DE2310472A1 - Abtast- und wiedergabeanordnung - Google Patents

Description

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Ein Speicher wird nach freier Wahl verwendet, um ein Videoinformations-Vollbild zu speichern und dieses mit einer viel höheren Geschwindigkeit wiederzugeben, als es abgetastet wird, um ein beharrendes Bild auf dem Videomonitor zu bilden. Durch eine automatische Helligkeitssteuerschaltung wird der Pegel des dargestellten Signals in Abhängigkeit von der maximalen Temperatur des abgebildeten Gegenstandes eingestellt.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein elektronisches Abbildungssystem und betrifft insbesondere ein System zum Feststellen bzw. Erfassen eines Infrarotbildes eines Gegenstandes und Darstellen dieses Bildes im sichtbaren Bereich.

Bei einer thermographischen Ausrüstung wird die von einem Gegenstand ausstrahlende Infrarotenergie erfaßt und in in der Zeit variierende elektrische Signale umgewandelt und diese Signale werden in ein Bild im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Energie rekonstruiert. Ein Thermograph wird bei der medizinischen Diagnose benutzt, wobei der Gegenstand ein menschlicher Patient ist. Die dargestellte sichtbare Abbildung des Patienten zeigt helle und dunkle Bereiche, die proportional zu der Temperatur des Patienten sind.

Zur Zeit zur Verfügung stehende Thermographen-Instrumente weisen bestimmte Nachteile auf. Ein Nachteil ist das Erfordernis, mehrere verschiedene Baugruppen untereinander verbinden zu müssen, um eine betriebsfähige Termographeneinheit zu bilden. Ein weiterer Nachteil ist die Unmöglichkeit, eine Darstellung eines Gegenstandes im Realzeitbetrieb beobachten zu können, um das Instrument vor der Erstellung einer Photographie der sichtbaren Darstellung einzustellen.

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Ein v/eiterer · Nachteil ist die Inkormatibilität bekannter Thermographen-Instrumente mit anderen Videokomponenten zu Zwecken der Aufzeichnung und Darstellung. Schließlich besteht ein Kachteil in der komolexen Schaltung, die erforderlich ist, uia sowohl eine Abbildung des Gegenstandes als auch eine ein Temoeraturprofil über den Gegenstand zeigende Kurve darzustellen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Thermograohen-Instruiaentes, bei dem diese Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Thermograph benutzt einen infrarot-G rvof indlichen, einzigen Eleraentdetektor, über den ein zweidinensionales Bild eines Gegenstandes durch ein Paar von 3:>iegelanordnungen abgelenkt bzw. abgetastet wird. Eine sich drehende Vieleck-Soiegelanordnung lenkt den horizontalen Asoekt bzw. Gesichtswinkel des Bildes des Gegenstandes quer über den Detektor ab. Ein schwingender Soiegel lenkt das 3ild in vertikaler Richtung quer über den Detektor ab. Ein Videomonitor ist vorgesehen, der ein Bild des Gegenstandes gleichzeitig darstellt, wenn es qiaer über den Detektor abgelenkt wird. Eine Kamera kann dann die Darstellung aufzeichnen. Video-Verarbeitungsschaltungen bzw. -Korrekturschaltungen sind vorgesehen, die ein 3ild des Gegenstandes auf einem Abschnitt des Videomonitorschirmes und eine graphische Darstellung bzw. eine Kurve, die in quantitativer V/eise die Teraperaturschwankung über einer auswählbaren horizontalen Linie des Gegenstandes zeigt, auf einem getrennten Abschnitt des Videouonitorschirmes darstellen. Durch die Video-Verarbeitungsschaltung wird ebenfalls die Zeile, auf der das Teraperaturorofil genommen wird, auf dem Videomonitor mit einer hellen wei ien Linie (.!iezügsnarkierung) markiert. Eine Vielzahl von

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hellen Rasterlinien wird ebenfalls von dem Videomonitor vorgesehen, die der Profilkurve auf der Monitordarstellung überlagert werden. Die zum Treiben bzw. Steuern des Videomonitors erzeugten Signale sind unabhängig von irgendeiner Stellung in bezug auf den Monitorschirm selber, da die gesamte Darstellung elektronisch präsentiert wird.

Die gesamte Thermographeneinheit einschließlich der Abtasteinrichtung und dem Videomonitor sind in einer einzigen Baueinheit untergebracht, indem verschiedene Techniken zur Reduzierung von Interferenzeffekten bzw. Störungeeffekten zwischen eng benachbarten Komponenten verwendet werden. Ein Ende der Einheit wird auf einen Gegenstand gerichtet und dessen thermographisches Bild wird auf einem Videomonitor an einem entgegengesetzten Ende dargestellt. Dies ermöglicht beispielsweise die Benutzung der Thermographeneinheit über einem Patientenbett. Eine einzige Baueinheit ist sehr vorteilhaft und leicht handhabbar.

Die Video-Verarbeitungsschaltungen umfassen ebenfalls eine automatische Helligkeitssteuerung, bei der die maximale Helligkeit eines Video-Vollbildes elektronisch gespeichert und dann zu einer zweiten Speichereinrichtung an dem Ende jedes Vollbildes übertragen wird, um den Videosignalpegel während des nächsten Vollbildes vorzuspannen (biasing). Die automatische Helligkeitssteuerung hindert heiße Punkte (hot spots) daran, die Videoabbildung in nicht-lineare Bereiche der Elektronik- und Darstellungs-Systeme zu treiben. Zusätzlich wird die Intensität aller Abschnitte der Abbildung auf den hellsten Punkt des Bildes anstatt auf die Raumtemperatur oder irgendeinen anderen von der Abbildung unabhängigen Pegel bezogen. Der heißeste Punkt der Videoabbildung wird automatisch auf den weißen Pegel der Kathodenstrahlröhre fixiert, während das Videosignal von dem weißen Pegel zu dem schwarzen Pegel herabmißt. Die Temperaturprofilkurve wird dadurch mit

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einem bedeutungsvollen Relativmaßstab dargestellt, der quantitative Messungen ermöglicht.

Ein Temperaturbezugsstab wird ebenfalls zusammen mit dem Bildfeld abgetastet. Der Temperaturbezugsstab ist an dem Instrumentengehäuse vorgesehen. Bei dem Abschnitt auf jeder horizontalen Abtastungszeile, bei dem der Infrarotdetektor mit der Bezugstemperatur des Stabes belichtet wird, wird das Videosignal auf einen vorbestimmten Gleichstrompegel bezogen. Dadurch werden die Effekte eines Niederfrequenzrauschens in einer Vorverstärkerschaltung für den schwachen Detektorsignalausgang auf ein Minimum herabgesetzt.

Eine Speichereinheit ist vorgesehen, die die Videoinformation von den Video-Verarbeitungsschaltungen mit einer langsamen Geschwindigkeit der Ablenkung bzw. Abtastung des. Bildes über den Detektor empfängt. Da die optimale Bild-Abtastungsgeschwindigkeit geringer ist als die, die erforderlich wäre, um eine Videodarstellung simultan zu präsentieren, die in ihrer Gesamtheit fortdauert, wird die Speichereinheit benutzt, ein Videoinformations-Vollbild zu speichern, wie es von dem Thermographen erzeugt wird, und dann dieses eine Vollbild auf dem Videomonitor mit dtn normalen Fernsehgeschwindigkeiten repetierend darzustellen. Dadurch ist eine Echtzeit-Fokussierung und -Einstellung des Thermographen möglich und kann das Fokussieren und Einstellen viel schneller erfolgen, als wenn Photographien oder irgendein kompliziertes optisches System für die Fokussierungeeinstellung benutzt wird. Dies ist ebenfalls zufriedenstellender, als wenn ein nachleuchtender Phosphor-CRT-Schirm benutzt würde, um ein stabiles, leicht zu sehendes Bild für eine Datenauswertung direkt von dem CRT-Schirm Vorzusehen; ,

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Ein einziger Videomonitor ist in der Lage, entweder in einem Langsam-Darstellungs-Modus direkt von dem Signal, das erzeugt wird, wenn das Bild über den Detektor abgetastet wird, oder in einem Schnell-Abtastungs-Modus von dem von dem Speicher wiedergespielten. Signal zu arbeiten. Durch den Schnell-Modus wird die Zeitverzögerung eliminiert, die durch die Entwicklung eines photographischen Films zum Fokussieren und Einstellen des Thermographen aufgezwungen wird. Wenn richtig eingestellt worden ist, dann kann ein gewöhnlicher Film verwendet werden, um eine Darstellung aufzuzeichnen, bevorzugt wenn das Instrument in dem Langsam-Modus für die beste Qualität betrieben wird. Der Schnell-Modus reduziert somit im erheblichen Maße die erforderliche Filmmenge und erspart dadurch Kosten. Die Qualität einer für eine permanente Aufzeichnung erhaltenen Abbildung wird in Verbindung mit der Benutzung von gewöhnlichem photographischem Film erhöht. Patienten-Identifizierungs-feten werden ebenfalls zusammen mit jeder Photographie einer Patientendarstellung aufgezeichnet, so daß die Benutzung von Rollfilm möglich ist. Jede Abbildung ist getrennt identifizierbar aus der darauf aufgenommenen Information,

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild eines erfindungsgemäfien Thermographen,

Fig. 2 «ine Draufsicht auf das optische Ablenk- bzw. Abtastsystem der Fig. 1,

Fig. 3 eine Photographie einer typischen Darstellung auf dem Videomonitor des Systems der Fig. 1,

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Fig. 4- ein Blockachaltbild eines Abschnittes des Video-Verarbeitungsblockes der Fig. 1,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines anderen Abschnittes des Video-Verarbeitungsblockes der Fig. 1,

Fig. 6 eine Veranschaulichung der Betriebsweise eines Teils der Schaltung der Fig. 5 t

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Abschnittes des Synchronisierungs-Logikschaltungs-Blocks des Systems der Fig. 1,

Fig. 8 eine Veranschaulichung der Vollbild-Taktsteuerung des Thermographen-Systems der Fig. 1 und

Fig. 9 eine Veranschaulichung der Zeilen-Taktsteuerung des Thermographen-Systems der Fig. 1.

Es wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 ein Thermograph-Optiksystem beschrieben. Eine Frontplatte 11 des Thermograph-Instrumentes bzw. des Temperaturschreibers weist eine öffnung 13 auf, durch welche ein optisches System ein Objektfeld bzw. eine Gegenstandsebene sieht. Ein Bild eines Gegenstandspunktes 15 wird zuerst durch eine sich drehende Polygon-Spiegelanordnung bzw. Vieleck-Spiegelanordnung 17 und dann durch einen kippbaren Spiegel 19 reflektiert, um daraufhin durch eine Germanium-Linsenanordnung 23 auf einen einzigen Elementdetektor 21 fokussiert zu werden, der im wesentlichen ein Punkt in der Größe ist. Die Germaniumlinse 23 ist entlang ihres optischen Weges beweglich, um ein Bild des Gegenstandsounktes 15 in eine den Detektor 21 enthaltende Oberfläche scharf zu fokussieren. Jede der vertikalen Flächen, sqjwie die Fläche 17a auf der sich drehenden Vieleck-Spiegelanordnung 17 ist eine reflektierende Spiegeloberfläche, die ein

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Bild eines Gegenstandes horizontal quer über den Detektor 21 abtastet bzw. schwenkt (scans). Die Vieleck-Spiegelanordnung 17 wird mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit um eine Achse 25 gedreht. Für ein Präzisionsabtasten bzw. Präζisionsschwenken bzw. eine Präzisionsbewegung (precision scanning) ist jede der Spiegeloberflächen, sojwie 17a, auf der Anordnung 17 parallel zu der Drehachse 25 genau positioniert. Die Spiegelanordnung 17 ist mit sechs Spiegelaeiten darstellt, was bedeutet, daß bei einer /drehung der Spiegelanordnung ein Bild über den Punktdetektor sechsmal in der gleichen Richtung geschwenkt wird.

Der neigbare bzw. kippbare oder schwingende Spiegel 19 ist um eine Achse 27 drehbar. Der Spiegel 19 wird um diese Achse durch eine Bogenlänge zurück und vorgedreht, die genügt, ein Gegenstandsbild quer über den Detektor 21 in einer vertikalen Richtung abzutasten bzw. zu schwenken. Der Spiegel 19 wird durch einen Gleichstrommotor 29 mit konstantem Drehmoment angetrieben. Während einer einzigen zweidimensionalen Abtastung einer Gegenstandsebene (ein Rahmen bzw. ein Einzelbild) (one frame) schwenkt der Spiegel 19 ein Gegenstandsbild gerade einmal in dessen vertikalen Richtung quer über den Puriktdetektor 21, während die Vieleck-Spiegelanordnung 17 das Gegenstandsbild viele Male quer über den Punktdetektor schwenkt. Mengenmäßig wird bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel eines hierin beschriebenen Thermographen ein Gegenstandsbild in horizontaler Richtung 528 mal quer über den Punktdetektor 21 geschwenkt, während das Bild nur einmal in dessen vertikalen Richtung geschwenkt wird.

Aus Gründen der komp_akten Anordnung und um unerwünschte Interferenz.strah.lung zu unterdrücken, ist ein nicht dargestellter Motor, der die Vieleck-Spiegelanordnung 17 antreibt, in der Spiegelanordnung untergebracht. Ein Paar von Lagern ist über und unter dem Motor entlang der Dreh-

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achse angeordnet. Das sich drehende Spiegel-Vieleck ist an seiner Oberseite entlang der Drehachse an der Motorwelle angebracht. Ein Eisenmetallgehäuse (ferrous metal shell) des sich drehenden Vieleck-Spiegelelementes selber verhindert das Austreten einer unerwünschten Strahlung aus dem Motor in die elektronischen Schaltungen. Der Vieleck-Spiegel 17 wird mit einer im wesentlichen konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben. Die innere Struktur bzw. Konstruktion des Vieleck-Spiegelelementes ist so in bezug auf dessen Antriebsmotor gestaltet, dass Kühlluft in den Spiegel herauf um den Motor gepumpt wird. Die Spiegelanordnung 17 sollte kühl gehalten werden, so daß die Spiegeloberflächen das Detektorsignal nicht nachteilig beeinflussen.

Ein Bezugstemperatur-Stab 31 ist gerade innerhalb des Thermographengehäuses angrenzend an die öffnung 13 vorgesehen. Ale eine Folge de3sen wird der Detektor 21 dem Bezugsstab 31 gerade vor dem Beginn jeder horizontalen Linienabtastung bzw. -Ablenkung ausgesetzt. Wie es nachfolgend beschrieben werden wird, wird das Videosignal gerade vor jeder horizontalen Abtastungslinie bzw. Abtastungszeile auf einen vorbestimmten Wert elektronisch bezogen.

Bei einer spezifischen Ausführungsform des beschriebenen Thermographen ist ein 3O°-Gesichtsfeld in der horizontalen Richtung vorgesehen für das Abbilden eines Gegenstandes. Als Folge dessen dreht sich für jede horizontal· Zeilenabtastung das Vieleck 17 um 15°. Da die Vieleck-Spiegelanordnung 17 sich um 60° drehen muß, um einen vollständigen horizontalen Zeilenabtastungszyklus (für eine sechsseitige Spiegelanordnung) auszuführen, übt das Thermograph-System seine Abbildungsfunktion'nur während 25 # der Zeit aus·

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Ein Thermograph bildet die Infrarotstrahlung einer Gegenstandsebene ab. Infolgedessen ist der Detektor 21 primär empfindlich für den Infrarotbereich des elektromagnetischen Energiespektrums. Da ein Thermograph oftmals für die medizinische Diagnose benutzt wird, ist es erwünscht, daß diese Empfindlichkeit von dem Körper ausgesendete elektromagnetische Strahlung in angemessener Weise umfaßt, die eine Wellenlänge von etwa 10 Mikron aufweist. Ein geeigneter Detektor ist ein Quecksilber-OadAium-Tellurid-Detektor, der im Handel erhältlich ist. Dieser Typ eines Detektors ist ein Halbleiter, der seinen Widerstand im Verhältnis zu der Intensität der Strahlung im Infrarotbereich, die auf ihn einfällt, ändert. Ein Vorverstärker 33, der bevorzugt ein normaler Kaskodenverstärker ist, empfang die schwachen Signale von dem Detektor 21 (Mikro-Volt-Schwankungen) und erzeugt stärkere Spannungsschwankungen auf seiner Ausgangsleitung 35 (Millivolt-Schwankungen).

Der Detektor 21 wird kühlgehalten durch Anbringung sn dem Boden eines Dewar-Gefäßes 37. Das Gefäß 37 ist mit flüssigem Stickstoff als Kühlmittel gefüllt. Ein Thermistor 39 ist ebenfalls an dem Gefäß 37 angebracht, um dessen Temperatur zu fühlen. Wenn die Temperatur des Gefäßes 37 einen bestimmten vorbestimmten Wert erreicht, wird durch das von dem Thermistor 39 erzeugte Signa, eine Leistungs-Heglerschaltung 41 betätigt, um die Leistung von dem Vorverstärker 33 zu dem Detektor 21 abzuschalten und dadurch eine Beschädigung des Detektors zu verhindern. Zur gleichen Zeit werden eine ein hörbares Signal abgebende Alarmeinrichtung 92 und eine ein sichtbares Signal erzeugende Anzeigeeinrichtung 9^ über eine Leitung 42 aktiviert, so daß der Bedienungsmann erfährt, daß daa System nicht länger arbeitet. Da der Grund für eine Überhitzung im allgemeinen eine Abnahme des Volumens des flüssigen Stickstoffs in dem Gefäß 37 ist, kann der Bedienungsmann dann mehr flüssigen

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Stickstoff zugeben, uq&as System wieder in Betrieb zu setzen. Die Leistungs-Reglerschaltung 41 kontrolliert bzw. steuert zusätzlich den Leistungsversorgungspegel zu dem Sigalvorverstärker 33 > um Schwankungen in diesem auf einen sehr geringen Pegel bzw. Wert zu reduzieren, so daß sie nicht mit in den Vorverstärkerausgang 35 als ein unerwünschtes Rauschen hindurchgeführt werden.

Eine Information über die Position des Gegenstandsbildes relativ zu dem Detektor 21 wird durch einen optischen Detektor 41 erhalten, der ein synchronisierendes Lichtbündel 43, das von den Flächen der Vieleck-Spiegelanordnung 17 reflektiert wird, wie es durch eine stationäre Lichtquelle erzeugt wird, jedesmal empfängt, wenn eine Spiegeloberfläche der Vieleckanordnung sich in einer vorbestimmten Stellung befindet. Diese Positions-Anzeiger (Taehometer)-Impulse, einer für jede horizontale Abtastungszeile des Bildes werden durch einen Vorverstärker 47 verstärkt und dann zu einem Synchron-Logikschaltungs-Block49 geführt, der nachfolgend mehr im einzelnen mit bezug auf die Fig. 7 beschrieben wird. Die Schaltung 49 sendet Synchronisierungsimpulse zu normalen Video-Kippschwingungs-Generatorschaltungen y\ für horizontale und vertikale Ablenkung. Ber Ausgang der Kippschwingungs-Generatorschaltungen -51 für horizontale Kippschwingungen wird durch einen linearen Verstärker 50 verstärkt und dann über eine Gruppe von Klemmen eines Modus-Steuerschalters 53 an eine elektromagnetische Spule 55 für horizontale Ablenkung angelegt. Der Ausgang der Kippschwingungs-Generatorschaltungen 51 für vertikale Kippschwingungen v/ird über einen weiteren Pol des Modus-Steuerschalters 53 an einen linearen Verstärker 52 angelegt. Der Ausgang von dem Verstärker 52 wird an eine elektromagnetische Spule 55 für vertikale Ablenkung angelegt. Die Ablenkungsspulen 55 und sind an einer Kathodenstrahlröhre 57 angebracht und lenken dessen Elektronenstrahl quer über eine Phosphorfläche 59 in

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einem kontinuierlichen Rastermuster ab, das typisch für gewöhnliche Fernseh-Darstellungstechniken ist.

Ein Video-Verarbeitungs-Schaltungsblock bzw. Videο-Korrektur-Schaltungsblock 61 umfaßt eine Gleichstrom-EBmmschaltung bzw. Schwarzsteuerung, eine Zeilenaustastung, eine automatische Helligkeitssteuerung, Temperatur-Profilschaltungen, Helllinien-Einsetzschaltungen, und Schaltungen zur Erzeugung eines Vertikal-Kippschwingungs-Steuersignals auf einer Leitung 6p, das benutzt wird, um den schwingenden Spiegel anzutreiben. Diese Schaltungen werden mehr im einzelnen nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4- und 5 beschrieben. Ein Ausgang 65 (Schwankungen in der Größenordnung von Volt) der Video-Korjcekturschaltung 61 wird über einen getrennten Abschnitt des Modus-Steuerschalters 53 rait einem Videoverstärker 67 und dann mit einer Kathode* der Kathodenstrahlröhre verbunden.

Durch die Position der Vieleck-Spiegelanordnung 17 wird durch deren Impulsdetektor 41 der Horizontal - Kit>p schwingung s-Generator in dem Block 51 der Fig. 1 synchronisiert, um den Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre 57 in horizontaler Richtung in Synchronisation mit einem quer über den Punktdetektor 21 geschwenkten Gegenstandsbild abzulenken. Wie es nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 5 und 7 erläutert werden wird, wird eine Synchronisation zwischen dem Schwenken des

Bildes in dessen vertikalen Richtung durch Schwenken des dem.

Spiegels 19 und/Ablenken des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre 57 in einer vertikalen Richtung durch ein im Inneren erzeugtes Signal gesteuert. Ein Zähler in dem Synchronisierungs-Logikschaltungs-Block 4-9 der Fig. 1 sendet einen Vertikal-Synclironisierungsimpuls in periodischen Intervallen. Dieser Impuls treibt bzw. steuert einen Vertikal-Kippschwingungsgenerator in dem Block 51» der direkt die Ablenkungsspulen 55 an der Kathodenstrahlröhre 57 treibt

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bzw. steuert, und liefert ebenfalls ein Vertikal-Ablenkung3-signal 69 zu dem Video-Korrekturblock 61. Wie es nachfolgend mehr im einzelnen mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben wird, nimmt ein Teil der Video-Korrekturschaltung 61 das Vertikal-Kippschwingungssignal auf der Leitung 69 auf und modifiziert es etwas, um das Ablenkungs- bzw. Schwenkungssignal auf der Leitung 63 für den kippbaren Spiegel 19 zu erzeugen. Das auf der Leitung 63 erzeugte Signal ist als eine Punktion der Zeit proportional zu der gewünschten vertikalen Stellung eines Bildes in bezug auf den Detektor 21.

Die Treib- bzw. Steuerfunktion auf der Leitung 63 wird durch Rückkopplungs- und Spiegelantriebs-Schaltungen 71 genutzt. Ein Fehlerausgang 73 des Blockes 71 treibt bzw. steuert dann den Motor 29 mit konstantem Drehmoment, um den schwingenden Spiegel 19 zu positionieren. Für eine genaue Positionssteuerung in Abhängigkeit von der Steuerfunktion auf der Leitung 63 ist eine Rückkopplungsschleife vorgesehen, die einen Vorverstärker 75 und eine optische Anordnung, die die Position des vertikalen Spiegels 19 feststellt, umfaßt. Ein Lichtbündel von einer Lichtquelle 77 wird von der Rückseite/»9 in einen linearen Detektor 79 reflektiert. Die Position des reflektierten Lichtbündels 81 entlang dem linearen Detektor 79 ist proportional zu der Winkelstellung des Vertikal-

Ablenkungsspiegels 19. Das Signal des linearen Detektors 79 wird dann durch den Vorverstärker 75 verstärkt und in der Rückkopplungsschaltung 71 mit der gewünschten Steuerfunktion 63 verglichen. Ein Fehlersignal, das elektronisch verarbeitet worden ist, um das Dämpfen des Systems vorzusehen, wird auf der Leitung 73 erzeugt, um den Drehmomentmotor 29 anzutreiben.

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Die Vorverstärker 33, 47 und 75 sind bevorzugt in einer geschlossenen Abteilung bzw, einer Umhüllung 83 untergebracht, um eine Abschirmung dieser Schaltungen gegenüber äußerem Hauschen vorzusehen. Da die Vorverstärker mit sehr niederpegeligen Signaleingängen arbeiten, sind sie empfindlich gegen eine Störung durch eine Strahlung von anderen Komponenten, insbeaondere wenn sie in einer kleinen Einzel-Einheiten-Baugruppe kombiniert sind. Unerwünschtes Rauschen stellt insbesondere ein Problem in diesem Typ eines Instrumentes dar, bei dem die Geschwindigkeit des Schwenkens eines Bildes über dem Detektor 21 sehr langsam ist, nämlich in der Größenordnung von zwei Sekunden für ein AiId (frame) liegt.

Bei vielen Anwendungsfällen eines Thermographen, wie er in Fig. 1 umrissen ist, insbesondere bei der medizinischen Diagnostik iat eine permanente photographische Aufzeichnung des Bildes auf der Fläche .59 der Kathodenstrahlröhre 57 für einen gegebenen interessierenden Gegenstand, wie einen menschlichen Patienten erwünscht. Infolgedessen ist eine Kamera vorgesehen, die ein Bild von der Darstellung bei 59 herstellt. Bine solche Kamera kann vom Polaroid-Typ für eine schnelle Bildentwicklung sein oder kann vom bekannten Rollfilm-Typ sein, wenn eine augenblickliche Entwicklung nicht erforderlich ist, Ihre Verschlußanordnung 87 ist jedoch modifiziert und mit den elektronischen Darstellungsschaltungen durch einen Hahmen- bzw. Bild-Logikschaltungs-Block 89 elektrisch verbunden. An der Verschlußanordnung 87 sind zwei Schalter vorgesehen. Ein Schalter sendet ein Signal auf der Leitung 91 zu dem Bild-Logikschaltungs-Block 89, wenn ein Bedienungsmann gerade begonnen hat, den Verschluß zu öffnen und den Film in der Kamera 85 zu belichten· Dieses Signal bewirkt, daß der Bild-Logikschaltungs-Block ein Austastaignal auf einer Leitung 93 erzeugt, die mit dem Videoverstärker 67 über einen getrennten Abschnitt (Pol) des

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Modus-Steuerschalters 53 verbunden ist. Das Bild wird dann auf der Fläche 59 der Kathodenstrahlröhre 57 ausgetastet, gerade bevor der Verschluß öffnet. Wenn der Verschluß durch den Bedienungsmann über den ganzen Weg geöffnet ist, wird dessen zweiter Schalter umgelegt, der ein Signal auf der Leitung 91 sendet, das durch eine Leitung 95 den Zähler in dem Synchronisierungs-Logikschaltungs-Block 49 zurückstellt und somit die Kippschwingung bzw. Ablenkung des Elektronenstrahls in der Kathodenstrahlröhre 57 an der Oberseite eines Rahmens bzw. Bildes startet.

Es sind Schaltungen in dem Bild-Logikschaltungs-Block 89 vorgesehen, die wiederum ein Austastsignal 93 erzeugen, nach_dem ein Einzelbild auf der Fläche 59 der Röhre abgetastet worden ist. Dies wird durch einen getrennten Zähler in dem Block 89 ausgeführt, der die für'da3 Abtasten eines Bildes genommene Zeit exakt ausmißt. Am Ende dieser Zeit wird das Austasten wieder auf die Leitung 93 aufgegeben. Während des aktiven Abtastens, während dem der FiJa mit einem Bild belichtet wird, sendet die Alarmeinrichtung 92 einen Ton aus und leuchtet die Anzeigeeinrichtung 94 auf, um dem Bedienungsmann und dem Patienten anzuzeigen, daß ein Bild ausgezeichnet bzw. aufgezeichnet wird, während der Kameraverschluß offen ist. Derselbe Zähler in der Bildlogik 39, der die Wegnahme des Austastens für eine einzige Bildzeit veranlaßt, steuert ebenfalls die Alarmeinrichtung 92 und die Anzeigeeinrichtung 94. Wenn das Austasten auf der Leitung an dem Ende eines Bildes wieder hergestellt ist, wird die Anzeige der Alarmeinrichtung 92 und der Anzeigeeinrichtung 94 beendet und so dem Bedienungsmann mitgeteilt, daß die Belichtung vollständig ist und der Verschluß geschlossen werden kann. Wenn der Bedienungsmann den Verschluß in der Verschlußanordnung 87 manuell löst, wird durch den Vollhild-Logikschaltungs-Block 89 das Austasten von der Leitung 93 weggenommen. Dieses System gewährleistet, daß der Film in

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der Kamera 85 nur mit einer einzigen vollständigen Bildaufzeichnung (frame trace) auf der Fläche 59 der Kathodenstrahlröhre 57 belichtet wird und so eine scharfe permanente Aufzeichnungsphotographie der Infrarotstrahlung eines Gegenstandes vorgesehen wird.

Zusätzliche Austastsignale werden in demSynchronisierungs-Logikschaltungs-Block 4-9 erzeugt, die an den Videomonitor durch die Leitung 93 über die Verbindung des Blocks 49 mit dem Bild-Logikschaltungs-Block 89 angelegt werden. Bestimmte Aspekte dieses Austastens werden nachfolgend beschrieben; im allgemeinen wird jedoch der Videoverstärker 67 ausgetastet, wann immer eine nutzbare Information für eine Darstellung durch diesen nicht vorliegt.

In Fig. 3 ist in allgemeinen Umrissen der Typ der Darstellung gezeigt, die durch die Schaltung der Fig. 1 auf der Fläche 59 der Kathodenstrahlröhre vorgesehen wird. Eine Abbildung 95 eines Gegenstandes, dessen Bild quer über den Detektor 21 abgetastet bzw. geschwenkt wird, wird in dem oberen Abschnitt der Abbildungsdarstellung dargestellt. Dies ist ein visuelles bzw. sichtbares Bild des Gegenstandes, wie es von einem Detektor beobachtet wird, der auf den Infrarotbereich (5-13-Mikron) des elektromagnetischen Energiespektrums begrenzt ist. Eine Rasterlinie (graticule line) 97 wird quer über den Schirm an dem Boden der Abbildung 95 durch Schaltungen in dem Video-Verarbeitungsblock bzw. Video-IIorrekturblock 61 hell geschrieben. Unter der Abbildung 95 ist eine Kurve 99 dargestellt, die die relative Intensität der Abbildung 95 quer über eine Linie 101 von dieser repräsentiert. Diese zeigt das Temperaturprofil des Gegenstandes auf einer bestimmten Linie über diesen. Eine breite weiße Linie wird quer über die Linie 101 als eine Bezugslinie erzeugt, um den Bereich des Gegenstandes zu zeigen, wo das Temperaturprofil 99 genommen bzw. gemessen wird. Um eine bestimmte quantitative Bestimmung der Größe des

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Temperaturprofils 99 zu ermöglichen, sind zusätzliche helle Rasterlinien 103 als ein Teil der Darstellung vorgesehen, die gleichmäßig mit Abstand angeordnet sind für einen Vergleich mit der Temperaturprofilkurve 99.

Während einer Darstellung eines Informationsrahmens bzw. eines Informationsbildes auf der Fläche 59 der Kathodenstrahlröhre 57» wie es in Pig. 3 dargestellt ist, wird der Elektronenstrahl der Elektronenstrahlröhre in einem normalen Rastermuster von der Oberseite &s Rahmens bzw. Bildes bis zum Boden des Bildes geschwenkt, wie es für ein Videosystem normal ist. Der untere Abschnitt der Abbildung, der eine Temperaturprofilinformation zeigt, wird ebenfalls als ein Teil der Rasterabtastung präsentiert. Anstatt den Elektronenstrahl direkt entlang dem Pfad bzw. der Bahn der Temperaturprofilkurve 99 zu schwenken, wie es bei Oszilloskop· Darstellungseinrichtungen erfolgt, wird die Modulation der Intensität d?s Elektronenstrahls bzw. Elektronenbündels durch Schaltungen in dem Video-Verarbeitungsblock 61 gesteuert, um die Profilkurve 99 zu präsentieren, ohne das Abtasten bzw. Schwenken des Elektronenbündels von einem normalen Videoraster zu einem Oszilloskoptyp ändern zu müssen. Daraus ergibt sich eine viel schnellere Darstellung und ist weiterhin eine Darstellung möglich, die mit einer anderen vorhandenen Videoausrüstung kompatibel ist. Die Rasterlinien 97 und 103 und die Bezugsmarkierung 101 sind ebenfalls Teil des Videosignals, das entwickelt wird, wodurch das zusammengesetzte Videosignal kompatibel mit einer normalen VLdeoausrüstung außerhalb dee Thermographen ist. Eine Fluchtung der äußeren Linien auf der Fläche des Kathodenstrahlröhrenschirms ist nicht erforderlich. Alles dies ist in dem Videosignal selbst enthalten.

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Um eine Identifikation des Patienten oder eines anderen Gegenstandes darzustellen und auf den Film aufzuzeichnen, ist eine Daten-Zusatzeinrichtung 96/auf d'em Filmpack der Kamera 85 vorgesehen, um den Film mit deren eigenen Linsen, die unabhängig von dem Haupt-Kameraobjektiv sind, zu belichten. Die Photographie der Fig. 3 umfaßt dann einen Abschnitt 98, der den Patienten in Schriftform identifiziert. Diese Identifikation ist entlang einer Seite der Videodarstellung des Thermogramms des Patienten vorgesehen. Eine gedruckte Karte mit der Identifikation des'Patienten ist in die Daten-Zubehöreinrichtung 96 eingesetzt worden, gerade bevor eine Photographie von der Videodarstellung gemacht wurde. Die Identifikationskarte wird in der Zubehöreinrichtung simultan beleuchtet, wenn der Videomonitor durch die Logikschaltungen 89 in Abhängigkeit von dem öffnen des Verschlusses 87 durch den Bedienungsmann gezündet bzw. hell^getastet (unblanked) wird. Die Beleuchtung der Identifikationskarte wird beendet, nachdem ein einziges Videobild abgetastet worden ist, selbst wenn der Verschluß offenbleibt.

Der Videosignalausgang 35 von dem Signalvorverstärker 33 wird durch ein Bnpfindlichkeitspotentiometer 34 gedämpft bzw. abgeahwächt. Das Potentiometer 34 ist bevorzugt ein Netzwerk von festen Widerständen, die durch einen Mehrfach-Stellungaachalter wählbar sind. Die Position dieses Schalters und somit der Videosignalpegel, der an die Video-Korrekturschaltungen 61 angelegt wird, wird im Bereich, der Kathodenstrahlröhrenfläche 59 durch eine geeignete Licht-Darstellungsschaltung 38 dargestellt. Ein Zeichen 100 der Fig. 3 wird auf dem M.la angrenzend an die Video-Temperaturprofilkurve aufgezeichnet, das die Einstellung des Potentiometers 34 während der Belichtung dea Films anzeigt. Die Zahl 100 liefert den Maßstab der Temperaturprofilkurve 99.

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Eine weitere Einrichtung für eine visuelle bzw. sichtbare Darstellung ist im Bereich der Kathodenstrahlröhre vorgesehen, um ein "L" 102 der Fig.3 oder ein "R" aufzuzeichnen. Der dargestellte Buchstabe wird durch den Bedienungsmann ausgewählt durch Betätigen eines Kippschalters an dem Instrumentengehäuse oder es wird überhaupt kein Buchstabe dargestellt. Durch die,Buchstabendarstellung wird eine Aufzeichnung auf der Photographie bezüglich der Seite des Patienten, die aufgezeichnet wird, vorgesehen.

Ein Polaritätsumkehrschalter 36 ist ebenfalls in der Ausgangsschaltung 35 des Vorverstärkers 33 der Fig. 1 vorgesehen. Durch den Schalter 36 ist eine Steuerung dafür vorgesehen, ob die Videodarstellung weiß auf einem schwarzen Hintergrund oder schwarz auf einem weißen Hintergrund ist.

Wie oben erwähnt worden ist, ist die Rahmengeschwindigkeit bzw. Bildgeschwindigkeit der anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausrüstung ziemlich langsam, sie beträgt etwa zwei Sekunden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel. Dies muß verglichen werden mit der normalen Videogeschwindigkeit von 60 Bildern pro Sekunde. Der Grund für diese langsame Geschwindigkeit ist primär das Ergebnis eines Kompromisses zwischen einer gewünschten hohen thermischen Empfindlichkeit, einer gewünschten hohen Auflösung des Videobildes und einer gewünschten hohen Abtastungsbzw. Schwenkgeschwindigkeit. Wenn die Abtastungsgeschwindigkeit zunimmt, nimmt die Auflösung der erhaltenen Videoinformation für eine gegebene Temperaturempfindlichkeit ab. Es wurde gefunden, daß eine 3ildzeit von zwei Sekunden eine zufriedenstellende Auflösung liefert. Ebenfalls die mechanische Stabilität der Abtastspiegel begrenzt die Abtastungs- bzw. Ablenkgeschwindigkeit. Vorhandene zweidimensionale Felder bzw. Matrizen von Infrarotstrahlungsdetektoren, die eine zufriedenstellende Auflösung liefern, sind weitaus zu aufwendig für einen Handelsgegenstand.

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Die langsame Bildgeschwindigkeit bringt, während sie eine hohe Auflösung erzeugt, Probleme mit sich in Interferenz bzw. Wechselwirkung mit den gewünschten Video- und Steuersignalen durch die 60 Hz- und 15,750 Hζ-Abschnitte der Ausrüstung. Infolgedessen ist eine Abschirmung der Abschnitte der Schaltung von den Quellen der unerwünschten 60 Hz- und 15,750 Hz-Interferenz bzw. Wechselwirkung wesentlich. Ebenfalls sind ünterdruckungsschaltungen erforderlich. Diese Probleme treten noch verstärkt auf, wenn die gesamten bisher beschriebenen Therraographenkomponenten in einer einzigen Umhüllung bzw. einem einzigen Gehäuse mit vernünftiger Abmessung untergebracht sind, so daß eine Abschirmung und eine Rauschunterdrückung nicht übersehen v/erden kann.

In Verbindung mit der Bildperiode von zwei Sekunden bei dem Therraqg?aphen der Fig. 1 treten bestimmte Nachteile auf, da ein typischer weißer PhosphorP4, wie er bei Fernseh-Anzeigeröhren benutzt wird, auf der Fläche 59 der Kathodenstrahlröhre 57 keine genügende Beibehaltungsrbzw. Speicherzeit aufweist, um dem Bedienungsmann des Thermographen die Illusion einer andauernden bzw. nachleuchtenden Abbildung zu geben. Folglich ist das Fokussieren der Linse 23 und das Ausrichten des Gegenstandsbildes in einer gewünschten Weise ein ziemlich langsamer Vorgang, wenn eine Abbildung mit der Kamera 85 gemacht, Korrekturen in der Fokussierung und Ausrichtung vorgenommen und eine zusätzliche Abbildung gemacht werden soll undsoweiter. Bevorzugt wird infolgedessen ein Speicher 104 verwendet, um ein Videobild mit der Geschwindigkeit von zwei Sekunden aufzuzeichnen und dieses Bild repetierend auf den Videomonitor mit einer Geschwindigkeit von 60 Teilbildern pro Sekunde (60 field-per-second rate), d.h. 30 Vollbildern pro Sekunde (30 frames-per-second) zurückzuspielen. Der Speicher 104 kann beispielsweise ein im Handel erhältlicher Hughes 639A-Abtastungskonverter (Scan Converter) sein, der in der Nähe des Thermographen angebracht ist. Diese besondere Speichereinrichtung schreibt bzw. speichert ein Vollbild mit einem Elektronen-

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strahl und weist die Fähigkeit auf, die Abbildung von diesem mit der Geschwindigkeit von 60 Teilbildern pro Sekunde für fünf oder zehn Minuten zu lesen, bevor die gespeicherte Abbildung sich wesentlich verschlechtert.

Der Eingang zu dem Speicher 104 ist derselbe, wie die oben beschriebenen Signaleingänge zu dem Videomonitor, nämlich ein Austastsignal auf einer Leitung 107, ein Videosignal auf einer Leitung 109 und Kippschwingungssignale für eine horizontale und vertikale Ablenkung auf den Leitungen 111 und 112. Ein Ausgang des Speichers mit der Geschwindigkeit von 60 Teilbildern pro Sekunde umfaßt eine Leitung 113» die ein schnelles Austastsignal führt, eine Leitung 115, die das Videosignal mit der höheren Geschwindigkeit führt, und eine Leitung 117, die einen Kippschwingungs-Schaltungsblock 119 in dem Videomonitor für eine schnelle horizontale und vertikale Ablenkung versorgt. Der Modus-Steuerschalter 53 wird von dem Bedienungsmann von den Eingangsleitungen des Speichers für eine langsame Abtastung auf dessen Ausgangsleitungen für eine schnelle Abtastung geschaltet. Wenn derVideomonitor mit dem Ausgang des Speichers verbunden ist, dann kann der Bedienungsmann Ausrichtungs- bzw. Fluchtungsund Fokussierungs-Einstellungen in größerer Annäherung an die reale Zeit vornehmen, als wenn er eine Photograph!β von jedem Vollbild nehmen und dieses entwickeln muß, bevor Flüchtlings- und Fokussierungs-Fehler festgestellt werden können. Wenn einmal die Schaltung richtig eingestellt ist für einen gegebenen Gegenstand, wird bevorzugt der Modus-Steuerschalter 53 so geschaltet, daß er die Information in einem Modus für langsame Abtastung zum Aufzeichnen einer Abbildung mit der Kamera 85 empfängt, da die schärfste Abbildung direkt im Modus für langsame Abtastung erhalten wird. Der Speicher erfüllt die zusätzliche Funktion, die Abtastungsgeschwindigkeit des Instrumentes heraufzusetzen, um eine zusätzliche Kompatibilität mit einer äußeren VideoausrUstung von normaler Beschaffenheit vorzusehen.

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Das Vertikal-Ablenkungssignal von den Schnellablenkungsschaltungen 119 wird durch den Schalter 53 mit demselben linearen Verstärker 52 verbunden, der zur Verstärkung des in dem Block 51 erzeugten Signals für eine langsame vertikale Ablenkung benutzt wird. Das Horizontal-Ablenkungssignal von den Schnell-Ablenkungsschaltungen 119 wird jedoch nicht durch den linearen Verstärker 50 verstärkt, der zur Verstärkung des Signals zur langsamen horizontalen Ablenkung benutzt wird. Stattdessen wird das Signal für schnelle horizontale Ablenkung von dem Block 119 direkt zu der Spule 55 für horizontale Ablenkung durch den Modus-Steuerschalter 53 geliefert. Das Signal für schnelle horizontale Ablenkung wird durch eine normale Rücklaufschaltung erzeugt. Der Verstärker 50 würde zu groß für einen kompakten Thermographen sein, wenn er die hohe Frequenz und Spannung eines Signals für eine schnelle horizontale Ablenkung in angemessener Weise verarbeiten könnte.

Um zu steuern bzw. zu kontrollieren, wann ein neues Video-Informationsbild in den Speicher 104 eingeschrieben wird, ist ein Speicher-Steuerblock 121 vorgesehen. Wenn ein Ausgang 123 der Speichersteuereinrichtung 121 einen Iiöschungs-Befehlsimpuls gefolgt von einem Einschreibungs-Befehlsimpuls enthält, wird ein neues Video-Informationsbild in den Speicher durch die Leitungen 107» 109 und 111 eingeschrieben. Der Speicher fährt dann fort, das erneut gespeicherte Videobild mit der Geschwindigkeit von 60 Teilbildern pro Sekunde auf seinen Ausgangsleitungen 113, 115 und 117 auszugeben bzw. darzustellen, bis die nächste Kombination von Löschungs- und Einschreibungs-Befehlen durch die Leitung 123 zu dem Speicher geliefert werden. Die Zeitverzögerung zwischen den Befehlen kann von dem Bedienungsmann durch einen Schalter manuell gesteuert oder automatisch zyklisch gesteuert werden mittels eines Zählere in der Speichersteuereinrichtung 121, der in Abhängigkeit von den Vertikal-Synchronisierungsimpulsen, die von dem Zähler des Synchronisierungs-Logikschaltungs-Blocks

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abgeleitet vrerden, aufwärts zählt (is incremented). Der Zähler in der Speichersteuereinrichtung 121 weiet bevorzugt Ausgangsschaltungen mit einem Schalter auf, den der Bedienungsmann steuern kann, um die Zeitverzögerung zwischen den Befehlen zu dem Speicher 104 zu wählen. Beispielsweise ist es vorteilhaft, Perioden von4, 8, 16, 32 und 64- Sekunden für eine Wahl durch den Bedienungsmann vorzusehen. D.h. wenn der Bedienungsmann so vorgewählt hat, daß der Speicher in einem 16-Sekunden-Zyklus betätigt wird, indem dieser Ausgang des Zählers in der Speichersteuereinrichtung 121 gewählt wird, dann wird ein neues Video-Informationsbild in den Speicher 104 jede 16te Sekunde automatisch geschrieben. Der Ausgang ait GO Teilbildern pro Sekunden des Speichers, der auf dem Videomonitor beobachtet wird, wird dann alle 16 Sekunden durch ein neues Informations-Videobild erneuert. Die kürzeren Intervalle sind für geeignete Bedienungsperioden vorgesehen und die längeren Intervalle dienen für zeitverbrauchende photographische Anwendungsfälle bei dynamischer, thermographischer Prüfung.

Nach Fig. 4 empfängt eine Klemme 35' ein Signal von dem Polaritätsumkehrungsschalter 36 in der Ausgangsschaltung des Vorverstärkers 33 der Fig. 1. Ein Kopplungskondensator 12.5 verbindet dieses vorverstärkte Signal mit nachfolgenden Stufen. Der Kopplungskondensator 125 ist zur Trennung erforderlich, da stabile Gleichstromverstärker mit hohem Verstärkungsgrad sehr schwierig vorzusehen sind. Der Kondensator eliminiert den Gleichstrompegel des Videosignals, kann jedoch ebenfalls einen fehlerhaften bzw. falschen Gleichstrompegel in Abhängigkeit von der mittleren Helligkeit der durch diesen hindurchgehenden Videoinformation einführen, da die mittlere Spannung über den Kopplungskondensator 125 immer null ist. Ein lokaler, heißer Helligkeitspunkt (local hot brightness spot) hebt den Mittleren Spannungspegel über dem Kopplungskondensator 125 an und erhöht dadurch ebenfalls den mittleren Spannungspegel des durch diesen hindurchgehenden Videosignals.

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Um diese Helligkeitsänderung durch den Kopplungskondeiisator 125 zu eliminieren, ist eine Gleichstrom-Wiederherstellungsschaltung bzw. eine Schwarzwerthaltungsschaltung vorgesehen, bei der ein Widerstand 127 mit dem Ausgang des Kondensators 125 und Erde bzw. Hasse normal verbunden ist. Jedoch ist ebenfalls eine FET-Einrichtung 129 zwischen den Ausgang des Kondensators 125 und das Hassepotential geschaltet. Das Tor der FET-Einrichtung 129 wird durch eine Leitung 131 gerade vor jeder horizontalen Abtastungszeile gepulst, wenn der Detektor 21 eine Information von dem Bezugstemperaturstab 31 (Fig.1) empfängt. Folglich wird, wenn das Videosignal an dem Punkt 35' sich auf einem Pegel befindet, der auf einem Bezug konstant bleibt, das Signal an den Ausgang des Kondensators 125 auf null gesetzt (angeklemmt). Dadurch wird die Spannung über den Kondensator 125 auf einen konstanten Wert zu Beginn jeder horizontalen Zeilenabtastung wieder hergestellt bzw. zurückgeführt. Das bezüglich dem Schuarzwert korrigierte Signal (D.C.restored signal) wird dann durch einen Funktionsverstärker 133 verstärkt, dessen Ausgang nach Fig. 4 durch einen Klemmenpunkt 135 hindurchgeht. Der Ausgang des Verstärkers 133 ist ebenfalls zu dessen invertierenden Eingang zurückgeführt.

Ifie es oben erläutert worden ist, wird die gewünschte Gegenstands ebene durch den sich drehenden Vieleck-Spiegel 17 der Fig. 1 und 2 nur während 25 /■> der Zeit abgetastet. Während dem überwiegenden Teil des verbleibenden Zeitabschnittes, wenn die gewünschte Objektebene oder der Bezugstemperaturstab 31 nicht abgetastet v/erden, ist es erwünscht, das Videosignal von dem übrigen Teil der Schaltung zu unterbrechen bzw. abzutrennen. Dies erfolgt durch eine FET-Schaltungseinrichtung 137» deren Tor durch eine Leitung 139 gesteuert wird. Die FET-Einrichtung 137 wird durch eine geeignete Spannung auf der Leitung 139 für die Zeitperiode abgeschaltet, wenn Iceine erwünschte Information in einem Videosignal an dem Punkt 155 or'!sentiert

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wird. Der Ausgang der FET-Einrichtung 137 verläuft nach Fig. 4 durch eine Klemme 141, um in eine automatische

Helligkeitssteuerschaltung einzutreten.

Bevor die automatische Helligkeitssteuerschaltung der Fig. 3 beschrieben wird, wird Bezug genommen auf ein Leitungs-Taktsteuerdiagramm in Fig. 9, bei dem in Fig. 9a das Videosignal am Punkt 35^f der Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 9a ist das Signal dargestellt, das bei einem Zyklus einer horizontalen Abtastung des Bildes quer über den Punktdetektor 21 durch die Vieleck-Spiegelanordnung 17 entwickelt worden ist. Während eines bei 143 markierten Zeitintervalls sieht der Detektor 21 den Bezugstemperaturstab 31 der Fig. 2. Kurz danach sieht der Detektor die gewünschte Gegenstandsebene, die nach Fig. 9a in einem mit 145 bezeichneten Zeitintervall existiert. Während des übrigen Teils jeder horizontalen Abtastung des Bildes quer über den Detektor 21 sieht der Detektor eine unerwünschte Information, wie die Innenseite des Instrumentes oder einen unerwünschten Gegenstandsebenen-Raum.

In Fig.9b ist der Synchronisierungsausgang des Vorverstärkers 47 dargestellt, in welchem Impulse 147 und 149 genau im Abstand einer Horizontalzeilen-Zeit angeordnet sind, die aus der Drehung der Vieleck-Spiegelanordnung 17 durch den Detektor 41, wie es oben beschrieben worden ist, festgestellt werden.

Mit Bezug auf Fig. 7 werden die Zeilen-Taktsteuerelemente des Synchronisierungs-Logikschaltungs-Blocks 49 der Fig. 1 beschrieben. Eine Klemme 151 empfängt die Horizontal-Zeilenimpulse, wie die in Fig. 9b dargestellten Impulse. Jeder Impuls triggert einen ersten monostabilen One-Shot-Multivibrator bzw. Univibrator 153, dessen Ausgangsimpulsdauer so eingestellt ist, daß sie etwa die halbe Horizontal-Zeilenzeit umfaßt. Die hintere Flanke dieses Impulses erzeugt den Horizontal-Synchronisierungsimpuls, der benutzt wird, den

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Horizontal-Kippschwingungs-Generator im Block 51 der Fig.1 zu tasten (to key). Der Ausgang des Univibrators 153 in S¹Ig.7 ist in Fig.9c dargestellt.

Die hintere Flanke des Ausgangsimpulses des Univibrators 153 der Fig.7 triggert einen zweiten Univibrator 155» der einen Ausgangsimpuls von sehr kurzer Dauer vorsieht, wie es in Fig.9d dargestellt ist. Die hintere Flanke des Impulses in Fig.9d triggert einen dritten Univibrator 157* der einen Ausgangsimpuls, wie es in Fig.9e dargestellt ist, für eine Periode vorsieht, die mit der Zeit, während der der Detektor 21 das gewünschte Gegenstands-Gesichtsfeld sieht, koinzident ist. Folglich weist der Ausgangsimpuls des Univibrators 157» der als das Zeilenaustastungssignal bezeichnet wird, eine Dauer von gleich 25 Ά der gesamten Abtastungszeit für eine Zeile eines Bildes auf.

Nach Fig. 4· wird das Zeilenaustastungssignal der Fig.9e an einen Torimpulsgenerator 159 (gate generator) angelegt, der einen Univibrator und geeignete Gatter zur Erzeugung der gewünschten Torsignale bzw. Auftastsignale auf den Leitungen 131 und 139 umfaßt. In Fig.9f ist das Auftastsignal der Leitung 131 dargestellt, das einen Spannungsimpuls enthält, der koinzident mit der durch 143 in Fig.9a angegebenen Zeitdauer ist, während der der Detektor den Temperaturbezugsstab 31 sieht. Während der Dauer des Auftastimpulses der Fig.9f ist die FET-Einrichtung 129 eingeschaltet und die Ausgangsseite des Kopplungskonflensators 125 (Fig.4) ist folglich mit Masse für die Dauer des Impulses in Fig.9f verbunden,

In Fig.9g ist der innere Abtastungs-Wegnahme-Impuls der Leitung 139 der Fig.4, wie er von dem Torsteuergenerator 159 in Abhängigkeit von dem Zeilen-Au3ta3tungssignal der Fig.9e erzeugt wird, dargestellt. An dem Ende des Zeilen-Austastungs-

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signals der Fig.9e, das mit 161 in Fig.9g dargestellt ist, beginnt der innere Abtastungs-Wegnahme-Impuls auf der Leitung 1^9 und dauert fort, bis der Bezugstemperaturstab wiederum auf den Detektor während der nächsten Horizontal-Zeilenabtastung des Bildes freigegeben wird. Das Ende des internen Abtastungs-Wegnahme-Impulses ist in Fig.9g bei 153 dargestellt. Folglich wird ein Videosignal an dem Punkt 14-1 der Fig.4· nur in dem Intervall zwischen 153 und 151 der Fig. 9g präsentiert, wenn die FET-Schaltungseinrichtung 157 sich in ihrem eingeschalteten Zustand befindet. Y/ährend dieser Zeit werden der Bezugstemperaturstab und das gewünschte Gegenstands-Gesichtsfeld für eine einzige horizontale Zeilenabtastung abgetastet.

an

Nach Fig. 4· wird das Signal/den Punkt 14-1 durch eine Schaltung für eine automatische Helligkeitssteuerung geführt, deren Hauptelemente Speicherkondensatoren 155 und 167 sind. Die Speicherkondensatoren 165 sind zwischen das Massepotential und dem invertierenden Eingang eines Funktionsverstärkers 159 geschaltet, während der Ausgang des Verstärkers durch eine Diode 171 mit seinem invertierenden Eingang verbunden ist. Das Videosignal an dem Punkt 14-1 wird mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 169 verbunden. Der Speicherkondensator 165 wird somit auf das maximale Potential des Videosignals an dem Punkt 14-1 während der Zeit, während er mit diesem verbunden ist, geladen. Es ist eine niedrige Ladezeitkonstante vorgesehen. Die Diode 171 ist vorgesehen, um eine vorzeitige Entladung des Kondensators 155 zu verhindern. Der Funktionsverstärker 169 mit einem sehr hohen Verstärkungsgrad ist vorgesehen, um Hicht-Linearitäten der Diode 171 zu korrigieren, so daß die Kombination eine zusammengesetzte Charakteristik nahe der einer idealen Diode aufweist.

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Die Spannung in dem Spe'icherkondensator 165 wird durch einen Funktionsverstärker 173 überwacht, in_den dessen nicht-invertierender Eingang mit dieser verbunden v/ird. Der Ausgang des Verstärkers 173 ist durch eine FET-Einrichtung 175 mit dem zweiten SpeicherkondensEfcor 167 und mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 173 verbunden. Die entgegengesetzt zu der mit der FET-Einrichtung 175 verbundenen Klemme gelegene Klemme des Kondensators 167 ist mit Masse verbunden.

Nachdem das Bild quer über den Detektor vollständig in zwei Dimensionen während jedes Vollbildes abgelenkt bzw. abgetastet worden ist, wird ein Impuls auf der Leitung 177 (Fig.8h) zu dem Tor der FET-Einrichtung 175 übertragen. Dieser Helligkeits-Ladungs-Übertragungs-Impuls ist für eine Dauer vorgesehen, die genügt, um die Ladung von dem Speicherkondensator 165 zu dem Speicherkondensator 167 zu übertragen. Nachdem diese Ladungsübertragung beendet ist, wird eine FET-Einrichtung 179, die parallel zu dem ersten Speicherkondensator 165 geschaltet ist, durch deren Tor mittels eines auf einer Leitung 181 gelieferten Impulses (Fig.3g) eingeschaltet. Der Helligkeits-Kondensator-Entladungs-Impuls an der Klemme 181 ist für eine Dauer vorgesehen, die genügt, den Kondensator 165 zu entladen, bevor ein neues Informations-Vollbild an dem Punkt 141 erscheint. Die Impulse auf den Leitungen 177 und 181 werden von einer Impulsformungsschaltung 180 in Abhängigkeit von einem Profil-Intervall-Signal (Fig.Se) und einem Lösch-Intervall-Signal (Fig.Sf) von einem Zähler 205 in Fig. 7 abgeleitet.

Das Ergebnis dieser Folge von Ereignissen in bezug auf die Automatik-Helligkeitssteuerungs-Schaltung der Fig.4- besteht darin, daß eine Spannung proportional zu der maximalen Helligkeit in einem Video-Vollbild in dem ersten Speicherkondensator 165 gespeichert wird und dann an dem Ende dieses Vollbildes zu dem zweiten Speicherkondensator 167 übertragen wird.

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Nach der Übertragung wird der Kondensator 165 entladen und eingeschaltet, das Signal maximaler Helligkeit für ein zweites Videoinformations-Vollbild zu empfangen. Während dieses zweiten Vollbildes wirkt die Maximal-Helligkeits-Ladung von dem vorhergehenden, in dem Kondensator 167 gespeicherten Vollbild als eine Vorspannung, um den Spannungspegel des Videosignals an dem Punkt 141 einzustellen.

Ein Funktionsverstärker 183 iat an seinem nicht-invertieren-

ingang mit dem Kondensator 167 verbunden, um die Spannung des Kondensators 167 zu überwachen, ohne einen Abfluß (drain) zu diesem zu schaffen. Der Ausgang des Verstärkers 183 iat durch einen Widerstand 185 mit dem invertierenden Eingang eines subtrahierenden Punktionsverstärkers 187 verbunden· Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers 187 iat mit dem Videosignal am Punkt 141 durch einen einstellbaren Widerstand 189 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 187 endet nach der Zeichnung in einer Klemme 191· Ein Spannungsteiler, der aus einem Widerstand 193 und einem kleineren Widerstand 195 in Reihe steht, sieht einen Videoausgang an einer Klemme 197 mit einem anderen Bereich und einer anderen Impedanz vor, der jedoch ansonsten der gleiche wie der Ausgang an der Klemme 191 ist. Ein Widerstand 199 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 187 und dessen invertierenden Eingang sieht einen RüokkoppluijBweg vor, der zusammen mit einer geeigneten Einstellung des veränderlichen Widerstandes 189 eine Verstärkung von eins des Verstärkers 187 vorsieht. Der Verstärker 187 dient dazu, an seinem Ausgang ein Videosignal zu präsentieren, das das Signal an dem Punkt 141 erniedrigt um einen Betrag ist, der proportional zu der in dem zweiten Speicherkondensator 167 gespeicherten Spannung ist, welche ihrerseits proportional zu dem maximalen Videosignal ist, das während des vorhergehenden Informations-Vollbildes an dem Punkt 141 erzeugt worden ist. So wird die maximale Ausgangsspannung des Verstärkers 187 immer auf einen festen Gleichstrompegel gebracht.

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Ein einstellbares Gleichstrom-Helligkeitssignal wird zu einer Klemme 201 geliefert, die mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 187 durch einen Reihenwiderstand 203 mit geeignetem Wert betriebsbereit verbunden ist. Dieses Gleichstrom-Helligkeits-Signal kann ebenso in die Schaltung an einem anderen Punkt nach dem Verstärker 187 eingesetzt sein·

Ein Vorteil der Automatik-Helligkeits-Steuerung, wie sie in Pig.4 dargestellt ist, besteht darin, daß sie auf Änderungen der Helligkeitseigenschaften eines gesehenen Gegenstandes schnell anspricht, da das Signal maximaler Helligkeit in einem Vollbild benutzt wird, das Videosignal nur während des unmittelbar folgenden Vollbildes und nicht während irgendwelcher nachfolgenden Vollbilder vorzuspannen. Das ist ein bemerkenswerter Vorteil gegenüber der in der US-PS 3 597 beschriebenen Form, bei der das Signal maximaler Helligkeit über eine Anzahl von Video-Vollbildern gemittelt wird. Die Automatik-Helligkeits-Steuerschaltung der Pig. 4 ist ein Typ mit offenem Kreis (open loop type).

Bevor die verbleibenden Video-Verarbeitungsfunktionen beschrieben werden, wird Bezug genommen auf die Fig. 7 und 8, die in allgemeiner Weise die Folge von Ereignissen während eines Vollbildes (full frame), in welchem ein Bild eines Gegenstandes Horizontallinie-für-Horizontallinie bzw. Zeile-für-Zeile quer über den Punktdetektor abgelenkt bzw. abgetastet wird. Bin Digitalzähler 205 in Fig.7 bildet das primäre Vertikal -Synchronisierungselement des Synchronisierungs-Logikschal tungs-Blooks 4-9 der Fig. 1. Der Zähler zählt eine Zahl in Aufwärtsrichtung (is incremented one count) bei Jedem Impuls von dem Vorverstärker 47. D.h. der Zähler 205 wird für jede horizontale Zeile, wenn das Gegenstandsbild über einen Detektor abgetastet wird, einmal erhöht (incremented once). Gemäß einem hierin quantitativ beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Zähler 205 ein Maximum von 721 Zahlen.

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Wenn der Zähler bis 721 aufwärts gezählt hat, wird er automatisch auf null zurückgestellt und ein Vertikal-Synchronisierungsimpuls wird zu dieser Zeit an einer Klemme 207 durch eine geeignete Logikschaltung erzeugt.

In Fig. 8b sind die Vertikal-Synchronisierungsimpulse an der Ausgangsklemme 207 des Zählers bei 209 und 211 dargestellt, die um zwei Sekunden mit Abstand angeordnet sind, welches die Zeit ist, die für einen Vollbildzyklus genommen wird. Nach Fig.8a wird die erste horizontale Linie bzw. die erste Zeile des Gegenstandsbildes genommen, nachdem der Zähler 205 von seinem auf null zurückgestellten Zustand auf eine Zahl von 64 an einem Punkt 213 vorgerückt ist. Die 64 Zählvorgänge zwischen dem Vertikal-Synchronisierungsimpuls 209 und dem Beginn des Abtastens'des Gegenstandsbildes am Punkt 213 stellen die Zeit dar, die erforderlich ist, um den Speicher 104 der Fig. 1 zu löschen. Ein Löschungsimpuls von 64 Zählvorgängen in der Dauer ist in Fig. 3f dargestellt, der auf einer Leitung 215 von dem Zähler 205 geliefert wird. Dieser Löschungsimpuls der Fig. 8f wird an die Speicher-Steuereinrichtung 121 der Fig.1 angelegt, um die Steuereinrichtung einzuschalten, die Löschung des Speichers 104 zu veranlassen, wenn es so befohlen wird entweder durch manuelle Betätigung durch den Bedienungsmann oder durch dessen Zähler, wenn dieser seine voreingestellte Zahl erreicht.

Eine Abbildung eines Gegenstandes wir.d für 528 Zählvorgänge des Zählers 205 zwischen den Punkten 213 und 217 der Fig.8a dargestellt. 523 Zählvorgänge des Zählers 205 führen zu einem Abtasten von 528 horizontalen Zeilen quer über das Bild. Diese 528 Zeilen werden dann auf der Fläche der Kathodenstrahlröhre nur in einem Teil von dieser dargestellt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

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Nach einem kurzen Zwischenraum (Totzeit) von 15 Zählvorgängen nach dem Ende des Darstellens einer Abbildung auf der Kathodenstrahlröhre wird die Temperaturprofilkurve während der abschließenden 129 Zählvorgänge von einem Punkt 219 zu einem Punkt 221 der Fig.8a gezeichnet. An dem Punkt 221 erreicht der Zähler 205 seine Zahl von 721 und stellt sich somit auf null zurück, wodurch die Darstellung eines neuen Videoinformations-Vollbildes simultan mit einem Abtasten eines Gegenstandsbildes relativ zu einem Punktdetektor angestoßen wird.

Der Zähler 205 enthält ebenfalls eine Logikschaltung zur Erzeugung eines Profil-Intervall-Signals, wie es in Fig.Se gezeigt ist, an einer Klemme 223, in welchem die Spannung auf einem hohen Pegel gehalten wird von der Zahl des Zählers, die der Bodenlinie der Abbildungsinformation entspricht, zu der Bodenlinie der Videodarstellung, wenn der Zähler 205 zurückgestellt wird. Dieses Signal wird in einer nachfolgend beschriebenen Weise benutzt.

Zusätzlich erzeugt der Zähler 205 der Fig. 7 «jede 32 Zählvorgänge des Zählers einen Impuls an einer Ausgangsklemme von diesem. Die Taktsteuerung bzw. Zeitfolge dieser Impulse ist in Fig.8i dargestellt. Diese Impulse werden benutzt, um die Rasterlinien zu erzeugen, wie sie an dem Bodenabschnitt der Videodarstellung der Fig. 3 gezeigt sind.

Ein zusammengesetztes Austastsignal wird an einer Klemme der Fig.7 an dem Ausgang eines ODER-Gatters 229 erzeugt. Die Eingänge zu dem ODER-Gatter 229 sind das Löschungs-Intervall-Signal der Leitung 215 von dem Zähler 205 und das Leitungs-Austastsignal von dem Ausgang des Univibrators 157· Das zusammengesetzte Austastsignal an der Klemme 227 sieht einen Teil der Austastung auf der Leitung 93 der Fig.1 vor, so daß das Elektronenbündel des Videomonitors nicht sichtbar ist während Zeiten, zu denen die gewünschte Gegenstandsebene nicht durch das optische System während jeder horizontalen

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Zeile abgetastet wird und so daß ebenfalls keine Darstellung erfolgt während des Löschungsintervalls zu Beginn Jedes Vollbildes.

Mit Bezug auf Pig. 5 werden jetzt die verbleibenden Video-Verarbeitungsschaltungen des Blocks 61 der Fig. 1 beschrieben. Video-Eingangsklemmen 191 und 197 in Fig. 5 empfangen Signale von ihren Gegenklemmen an dem Ausgang der Automatik-Helligkeits-Steuerschaltungen der Fig. 4·. Das zusammengesetzte Video-Ausgangssignal an einer Klemme 65' in Fig. 5 ist das Signal auf der Ausgangsleitung 65 des Video-Verarbeitungsblocks 61 der Fig. 1. In den in Fig. 5 dargestellten Schaltungen werden die Rasterlinien und die Bezugslinie in das Videosignal eingesetzt, wird das Temperaturprofil berechnet und werden diese zu einem Teil des Videoausgangssignals gemacht ebenso wie das Vertikal-Spiegel-Ablenksignal auf der Leitung 63 der Fig. 1 erzeugt.

Ein Vergleichsverstärker 231 vergleicht das Videosignal an der Klemme 211 mit der Spannung über einen Kondensator 233· Eine Konstantstromquelle 235 ist parallel zu dem Kondensator in einer solchen Weise geschaltet, da3 die Spannung über den Kondensator 233 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit vermindert wird, indem ein gleichförmiger Strom während jedes Entladungsbetriebes abgezogen wird. Eine Gleichstrom-Spannungsquelle 237 mit einem festen Wert ist ebenfalls parallel zu dem Kondensator 233 geschaltet, wenn ein Schalter 239 sich in seiner Stellung befind*, wie es in Fig.5 dargestellt ist. Der Schalter 239 wird von seinem V-Zustand, wie er dargestellt ist, in seinen S-Zustand einmal bei jedem Vollbild währenddes Profil-Intervall-Signals der Fig.8e geschaltet. Wenn der Zahler 205 der Fig.7 die Zahl erreicht, die der Bodenkante der auf dem Videomonitor dargestellten Abbildung entspricht, wird der Schalter 239 in seinen S-Zustand geschaltet, wenn die Spannung nach Fig.8e ansteigt·

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Er verbleibt in dem S-Zustand, bis die Spannung gemäß Fig.Se auf ihren unteren Pegel koinzident mit der Rückstellung des Zählers 205 der Fig.7 zurückfällt.

Infolgedessen wird während des Profil-Intervalls der Kondensator 203 aufgrund der Konstantstromquelle 235 mit einer konstanten Geschwindigkeit entladen. Der Ausgangspegel des !Comparators 231 ist somit hoch während aller Perioden, während denen das Videosignal an dem Punkt 191 größer als die Spannung über den Kondensator 233 bleibt. Dies-kann mehr im einzelnen mit Bezug auf Fig. 6a beobachtet werden. Eine allmählich feilende gestrichelte Linie 241 repräsentiert eine abnehmende Spannung über den Kondensator 233 der Fig. 5· Die Ladung des Kondensators 233 weist zu Beginn des Profil-Intervalls ein Maximum auf. Eine einzige horizontale Zeile des Bildes wird repetierend abgetastet während des Profilintervalls und durch eine Spannungsfunktion 243 der Fig.6a repräsentiert. Die Spannungsschwankung 243 ist proportional zu der Temperatur quer über das Gegenstandsbild, die koinzident mit der Bezugsmarkierung 101 der Fig. 3 ist, und sie wird in den Schaltungen der Fig. 5 benutzt, um die Profildarstellung 99 der Fig.3 zu bilden.

Nach Fig.6a wird die Funktion 243 der einzigen horizontalen Zeile quer über das Bild einmal bei jedem ZählVorgang des SynchronesierungsZählers 205 der Fig.7 während des Profilintervalls, insgesamt etwa 146 mal wiederholt. Am Ende dieser Zeit hat die Spannungskurve 241 der Fig.6a, die die abnehmende Spannung über den Kondensator 233 der Fig. 5 repräsentiert, null erreicht. Wenn das Profil-Intervall-Signal der Fig.8e, wie es an die Klemme 223 der Fig.5 angelegt wird, auf ääLnen niedrigen Pegel zurückgeht, kehrt der Schalter 239 von seiner S-Stellung, die er während des Profil-Intervalls hält, zurück zu der Video-Stellung, wie es dargestellt ist. In der Video-Stellung wird der Kondensator 233 wieder auf die Spannung der Gleichstromquelle 237 aufgeladen, während die Abbildungsinformation während des nächsten Vollbildes dargestellt wird.

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Der Ausgang des Konroarators 231 der Pig. 5 ist in Fig.6b dargestellt. Dieses Signal könnte während des Profil-Intervalls dargestellt werden, es würde jedoch zu einer Darstellung führen, in welcher der gesamte Bereich unter der Linie 99 der Pig. 3 hell ware. Um eine echarfe helle Linie 99 zu präsentieren, ist ein Differenzierglied 245, das in der einfachsten Ausführungsform ein einziger Reihenkondensator sein kann, mit dem Ausgang des !Comparators 231 verbunden. Der Ausgang des Differenziergliedes 245 bildet eine Reihe von positiven und negativen Spitzen, die den vorderen bzw. fallenden !Planken des Ausgangs des Komparators 231 entsprechen. Um alle diese Spitzen in dieselbe Polarität umzuformen, wird ein Punktionsverstärker 247 verwendet, der ein Paar von entgegengesetzt gerichteten Dioden 249 und 251 aufweist, die mit dessen invertierenden bzw. nicht-invertierenden Eingang verbunden sind. Das Aus gangs signsL des Punktionsverstärkers 247 ist in Pig. 6c dargestellt. Das Signal der Pig.6c wird bezüglich des Pegels eingestellt bzw. eingepegelt durch ein einstellbares Potentiometer 253 in Pig. 5 und wird dann an eine Klemme S eines Sohalters 255 angelegt.

Der SchsLter 255 dient dazu, die Ausgangsklemme 65' mit den Temperatur-Profil-Schaltungen (Klemme S des Schalters 255) während des Profil-Intervalls zu verbinden, das durch das Signal der Pig.Se gesteuert wird, wenn es an die Klemme 223 der Pig. 5 angelegt wird. Wenn der Schiter 255 sich in seiner V-Stellung, wie es dargestellt ist,, befindet, liefert die Video-Ausgangsklemme 65 eine Information zum Austasten einer Abbildung 95 eines Gegenstandes. Zwischen dem Schalter 255 und der Video-Ausgangsklemme 65* sind eine variable Gleichstrom-Helligkeits-Steuerschaltung 257, ein Reihenwiderstand 259 und ein Kontrast-Einstellungspotentiometer 261 angeordnet. Die Schalter 239 und 255 sind keine mechanischen Schalter, sondern geeignete torgesteuerte Doppel-Eingangs-Schalter. Der Scld-ter 255 ist bevorzugt ein Doppel-Eingangs-Torsteuerungs· verstärker.

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Die 32 Zeilen-Intervall-Impulse der Fig.8i an der Klemme 225 der Fig.5 werden von einer Gatterschaltung 263 empfangen, die die Impulse während des Profil-Intervalls hindurchtreten läßt, wenn von dem Gatter 263 ein Impuls von der Profil-Intervall-Klemme 223 simultan empfangen wird. Die gewählten 32 Zeilen-Intervall-Impulse an dem Ausgang des Gatters 263 triggern einen One-Shot-Multivibrator bzw. Univibrator 265 und dessen Ausgang bildet einen Eingang zu einem ODER-Gatter 267. Der Ausgang des Univibrators 265 bildet die Rasterlinien 103 der Darstellung der Pig.3.

Um die Bezugsmarkierung 101 der Videomonitordarstellung der Pig.3 zu erzeugen, ist eine variable .Gleichstromquelle 269 in Pig.5 mit einer Klemme eines Komparators 271 verbunden. Das Vertikal-Ablenkungssignal, wie es von dem Langsam-Vertikal-Kippschwingungsgenerator des Blocks 61 der Pig. 1 erzeugt wird, wird an eine Klemme 69' und somit an den anderen Eingang das Komparators 271 angelegt. Wenn die Vertikal-Ablenkung auf einen Spannungspegel ansteigt, der größer als der durch die Schaltung 269 fixierte Gleichstrom-Spannungspegel ist, erscheint ein Ausgang von dem Komparator 271> der einen Univibrator 273 triggert, dessen Ausgang einen zv/eiten Eingang zu dem ODER-Gatter 267 bildet. Eine Ausgangsleitung 275 von dem ODER-Gatter 267 steuert einen Schalter 277. Der Schalter 277 befindet sich normalerweise in seiner Ausstellung, wie es dargestellt ist, außer wenn ein Ausgang auf der Leitung 275 des ODER-Gatters 267 vorliegt. Der Schalter 277s<ÜLießt dann und verbindet eine Gleichstrom-Spannungsversorgungs-Schaltung 279 direkt mit dem Kontrastpotentiometer 2S1 durch eine Leitung 281. Polglich weisen die Bezugsmarkierung 101 der Darstellung der Pig. 3 und die Rasterlinien 97 und 103 eine Helligkeit auf, die von der in der Schaltung 279 eingestellten Spannung abhängt. Die Univibratoren 265 und 273 liefern jeweils einen Ausgang für eine Dauer, die näherungsweise gleich dem Horizontal-Zeilen-Intervall von 2,8 Millisekunden ist.

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Ein weiterer Doppeleingangsschalter 283 der Pig.5 wird in Abhängigkeit von dem Profil-Intervall-Signal an der Klemme 223 betätigt. Der Vertikal-Ablenkungs-Ausgang des Langsam- Vertikal-Kippschwingungsgenerators an der Klemme 69' ist mit der V-Klemme eines Schalters 283 verbunden. Die Gleichstrom-Einstellungsschaltung 269 ist mit der 3-Klemme des Schalters 283 verbunden. Infolgedessen folgt die Ausgangsspannung an der Klemme 63' dem Ausgang des Vertikal-Kippschwingungsgenerators, bis das Profil-Intervall beginnt. Zu dieser Zeit wird der Schalter 283 in seine S-Stellung umgeschaltet und der Ausgang an der Klemme 63* wird auf eiüem konstanten Pegel, der durch die Einstellung in der Spannungsversorgungsschaltung 269 bestimmt ist, für die Dauer des Profil-Intervalls gehalten. Das Vertikal-Ablenkungssignal an der Klemme 69* ist in Fig.8c dargestellt, während das Auaganga-Vertikal-Abtastungs-Spiegel-Signal/der Klemme 63 * in Fig.Bd dargestellt ist.

Die Spannungsfunktion, die so an der Klemme 63* entwickelt wird, ist das Vertikal-Abtastungs-Spiegel-Signal auf der Leitung 63 in Fig.1. Während des Profil-Intervalls empfäxtf der Drehmomentenmotor 29» der den schwingenden Spiegel 19 antreibt, eine konstante Gleichstromspannung'gemäß der durch die Spannungsversorgungsschaltung 269 der Fig. 5 eingestellten. Da eine gemeinsamen variable Gleichstrom-Spannungsquelle 269 sowohl die Stellung der Bezugsmarkierung 101 auf der Darstellung der Fig. 3 als auch die Stellung steuert, in der der Spiegel 19 der Fig. 1 während des Profil-Intervalls fixiert bleibt, wird die Linie bzw. Zeile der Gegenstandsebene, die durch den Vieleck-Spiegel 17 während des Profil-Intervalle repetierend abgetastet wird, genau wiedergegeben durch die Position der Bezugsmarkierung 101 in der Videomonitordarstellung.

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Die Winkelstellung des Spiegels 19 folgt in gewünschter Weise eng der Spannungsfunktion der Fig.8d. Jedoch ist eine gewisse Ansprechzeit aufgrund der Trägheit der Spiegelanordnung 19 gegeben. Eine gestrichelte Linie 291 in Fig.8d zeigt, daß die Änderung der Stellung des Spiegels 19 der Änderung der an dessen Drehmomentenmotor 29 angelegten Spannung zu Beginn des Profil-Intervalls nacheilt. Diese Nacheilung ist der Grund für das Austasten zwischen den Punkten 217 und 219 (Fig.8a) jedes Vollbildes.

- Patentansprüche

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Claims (17)

Patentansprüche

1. Anordnung zum Abtasten elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, von einem Objektfeld und zum Wiedergeben eines sichtbaren Bildes desselben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein elektromagnetisches Bild eines Objekts zeilenweise abgetastet und ein zeitlich veränderliches Signal proportional zu dessen Intensität detektiert wird, ein Videomonitorsystem, dessen Elektronenstrahl im gleichen Raster wie die Abtastung des Objektbildes abgelenkt wird, und ein Videoprozessor, der die Intensität des Elektronenstrahls entsprechend dem zeitlich veränderlichen Signal moduliert, und daß der Videoprozessor Einrichtungen aufweist, mit denen der Elektronenstrahl für eine bestimmte Anzahl Zeilen entsprechend dem Objektbild moduliert wird, und Einrichtungen, mit denen der Elektronenstrahl für andere Zeilen entsprechend einer graphischen Darstellung moduliert wird, ohne daß die zeilenweise Ablenkung gestört wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Videomonitorsystem als Monitor eine einzige Kathodenstrahlröhre aufweist, eine Ablenkeinrichtung für diese, die deren Elektronenstrahl mit einer kleinen Bildfrequenz von etwa 1 Bild in zwei Sekunden oder mehr entsprechend der Abtastung des Energiebildes, und eine Ablenkeinrichtung für diese, die deren Elektronenstrahl mit einer hohen Bildfrequenz von etwa 60 Bildern pro Sekunde ablenkt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher' für wenigstens ein volles Bild von

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der Abtasteinrichtung vorgesehen ist, in dem dieses synchron gespeichert wird, und eine Einrichtung, mit der auf dem Monitor ein gespeichertes Bild mit Fernsehbildfrequenz dargeboten wird.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet_t daß die Abtasteinrichtung einen Einzelelementdetektor aufweist, der eine elektrische Eigenschaft proportional der Intensität auftreffender elektromagnetischer Strahlung ändert, einen rotierenden Polygonspiegel, der das Objektbild horizontal abtastet, einen Schwingspiegel, der das Objektbild vertikal abtastet_yund einen Antrieb aufweist, der den Schwingspiegel winkelmäßig positioniert, einen Horizontal-Synchronimpulsgenerator, der entsprechend der Lage des Polygonspiegels arbeitet, einen frei laufenden Zähler, der den Schwingspiegel steuert und über eine Logikschaltung bei einer bestimmten Zählung einen Vertikal-Synchronimpuls erzeugt, und daß das Videomonitorsystem Ablenkoszillatoren aufweist, die mit den Synchronimpulsen getriggert werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingspiegelantrieb wahlweise eine mit dem Vertikaloszillatorausgang über den Zähler in Beziehung stehende Gleichspannung oder eine einstellbare, konstante Gleichspannung erhält, so daß der Polygonspiegel eine Zeile mehrfach abtastet.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, während der die konstante Gleichspannung am Schwingspiegelantrieb liegt, über eine Logikschaltung vom Zähler gesteuert ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische Darstellung ein Intensitätsprofil,

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insbesondere Temperaturprofil, über die Objektbildzeile ist, die der Polygonspiegel mehrfach abtastet.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung für die graphische Darstellung eine Vergleichseinrichtung aufweist, mit der ein zeitlich veränderliches Signal, insbesondere eines für eine Zeile des Bildes, mit einer Bezugsspannung verglichen wird, deren Größe proportional der Vertikallage des Elektronenstrahls bei Wiedergabe der graphischen Darstellung ist, und daß die Intensität des Elektronenstrahls moduliert wird, wenn das zeitlich veränderliche Signal für eine Zeile größer ist als die Bezugsspannung, während der Elektronenstrahl über die graphische Darstellung gelenkt wird.

9. Anordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung einen Kondensator aufweist, an den ein konstanten Strom ziehender Kreis angeschlossen ist, daß dieser Kondensator normalerweise an eine konstante Spannungsquelle angeschlossen, aber in der Zeit, in der der Polygonspiegel eine Zeile mehrfach abtastet, von dieser getrennt ist, und die Spannung über dem Kondensator als Bezugsspannung dient.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung für die graphische Darstellung eine Differenzierschaltung am Ausgang der Vergleichseinrichtung aufweist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet. daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der auf dem Videomonitor eine helle Linie an der

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Zeile des Bildes erzeugt wird, deren elektromagnetische Intensität graphisch dargestellt wird.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Videoprozessor eine Einrichtung zur Erzeugung einer Anzahl heller Netzlinien auf dem Graphikteil des Monitorbildes aufweist, so daß eine quantitative Strahlungsenergiebestimmung durch Bezugnahme auf diese Netzlinien möglich ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine automatische Helligkeitssteuerung aufweist.

14. Anordnung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitssteuerung eine Detektor- und Speichereinrichtung für den Maximalpegel des Intensitätssignals während der Abtastung eines Objektbildes aufweist, am Ende jedes Abtastbildes der Maximalpegel an einen zweiten Speicher übertragen wird, und der im zweiten Speicher gespeicherte Maximalpegel mit dem Intensitätssignal kombiniert wird.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor- und Speichereinrichtung aus einem Kondensator besteht, der auf den Maximalpegel des Intensitätssignals aufgeladen wird, ein auf ein Steuersignal ansprechender Schalter vorgesehen ist, mit dem die Ladung dieses Kondensators auf einen zweiten Kondensator übertragen werden kann, die Kombinationseinrichtung eine Summations-(Subtraktions)Schaltung ist, und ein auf ein zweites Steuersignal ansprechender Schalter zur schnellen Entladung des ersten Kondensators vorgesehen ist, und die beiden Steuersignale synchron mit der Beendigung einer Bildabtastung erzeugt werden.

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16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, zur Verwendung als Thermograph, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an das Objektfeld ein Temperaturbezugs· objekt angeordnet ist, das vor Beginn der Abtastung jeder Zeile abgetastet wird, wobei synchron zur Horizontalablenkung,ggf. zur Polygonspiegellage, ein am Ausgang des Intensitätsdetektors liegender Kondensator mit seinem freien Ende auf ein Bezugspotential gelegt wird, während das Temperaturbezugsobjekt abgetastet wird.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Intensitätssignal vor dem Videoprozessor ausgetastet wird, wenn ein Bildfeld außerhalb des Objektfeldes, ggf. einschließlich des Temperaturbezugsobjektes, abgetastet wird.

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