit verbundenen Verlust am Bilddetail. Es besteht ein gleiches Er fordernis, die Luminanz von Bilddetails zu stabili sieren, die oberhalb des Durchhangs der Gradia tionskurve des Films aufgezeichnet werden sollen, um die Gesamtauflösung des aufgezeichneten Bildes zu maximieren.

Das Detail, das zwischen den Luminanzendpunkten des Bildes enthalten ist, ist von vorrangigem Interesse für den medizinischen Diagnostiker. Indem die Lumi nanzendpunkte des Bildes auf geeichten Helligkeits werten gehalten werden, wird die Detailwiedergabe bewahrt. Jegliche Veränderung der Endpunkte des interessierenden Bereiches wirft wesentliche Fragen auf, ob ein vollständiges und genaues Bild verfüg bar ist auf dem eine richtige Diagnose aufgebaut werden kann. Bildkontrast im Bereich diagnostischen Interesses ist besonders wichtig, und seine zeit liche Stabilisierung steigert das Vertrauen des Diagnostikers zu später hergestellten Bildern.

Der Teil der Dichte-Belichtungs-Charakteristik, der zwischen den Durchhang- und Schulterbereichen eines gegebenen photographischen Materials liegt, der zulässige Helligkeitsbereich der photographischen Emulsion, sollte darum mit dem absoluten Hellig keits- und Kontrastbereich (d. h. Luminanzbereich) des Kathodenstrahlröhrenbildes in Übereinstimmung gebracht werden und in diesem angepaßten Zustand wenigstens über den Zeitraum, in dem Photographien von den Bildern gemacht werden, gehalten werden. Ferner ist es wünschenswert, diese Beziehung für alle photographischen Materialien, die bei der Aufzeichnung von Videobildern verwendet werden, trotz ihrer abweichenden Gradiationskurven und ohne Rücksicht auf die Bildpolarität beizubehalten.

Durch die DE-OS 32 23 065 und die DE-OS 33 31 732 ist ein automatisches bzw. ein manuelles Gerät bekannt, durch welches die Luminanz einer Kathoden strahlröhre eines Monitors innerhalb des vorge schriebenen, zulässigen Helligkeitsbereichs eines photographischen Films gehalten wird. Beide Geräte typen besitzen Kontrast- und Helligkeitseinstel lungen, die so eingestellt sind, daß sie eine bekannte Belichtung eines photographischen Films erzeugen. Es werden erste und zweite künstliche Signale erzeugt, die entgegengesetzte Enden der Amplitudenauslenkung des Videobildes darstellen.

Indem man den Dunn-Dichteindex^tm bei vorgegebener Kameraverschluß-Geschwindigkeit und Filmtyp heran zieht, kann die Luminanz der Kathodenstrahlröhre für jedes dieser künstlichen Signale, welches in dem zulässigen Helligkeitsbereich des Filmes liegt, vorhergesagt werden. Die Monitorhelligkeit und der Kontrast sind so eingestellt, daß diese bekannten Luminanzwerte erzeugt werden, wenn der Monitor mit diesen künstlichen Signalen angeregt wird. Sind die Kontrast- und Helligkeitswerte einmal passend ein gestellt, wird das Videosignal ein Kathodenstrahl röhrenbild innerhalb des zulässigen Helligkeitsbe reiches des ausgewählten Filmtyps erzeugen. Photo graphien, die aus diesen Bildern hergestellt sind, werden infolge der Anpassung des Luminanzbereiches der Kathodenstrahlröhre an den zulässigen Hellig keitsbereich des photographischen Films ein Maximum an Detail erzeugen.

Das Gerät nach der DE-OS 33 31 732 zeigt eine Wechselwirkung zwischen Kontrast und Helligkeits einstellungen, die die Eichung langwierig macht. Außerdem ist die Helligkeits- und Kontrastein stellungsfolge umgekehrt, wenn die Bildpolarität verändert ist, was den Kamerabenutzer verwirren kann, wenn er mit einem Bild einer veränderten Polarität eichen soll.

Aus der DE-OS 28 46 540 ist eine Anordnung zur Bildschirmphotographie für Wiedergabegeräte mit kreisförmiger Bildaustastung mit einer photographischen Kamera und einem Kontrastregelkreis bekannt, die einen auf einen Bildausschnitt ausgerichteten elektro-optischen Wandler enthält sowie einen Schaltkreis zur Stabilisierung des Schwarzbildes. Bei dieser Anordnung wird jedoch das zur Steuerung dienende Signal nicht unmittelbar elektrisch aus dem Videosignal entnommen sondern optisch mittels eines elektro-optischen Wandlers vom Bildschirm abgenommen. Da der elektro-optische Wandler sorgfältig gegen Fremdlichteinflüsse abgeschirmt werden muß, sind Abschirmeinrichtungen erforderlich, die die Betrachtung des Bildschirmes erheblich erschweren.

Aus der US-PS 4 342 048 ist eine Schaltung zur Kompensation von Eigenschaften der Kathodenstrahlröhre bei einem Fernsehempfänger bekannt durch die das Videosignal den Änderungen der Eigenschaften der Kathodenstrahlröhre während der Einbrennzeit angepaßt werden soll. Zur Steuerung der Bildhelligkeit und des Bildkontrastes bei einer Videosichtanzeige zum Photographieren von bei medizinischen Untersuchungen gelieferten Bildern ist diese Schaltung jedoch nicht geeignet.

Eine weitere Schaltungsanordnung zum automatischen Konstanthalten des Spitzenwertes der Bildhelligkeit einer Fernseh-Bildwiedergaberöhre ist aus der DE-PS 23 11 210 bekannt. Die US-PS 3 790 706 zeigt eine Schaltung zur automatischen Regelung des Kontrastes eines Videosignals zur Verbesserung von Fernsehbildern, die einen geringen Kontrast aufweisen. Eine weitere, zur Verbesserung von Fernsehbildern dienende Kompensationsschaltung ist aus der US-PS 3 970 777 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Steuerung der Bildhelligkeit und des Bildkontrastes bei einer Videosichtanlage zur Erzeugung normaler und invertierter Bilder zum Photographieren zu schaffen, die eine schnelle Helligkeits- und Kontrasteinstellung zur Herstellung der Bilder innerhalb des zulässigen Helligkeitsbereiches eines photographischen Filmes erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Schaltung zur Steuerung der Bildhelligkeit und des Bildkontrastes bei einer Videosichtanzeige zur Erzeugung normaler und invertierter Bilder zum Photographieren derart, daß die Amplitude des Videosignal innerhalb eines gewünschten Bereiches gehalten wird und damit der Helligkeitsbereich des erzeugten Bildes innerhalb eines zulässigen Helligkeitsbereiches eines photographischen Films liegt, enthaltend:

(a) eine Detektorschaltung zum Erfassen des Videosignals bei einem ersten und einem zweiten Amplitudenwert (HISS bzw. LISS), wobei der erste und zweite Amplitudenwert einem großen und einem kleinen Amplitudenwert des Videosignals entsprechen,
(b) einen Multiplizierer, auf welchen ein Bildsignal und eine Kontraststeuerspannung zur Multiplikation aufschaltbar sind,
(c) einen Differenzverstärker auf den das Ausgangssignal des Multiplizierers und ein Rückführsignal aufschaltbar sind,
(d) einen Treiberverstärker, auf den das Ausgangssignal des Differenzverstärkers aufschaltbar ist,
(e) eine Klemmschaltung, auf die das Ausgangssignal des Treiberverstärkers aufschaltbar ist und die ein entsprechendes Rückführsignal für den Differenzverstärker liefert,
(f) eine Kontraststeuereinrichtung zur Erzeugung der Kontraststeuerspannung, und
(g) einen Schalter, durch welchen während der Eichung der Kathodenstrahlröhre des Monitors ein Bildsignal dessen Amplitude entweder dem ersten oder zweiten Amplitudenwert (HISS bzw. LISS) entspricht an den Multiplizierer anlegbar ist, abhängig von der Polarität des zu erzeugenden Bildes, wodurch die Helligkeitssteuerung nach Maßgabe eines dieser Bildsignale erfolgt, und die Kontraststeuerung nach Maßgabe des anderen dieser Bildsignale, und damit der Helligkeitsbereich des erzeugten Bildes einerseits durch die Kontraststeuerspannung und andererseits durch das Referenz-Klemmniveau der Klemmschaltung und die Einstellung einer am Monitor vorgesehenen Helligkeitssteuerung bestimmt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Klemmschaltung

(a) Mittel zum Erzeugen eines synthetischen Referenzpegels während eines Schwarztreppenteiles des Videosignales und
(b) Mittel zum Klemmen des Videosignals an diesen Referenzpegel.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Schaltung Mittel zur Überwachung des Helligkeitswertes des von der Videosichtanzeige erzeugten Videobildes enthält, so daß die Kontraststeuereinrichtung zur Erzielung eines vorgegebenen Kontrastbereiches eingestellt werden kann.

Die Schaltung kann eine Klemmschaltung aufweisen zum gleichspannungsmäßigen Anklemmen des Videosignals an einen der ersten oder zweiten erfaßten Amplitudenwerte, so daß der Helligkeitspegel des Monitors in einer festen Beziehung zu der Amplitude des Videosignals gehalten wird.

Ein Referenzgenerator kann eine variable Spannung von wahlweise einer ersten und einer zweiten Polarität an die Kontraststeuereinrichtung liefern.

Weiterhin kann die Schaltung

(a) Wählmittel zum Anlegen des besagten ersten erfaßten Wertes an den Multiplizierer während eines ersten Eichintervalls aufweisen, so daß der Luminanzwert der Kathodenstrahlröhre des Monitors mittels der Helligkeitssteuerung eingestellt werden kann, und
(b) Mittel zum Anlegen des besagten zweiten erfaßten Wertes an den Multiplizierer während eines zweiten Eichintervalls, so daß der Luminanzwert der Kathodenstrahlröhre des Monitors mittels der Kontrasteinstellung eingestellt werden kann,
(c) wobei das erste und das zweite Eichintervall zwischen Zeilenaustastlücken des Videosignals liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt die Gradationskurve, d. h. die optische Dichte eines photographischen Films in Abhängigkeit von einer loga rithmisch aufgetragenen Belichtung.

Fig. 2A ist eine Darstellung eines typischen Videosignals zur Erzeugung eines Bildes auf einem Kathodenstrahl röhren-Monitor.

Fig. 2B veranschaulicht die Wirkung der Schal tung eines bevorzugten Ausführungsbei spiels zur Erzeugung eines Bildes aus einem normalen Videosignal, von dem die Synchronisations-Information abge schnitten worden ist.

Fig. 2C veranschaulicht die Wirkung der Schal tung auf ein invertiertes Videosignal, von dem die Synchronisations-Infor mation abgeschnitten worden ist.

Fig. 3A und 3B zeigen die Schaltungsanordnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Erzeugung erster und zweiter künstlicher Eichsignale zur Eichung des Helligkeitsbereiches des Video monitors.

Fig. 4 zeigt die übrige Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Eichsignalen für den Videomonitor.

Fig. 5A veranschaulicht die Wirkung der Schal tungsanordnung eines bevorzugten Aus führungsbeispiels auf ein Videosignal normaler Polarität während einer Weiß eichung durch Einstellung der Hellig keitssteuerung der Kathodenstrahl röhre.

Fig. 5B veranschaulicht die Wirkung der Schal tungsanordnung eines bevorzugten Aus führungsbeispiels auf ein Videosignal normaler Polarität während einer Schwarzeichung durch Einstellung der Kontraststeuerung der Kathodenstrahl röhre.

Fig. 5C veranschaulicht die Wirkung der Schal tungsanordnung eines bevorzugten Aus führungsbeispiels auf ein Videosignal entgegengesetzter Polarität, während einer Weißeichung durch Einstellung der Helligkeitssteuerung der Kathoden strahlröhre.

Fig. 5D veranschaulicht die Wirkung der Schal tungsanordnung eines bevorzugten Aus führungsbeispiels auf ein Videosignal entgegengesetzter Polarität, während einer Schwarzeichung durch Einstellung der Kontraststeuerung der Kathoden strahlröhre.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der opti schen Dichte eines photographischen Films über seine Belichtung, die bekannte Gradationskurve, für drei Filmtypen gezeigt. Der brauchbare Anteil der optischen Dichte liegt zwischen zwei Bereichen, die als Schulter und Durchhang dargestellt sind. Eine zusätzliche Belichtung über die Schulter hinaus liefert einen kleiner werdenden Anstieg an opti scher Dichte. An dem anderen Ende der Kurve ist der Durchhang gezeigt, der die untere Grenze der Kurve der optischen Dichte über der logarithmischen Be lichtung bestimmt, in der eine kleiner werdende Belichtung eine weniger als proportionale Änderung der optischen Dichte hervorruft.

Wenn maximale Bildauflösung angestrebt wird, werden die photographischen Filme innerhalb des durch Schulter und Durchhang begrenzten Bereichs belich tet. Auf diese Weise wird durch Begrenzung der Be lichtung irgendeines dieser Filme auf den Bereich zwischen seinen Schulter- und Durchhangbereichen größtmögliche Auflösung erhalten, und die Anteile der Gradationskurve, welche die Auflösung begrenzen werden vermieden.

Ein Gerät der vorliegenden Art ist so konstruiert, daß die Luminanzwerte eines durch eine Kathoden strahlröhre (CRT) erzeugten Bildes, innerhalb des zulässigen Helligkeitsbereiches der Gradationskurve erhalten werden.

In Fig. 2A ist eine Zeilenperiode eines normalen bilddarstellenden Videosignals gezeigt. Sie beginnt mit einem ersten Zeilensynchronimpuls und endet mit dem nächsten Zeilensynchronimpuls. Die Amplituden auslenkung des normalen gezeigten Videosignals be ginnt bei einem Schwarzwert, der 7 1/2% über dem hinteren Schwarztreppenbereich liegt, und steigt bis zu einem Maximum, das einen maximalen Luminanz wert liefert. Das normale Videosignal senkt sich danach zu dem Schwarzwert und dem Austastwert der vorderen Schwarztreppe des nächsten Zeilensynchron impulses.

Zusätzlich ist in Fig. 2A ein invertiertes Videosig nal dargestellt, das als das Spiegelbild des norma len Videosignals angesehen werden kann. Die gezeig ten Videosignalamplituden müssen eine optimale Dichte zwischen den Schulter- und Durchhangbe reichen der Gradationskurve von Fig. 1 erzeugen, um maximale Bildauflösung zu erhalten und die sehr unlinearen Bereiche der Gradationskurve zu vermei den. Dieses Ergebnis wird verlangt, wenn irgendein invertiertes oder normales Videosignal verarbeitet wird, so daß das invertierte Videosignal ebenso eine optische Dichte innerhalb des geforderten, zulässigen Helligkeitsbereiches hervorruft. Das Gerät der vorliegenden Art bewirkt eine solche Regelung und hält die Videosignalamplitude inner halb des zulässigen Helligkeitsbereiches, so daß es Nichtlinearitäten und Anomalien der Schaltung aus gleicht, die in Abhängigkeit von der Zeit auftre ten.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird die Wirkung der vorliegenden Anordnung auf das Videosignal be schrieben, das nach Verarbeitung auf dem Monitor gezeigt werden soll. Wie gezeigt, sind die Zeilen synchronimpulse und die vorderen und hinteren Schwarztreppenbereiche von dem vorher verarbeiteten Signal abgeschnitten. Die Anordnung verarbeitet das Videosignal in seinem abgeschnittenen Zustand, in dem es getrennte Synchroninformation direkt an die Ablenkschaltung liefert. Die Schaltung zur Dekodie rung der Videozeitsteuerung ist Standard und wird nicht beschrieben. Die vorliegende Erfindung schneidet das Videosignal ab und klemmt es an einen Pegel, so daß ein minimaler Luminanzwert für das Kathodenstrahlröhrenbild auf dem Klemmpegel gehal ten wird. Dieses stellt die minimale Luminanz ein, die etwa an dem Durchhang der Gradationskurve liegt. Als nächstes wird ein Referenzwert einge stellt, um den Verstärkungsgrad des Verstärkers, der die Videosignale verarbeitet, so zu regeln, daß eine maximale Amplitudenauslenkung des in Fig. 2B gezeigten Videosignals etwa im Schulterbereich der Gradationskurve erhalten wird. Auf diese Weise wird die Helligkeit der Anzeige genauso wie der Kontrast so eingestellt, daß das erzeugte Bild der Kathoden strahlröhre innerhalb des zulässigen Helligkeitsbe reiches der Gradationskurve für den benutzten Film gehalten wird.

Die gestrichelten Linien in Fig. 2 zeigen erste und zweite Klemmwerte des Videosignals, die Signalpegel nahe den Grenzwerten der Videosignalauslenkung dar stellen. Ein erster Gleichstrom-Klemmpegel für das Videosignal wird auf den Bildabtastwert 1 gelegt, so daß, wie in Fig. 2 gezeigt, das zu verarbeitende Videosignal an einer bekannten Eingangsgleich spannung des Videomonitors geklemmt bleibt. Während der Zeilenaustastlücke des abzubildenden Videosig nals empfängt der Videotreiberverstärker der Katho denstrahlröhre ein Eingabesignal, das der Bildab tastwert 1 im Falle eines normalen Videosignals entspricht, und erzeugt eine Klemmspannung, die das anschließende Videosignal gleichstrommäßig an den Pegel des Bildabtastwertes 1 geklemmt hält. Im Falle eines invertierten Signals, wie es in Fig. 2C gezeigt wird, wird die Klemmspannung auf den Pegel des Bildabtastwertes 2 gelegt. Bei beiden Polaritä ten wird das Videosignal an den niedrigeren Hellig keitspegel geklemmt.

Übliche Kathodenstrahlanzeigesysteme werden häufig sowohl für normale als auch für invertierte Signal polaritäten an den Pegel der hinteren Schwarztreppe eines Videosignals geklemmt. In Abhängigkeit von der Polarität des gezeigten Bildes wird das Video signal auf diese Weise an das eine oder das andere Ende des Luminanzbereiches geklemmt. Diese Forde rung kann beim Benutzer Verwirrung erzeugen infolge der Übertragung der Steuerung niedrigen Luminanzbe reich des Bildes von der Helligkeitssteuerung auf die Kontraststeuerung. Dieses wird begleitet von einer Übertragung der der Steuerung des hohen Luminanzpegels des Bildes von der Kontraststeuerung auf die Helligkeitssteuerung. Es sind auch andere Anzeigesysteme vorgesehen worden, die doppelte Sätze von Kontrast- und Helligkeitssteuerungen mit einer Auswahl zwischen Paaren von Einstellgliedern aufweisen durch eine Umschaltung, welche auch die Polarität des der Kathodenstrahlröhre zugeführten Videosignals bestimmt.

In Fig. 3A und 3B ist eine elektronische Schaltung gezeigt, zur Verarbeitung des Videosignals von Fig. 2A in der Weise, daß seine Amplitude ein Bild der Kathodenstrahlröhre herstellt, das innerhalb des Helligkeitsaufnahmebereiches eines photographi schen Films liegt. Das Gerät nach Fig. 3A und 3B empfängt das Signal von Fig. 2A und stellt den Schwarzpegel wieder her, so daß die Spannung der hinteren Schwarztreppe einem Erdpotential gleich kommt. Es liefert ein amplitudengeregeltes, gleich spannungsmäßig niveaugeregeltes Videosignal zum Treiben der Kathode der Kathodenstrahlröhre und so zum Erzeugen der geforderte Bildhelligkeit.

Die Schaltung der Fig. 3A und 3B erzeugt von dem typischen Videosignal der Fig. 2A erste und zweite Abtastwerte des Signals, von denen einer einem starken abgegriffenen Bildsignal (HISS-Wert) und der andere einem schwachen abgegriffenen Bildsignal LISS-Wert) entspricht. Diese Abtastwerte sollen bei etwa 12 1/2% der gesamten Amplitudenauslenkung und bei 95% der Spitze der Amplitudenauslenkung liegen. Ein Spitzendetektor 14 empfängt als seinen Eingang das typische Videosignal. Verstärker 14a speist den Spitzendetektor 14b, und der entstehende Wert der Spitzenspannung wird in einem Kondensator 14c ge speichert. Zusätzlich liefert der Verstärker 14d eine Isolierung für das Probensignal an dem Konden sator 14c und Strom für eine Spannungsteilerschal tung 14e, 14f und 14g. Die Widerstände 14e, 14f und 14g sind so gewählt, daß sie einen HISS-Wert von 95% der Spannung des Kondensators 14c liefern und einen LISS-Wert, der 12% der Spannung des Konden sators entspricht. Mit den zwei erfaßten Werten ist es möglich, bei der Eichung nacheinander zwei Amplituden von Videosignalen auf den Monitoreingang aufzuschalten, um erste und zweite Helligkeitswerte für die Kathodenstrahlröhre zu erzeugen. Das kann benutzt werden, Helligkeit und Kontrast des Moni tors einzustellen.

Sowohl das Videosignal als auch die HISS- und LISS-Werte der Schaltung des Spitzendetektors sind auf einen Signalschalter 12 aufgeschaltet, durch den irgendeines der aufgeschalteten Signale ausge wählt werden kann. Ein Gleichstromschalter 12B legt das Eingangsvideosignal an Erdpotential wieder her. Um die geforderten Helligkeits- und Kontrastein stellungen zustande zu bringen, werden diese Sig nale nach Maßgabe der Bedienelemente aufgeschaltet, die eine Auswahl entweder des normalen Videosignals für die Bilddarstellung oder des HISS- oder LISS-Wertes für die Eichung zulassen.

Die Ausgänge des Signalschalters 12 werden an einen Eingang 15b eines Multiplizierers 15 geliefert, wo Signalwerte nach Maßgabe einer auf einen Eingang 15c aufgeschalteten Spannung, multipliziert werden können. Auf diese Weise kann die Polarität des Videosignals durch Polaritätswechsel der Spannung an Eingang 15c zwischen einem normalen und einem invertierten Zustand geschaltet werden, wie er durch eine Einstellung der Bedienelemente ausge wählt wurde. Der Ausgang des Multiplizierers 15 wird an einer Klemme 15d erhalten.

Man sieht, daß der Multiplizierer 15 eine Steuerung der Polarität des Videosignals liefert, das auf die Kathodenstrahlanzeige aufgeschaltet werden soll. Er wird außerdem dazu benutzt, den Verstärkungsgrad zu regeln, der auf das sich ergebende Signal wirkt. Auf diese Art kann, durch Regelung des Verstär kungsgrades eines Multiplizierers 15 der obere Wert der Luminanz des sich ergebenden Bildes geregelt werden.

Um auszuwählen, welche der Eingaben des Signal schalters 12 auf den Multiplizierers 15 aufgeschal tet werden muß, ist eine Schaltsteuerschaltung 13 vorgesehen. Die Schaltsteuerschaltung 13 liefert eine Erregung eines Signalschalterteiles 12c, wenn das HISF-Signal hoch ist. Dieser Zustand des HISF wird erhalten, wenn die AC₁ und AC₀ Signale, eben so wie das von der Schaltung der Fig. 4 erhaltene POS-Signal mit einem gewünschten Format überein stimmen. Das POS-Niveau wird durch einen Schalter aufgeschaltet, der durch den Benutzer betätigbar ist, so daß das Videosignal entweder invertiert oder in einer normalen Videosignalform gehalten wird. Die AC₁ und AC₀-Signale werden durch eine noch zu beschreibende Logik erzeugt, abhängig davon, ob eine Kontrast- oder Helligkeitseinstel lung durchgeführt werden muß oder nicht, wodurch der HISS- oder LISS-Wert ausgewählt wird. NOR-Glie der 13a, 13c werden, wie gezeigt, mit dem BCD-zu-Dezimal-Dekoder 13b verbunden, so daß die Signale HISS, LISS und ein Videoauswahlsignal er halten werden.

Der BCD-zu-Dezimal-Dekoder empfängt außerdem eine Zeilenaustastlücke. Der Zweck davon ist, entweder den einen Schalter 12c oder den anderen Schalter 12d, während des Austastintervalls des Videosignals zu aktivieren. Im Falle eines normalen Videosig nals, wie es durch das "POS=Falsch"-Signal ange zeigt wird, wird der LISS-Wert während der Zeilen austastlücke ausgeblendet. Der HISS-Wert wird während der Zeilenaustastlücke, wenn das "POS-Wahr"-Signal verarbeitet wird, ausgeblendet. Wie noch unter Bezugnahme auf Fig. 3b genauer er klärt werden wird, werden diese ausgeblendeten Werte benutzt, Klemmspannungen für das Videosignal zu entwickeln. Das aktive Videosignal, das auf einen Schalter 12 aufgeschaltet ist, wird zwischen Zeilenaustastlücken durch ein Signal "VIDF" ausge blendet.

In Fig. 3B sieht man einen Differenzverstärker 17, der an einem Eingang den Ausgang vom Multiplizierer 15d der Fig. 3A erhält. Der Differenzverstärker 17 enthält eine Stromquelle 17a zum Treiben der Emit ter eines Transistorenpaares 17b. Ein Verstärker 17d in Basisschaltung erhält das Gleichtakt-Aus gangssignal eines Transistorpaares 17b und treibt einen Treiberverstärker 19. Der Treiberverstärker 19 ist mit dem Kathodentreiber der Kathodenstrahl röhre verbunden zum Steuern des Elektronenkano nen-Stromes, der die Intensität des Elektronen strahles regelt.

Der übrige Eingang des Differenzverstärkers 17 ist über eine Rückkopplungsschaltung, die eine gleich strommäßige Klemmschaltung 18 enthält, mit dem Ausgang des Verstärkers 19 verbunden. Die gleich strommäßige Klemmschaltung 18 ist wirksam, während des Schwarzwerterhaltungsimpulses, definiert als die Zeitspanne von der Rückflanke des Zeilensyn chronimpulses bis zum Ende des angrenzenden hinte ren Schwarztreppenniveaus eines Standard-Video signals, und schaltet ein Rückkopplungssignal auf den übrigen Eingang des Differenzverstärkers 17 auf. Während des Schwarzwerterhaltungsimpulses wird die Spannung V_ref im Verstärker 18 mit dem Aus gangsvideosignal verglichen. Der Pegel des Aus gangsvideosignals wird durch die geschlossene Rückkopplungsschleife bestimmt, so daß ein festge setztes Ausgangssignal, gleich dem V_ref von dem Verstärker 19 erhalten wird. Während des Schwarz werterhaltungsimpulses, der während der Zeilenaus tastlücke auftritt, wird der LISS-Wert, welcher mit der Aufzeichnung eines normalen Videosignales (NEG-Filmbild) verbunden ist, durch einen Signal schalter 12d der Fig. 3A ausgeblendet. Der LISS-Wert ist deswegen normiert auf V_ref, und während einer anschließenden Zeile der Information des Videosig nals, erhält der Kondensator 18f den Pegel der Gleichspannung aufrecht, der durch den Verstärker 19 geliefert wird. Der Verstärker 19 ist derartig pegelgeregelt oder geklemmt, daß der LISS-Wert des Videosignals auf V_ref gehalten wird. Die Klemmspan nung des Kondensators 18f wird während jedes Schwarzwerterhaltungsimpulses in der Weise wieder hergestellt, daß das Videosignal an V_ref geklemmt bleibt.

Die Konsequenz davon, daß das Videosignal von dem Verstärker 19 pegelgeregelt wird, ist, daß der LISS-Wert immer gleich der Referenzspannung V_ref ist und von der Kathodenstrahlröhre des Monitors ein Standardluminanzwert erzeugt wird. Während der Eichung wird der LISS-Wert während des sichtbaren Teils des Videosignals sichtbar gemacht. Der erste Standardluminanzwert wird über den Belichtungs messer 41 eingestellt, so daß eine Belichtung des photographischen Films zu erfolgt, die eine opti sche Dichte in der Nähe des Durchhanges des Films erzeugt. Dieser Standardluminanzwert wird an schließend aufrechterhalten, indem die Position der Amplitude des Videosignals, die mit LISS (im Falle eines normalen Videosignals) übereinstimmt, ständig während jeder Austastperiode auf V_ref pegelge regelt oder geklemmt wird.

Der übrige Teil der Fig. 3B erzeugt eine Kontrast steuerspannung. Eine Referenzspannung wird von einer Zener-Diode 20a hergeleitet, und auf ein Kontrasteinstellpotentiometer 22 aufgeschaltet. Die geregelte Referenzspannung wird anschließend durch das Potentiometer 22 abgeschwächt um eine genaue und beständige Steuerung des Multiplizierers 15 zu erhalten. Um den Kontrast für ein Bild eines Nega tivfilms einzustellen, wird der HISS-Wert während des sichtbaren Teils des Videosignals sichtbar gemacht und der zweite Wert der Standardluminanz wird über den Belichtungsmesser 41 eingestellt.

Während der Betriebsweise "INVERTIEREN". (Aufzeich nung eines Bildes eine POS-Films) wird die Kon trastspannung durch die Wirkung der Tore 20c und 20d invertiert. Bei Schließen des Tores 20d und Öffnung des Tores 20c liefert durch den invertier ten Zustand, der durch eine Handbedienung ausge wählt wird, der Referenzgenerator 20 eine inver tierte, ständige Referenzspannung an das Kontrast potentiometer 22.

Das Potentiometer 20f liefert eine Abgleichsteue rung zur genauen Einstellung der invertierten Kontrastspannung gegenüber der normalen Kontrast spannung. Es ist natürlich möglich, einen Versatz zwischen dem Kontrast eines invertierten Bildes gegenüber einem normalen Bild zu erzeugen, indem man das Potentiometer 20f benutzt.

Die Schaltung der Fig. 3A und 3B wird benutzt um eine Intensitätssteuerung für den Elektronenstrahl in der folgenden Art zu liefern. Wenn der Benutzer die Polarität des Bildes ausgewählt hat, das durch die Kathodenstrahlröhre erzeugt werden soll, wird der Referenzgenerator 20 (Fig. 3B) so eingestellt, daß er die passende Polarität der Kontrastreferenz spannung an den Multiplizierer 15a (Fig. 3A) lie fert. Zusätzlich schließt der Benutzer den Schwarz-Weiß-Schalter 39 (Fig. 4), so daß entweder der HISS-Wert oder der LISS-Wert an dem Monitor während der Eichung der Helligkeits- und Kontrast einstellungen sichtbar wird. Die Auswahl entweder des HISS- oder des LISS-Wertes ist eine Funktion (1) der Bildpolarität und (2) der Einstellung des Schwarz-Weiß-Schalters.

Die Erzeugung der Auswahlsignale zur Eichung des Monitors kann besser verstanden werden anhand von Fig. 4. In Fig. 4 ist die Schaltung zur Steuerung der die Videosignale verarbeitenden Schaltung von Fig. 3A und 3B gezeigt. Fig. 4 sieht einen Video schalter 32 vor, der Eingänge A, B, C oder D nach Maßgabe der Einstellung des Schalters 30, auswählen kann. Die Ausgänge eines Videowählschalters 30 sind durch ein Paar NOR-Glieder 31, wie gezeigt, ver knüpft, und liefern Ausgänge VS₀ und VS₁, eine Binärzahl mit zwei Stellen zur Auswahl einer der vier Eingänge A, B, C und D. Die Binär-Signale VS₀ und VS₁ werden ferner in einem Dekoder 34 deko diert, und auf den Videoschalter 32 aufgeschaltet, der eines der ausgewählten Signale mit dem Eingang des Videoverstärkers 35 verbindet. Das ausgewählte Videosignal, das durch den Verstärker 35 verstärkt wird, stimmt mit dem Videosignal der Fig. 2A über ein. Das ausgewählte Videosignal wird auf den Ein gang der Schaltung 3A aufgeschaltet.

Ein Bildpolaritätsschalter 38 ist in der POS-Stel lung dargestellt. Diese Stellung wird zusammen mit einem Eingang von dem Schwarz-Weiß-Schalter 39 durch einen Dekoder 33 dekodiert gezeigt. Die fol gende Wahrheitstabelle zeigt die logischen Niveaus von AC₀ und AC₁ gesteuert von dem Polaritäts schalter 38 und dem Schwarz-Weiß-Schalter 39 (B/W):

wobei 1=Wahr, 0=Falsch ist. Zusätzlich sind ein Kontrastanzeiger 25 und ein Helligkeitsanzeiger 26 in der Form von Leuchtdioden-Anzeigern dargestellt, die den Benutzer darüber informieren, welche Be dienelemente während der Eichung des Kontrastes des Videomonitors und der Helligkeitssteuerung 22, ein gestellt werden müssen (Fig. 3B).

Der N.R. Sperreingang der logischen Schaltung 33 verhindert die Auswahl entweder des HISS oder LISS Wertes, wenn die Kamera gerade ein Bild aufnimmt. Nur während der Eichung wird die logische Schaltung 33 in Betriebsbereitschaft gesetzt und liefert die geforderten AC₀ und AC₁ Signale.

Ebenfalls in Fig. 4 wird ein monostabiler Impulsge nerator 37 gezeigt, der den Schwarzwerterhaltungs impuls von der Rückflanke des Zeilensynchronimpul ses erzeugt. Der Schwarzwerterhaltungsimpuls dauert 1 Mikrosekunde.

Die übrige Schaltung von Fig. 4 enthält eine Belich tungsmesserschaltung, die den Ausgang der Schaltung 42 des Photodetektor-Verstärkers erhält. Die Schal tung 42 des Photodetektor-Verstärkers ist so aufge baut, daß sie das Licht vom Videomonitor, während der Eichung, wie durch den Photodetektor 43 wahrge nommen, bestimmt. Während des Eichvorganges, in dem die Helligkeit und der Kontrast des Videomonitors eingestellt werden, liefert der Belichtungsmesser 41 eine Anzeige des relativen Lichts des Videomoni tors unter ersten und zweiten Erregungsbedingungen, wobei HISS- und LISS-Signalwerte auf den Videomoni tor aufgeschaltet sind.

Der Eichvorgang für den Videomonitor kann nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5A-5D beschrieben werden. Die Bildpolarität wird durch einen Bildpolari tät-Schalter 38 ausgewählt, der einen normalen oder invertierten Signalwert POS oder NEG festsetzt. Der Schwarz-Weiß-Schalter 39 wird darauf in Betrieb gesetzt, so daß er entweder einen LISS- oder HISS-Wert nach Maßgabe der logischen Zustände von AC₀ oder AC₁ liefert.

Wie in Fig. 5A gezeigt ist, wird, wenn die Bildpola rität normal ist, d. h. ein Bild eines NEG-Films und der Schwarz-Weiß-Schalter auf W steht, der LISS-Wert durch den Schalter 12d der Fig. 3A auf den Eingang des Videomonitors aufgeschaltet. Der Leuchtdioden-Anzeiger 26 leuchtet auf und die Helligkeitssteuerung 29 (Fig. 3B) wird eingestellt, bis der Belichtungsmesser 41 anzeigt, daß der beobachtete Luminanzwert die geeignete Belichtung des Films bewirkt. Der Belichtungsmesser 41 ist so geeicht, daß er den Dunn-Dichte-Index^tm für einen besonderen Filmtyp und Kameraverschlußgeschwindig keit anzeigt. Es kann auf die DE-OS 33 31 732 Bezug genommen werden, die eine Tabelle enthält, welche den Dunn-Dichte-Index^tm für verschiedene Filme und Verschlußgeschwindigkeiten angibt.

Nach Einstellung der Helligkeit wird der Schwarz-Weiß-Schalter auf B eingestellt, worauf eine kontrastanzeigende Leuchtdiode 25 aufleuchtet. Die AC₀, AC₁-Signalniveaus nehmen einen Zustand an, der den HISS-Wert auf den Eingang des Videomo nitors aufschaltet, wie in Fig. 5B gezeigt ist. Die Kontrasteinstellung 22 wird dann eingestellt, so daß der geeignete Luminanzwert erreicht wird, wie er an dem Belichtungsmesser 41 angezeigt wird.

Fig. 5C und 5D zeigt die Signalwerte, die auf den Videomonitor aufgeschaltet werden, wenn die Bild polarität invertiert ist. Das AC₀, AC₁-Signal nimmt einen logischen Zustand an, der einen HISS-Wert, der mit der Bildprobe 2 der Fig. 2C übereinstimmt, auf den Eingang des Videomonitors aufschaltet. Der Luminanzwert für die Kathoden strahlröhre wird unter dieser erfaßten Bedingung durch die Helligkeitssteuerung 29 (Fig. 3B) einge stellt, bis der Belichtungsmesser 41 einen Lumi nanzwert anzeigt, der die geeignete Belichtung des Films hervorruft. Der Schwarz-Weiß-Schalter ist dabei in der W-Stellung.

Nach Einstellung dieses Luminanzwertes wird der Schwarz-Weiß-Schalter auf B eingestellt, so daß der LISS-Wert der Fig. 5D auf den Eingang des Videomoni tors aufschaltet wird. Unter dieser Erregungsbe dingung wird die Kontrasteinstellung 22 einge stellt, so daß ein geeigneter Luminanzwert erzeugt wird.

Anschließend an den Eichvorgang wird der Schwarz-Weiß-Schalter in seine neutrale Stellung zurückgestellt und das informationsführende Video signal wird auf den Monitor aufgeschaltet, um ein zu photographierendes Bild zu erzeugen.

Es ist außerdem möglich, ein automatisches Steuer system zu verwirklichen, wobei der Benutzer die Werte des Dunn-Dichte-Index^tm direkt eingibt und die Steuerelektronik darauf die Bildluminanz durch Einstellung der Helligkeits- und/oder Kontrastfunk tionen, wie es notwendig ist, festsetzt.

Es ist somit ein Ausführungsbeispiel eines mit der Hand einstellbaren Videomonitors hoher Auflösung beschrieben, der eine genaue Eichung des Luminanz wertes zuläßt, wobei anschließend Hartkopie-Photo graphien des Bildes alle innerhalb des zulässigen Helligkeitsbereiches des photographischen Films aufgezeichnet werden.

Claims

1. Schaltung zur Steuerung der Bildhelligkeit und des Bildkontrastes bei einer Videosichtanzeige zur Erzeugung normaler und invertierter Bilder zum Photographieren derart, daß die Amplitude des Videosignal innerhalb eines gewünschten Bereiches gehalten wird und damit der Helligkeitsbereich des erzeugten Bildes innerhalb eines zulässigen Helligkeitsbereiches eines photographischen Films liegt, enthaltend:

(a) eine Detektorschaltung (14) zum Erfassen des Videosignals bei einem ersten und einem zweiten Amplitudenwert (HISS bzw. LISS), wobei der erste und zweite Amplitudenwert einem großen und einem kleinen Amplitudenwert des Videosignals entsprechen,
(b) einen Multiplizierer (15), auf welchen ein Bildsignal und eine Kontraststeuerspannung zur Multiplikation aufschaltbar sind,
(c) einen Differenzverstärker (17), auf den das Ausgangssignal des Multiplizierers (15) und ein Rückführsignal aufschaltbar sind,
(d) einen Treiberverstärker (19), auf den das Ausgangssignal des Differenzverstärkers aufschaltbar ist,
(e) eine Klemmschaltung (18), auf die das Ausgangssignal des Treiberverstärkers (19) aufschaltbar ist und die das entsprechende Rückführsignal für den Differenzverstärker liefert,
(f) eine Kontraststeuereinrichtung (22) zur Erzeugung der Kontraststeuerspannung, und
(g) einen Schalter (12), durch welchen während der Eichung der Kathodenstrahlröhre des Monitors ein Bildsignal dessen Amplitude entweder dem ersten oder zweiten Amplitudenwert (HISS bzw. LISS) entspricht an den Multiplizierer (15) anlegbar ist, abhängig von der Polarität des zu erzeugenden Bildes, wodurch die Helligkeitssteuerung nach Maßgabe eines dieser Bildsignale erfolgt, und die Kontraststeuerung nach Maßgabe des anderen dieser Bildsignale, und damit der Helligkeitsbereich des erzeugten Bildes einerseits durch die Kontraststeuerspannung und andererseits durch das Referenz-Klemmniveau der Klemmschaltung und die Einstellung einer am Monitor vorgesehenen Helligkeitssteuerung (29) bestimmt wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschaltung (18)

(a) Mittel zum Erzeugen eines synthetischen Referenzpegels während eines Schwarztreppenteiles des Videosignals und
(b) Mittel zum Klemmen des Videosignals an diesen Referenzpegel enthält.

3. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (41) zur Überwachung des Helligkeitswertes des von der Videosichtanzeige erzeugten Videobildes, so daß die Kontraststeuereinrichtung (22) zur Erzielung eines vorgegebenen Kontrastbereiches eingestellt werden kann.

4. Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Klemmschaltung (18) zum gleichspannungsmäßigen Anklemmen des Videosignals an einen der ersten oder zweiten erfaßten Amplitudenwerte, so daß der Helligkeitspegel des Monitors in einer festen Beziehung zu der Amplitude des Videosignals gehalten wird.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenzgenerator (20) eine variable Spannung von wahlweise einer ersten und einer zweiten Polarität an die Kontraststeuereinrichtung liefert.

6. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

(a) Wählmittel zum Anlegen des besagten ersten erfaßten Wertes an den Multiplizierer während eines ersten Eichintervalls, so daß der Helligkeitspegel der Kathodenstrahlröhre des Monitors mittels der Helligkeitssteuerung (29) eingestellt werden kann, und
(b) Mittel zum Anlegen des besagten zweiten erfaßten Wertes an den Multiplizierer während eines zweiten Eichintervalls, so daß der Helligkeitspegel der Kathodenstrahlröhre des Monitors mittels der Kontrasteinstellung (22) eingestellt werden kann,
(c) wobei das erste und das zweite Eichintervall zwischen Zeilenaustastlücken des Videosignals liegen.