Fachbegriffe

AGC (Automatic Gain Control)

Automatische Verstärkungsregelung - sie sorgt in den Grenzen ihres Verstellbereiches für einen gleichbleibenden Videoausgangspegel, gleicht damit also Veränderungen der gegebenen Lichtverhältnisse aus (siehe auch ELC).

Asynchron-Shutter

Normalerweise wird der Shutter einer CCD-Kamera durch einen internen Taktgeber (ggf. auch extern) gesteuert. Beim Asynchron-Shutter findet die Steuerung unabhängig von diesem Taktgeber durch externe Impulse statt. Dadurch können aus der Taktfrequenz resultierende Verzögerungen der Reaktionszeit vermieden werden.

Auflagemaß

Abstand zwischen CCD-Chip und der Auflagefläche (Fläche, mit der das Objektiv am Aufnahmegewinde des Kameragehäuses aufliegt) des Objektivs. Objektive sind z.B. im Rahmen des C- Mount- bzw. CS- Mount- Standards so berechnet, daß ihr Brennpunkt genau um das Auflagemaß hinter der Auflagefläche und damit genau auf der CCD-Chip-Oberfläche liegt.

Auflösung

Angabe zur Fähigkeit eines CCD-Chips, Bilder differenziert aufzunehmen bzw. wiederzugeben. Für die Bildaufnahme gibt man die Zahl der Bildelemente (Pixel) an bzw. die Zahl der Zeilen und Spalten, in denen sie angeordnet sind. Für die Bildwiedergabe wird als Maß die horizontale Auflösung (Zahl der Linien) angegeben - dies ist die Zahl der Linien, die ein Chip oder eine Bildröhre sichtbar darstellen kann. Diese Zahl ist geringer als die Zahl der Spalten (Zahl der horizontalen Pixel) des Chips.

BAS-Signal

Bildsignal, mit dem ein Schwarz-Weiß-Bild übertragen und ein Monitor entsprechend synchronisiert werden kann, bestehend aus dem Bildsignal, den Austast- und den Synchron-Impulsen.

CCD-Chip (Charged Coupled Device)

Lichtempfindlicher Sensor, der aus einer Vielzahl lichtempfindlicher Bildelemente (Pixel) besteht, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Das von den Bildelementen aufgenommene Bild wird über Transportregister an die Auswerteelektronik weitergeleitet. Das Format der Chips wird in Zoll angegeben (z.B. 2/3", 1/2", 1/3"), dieses Maß hat aber keinen realen Bezug zum jeweiligen Chip, sondern stellt den Bezug zu einer vergleichbaren Bildaufnahmeröhre her und entspricht dem Durchmesser des lichtempfindlichen Bereichs der Röhre.

C-Mount

Standard- Anschluß für Objektive an CCD- Kameras, mit einem einheitlichen Anschlußgewinde (am Objektiv: Außengewinde 1"-32UN-2A) mit einem einheitlichen Auflagemaß von 17,526 mm.

CCIR (Comité Consultatif International des Radio Communications)

Im Zusammenhang mit CCD-Kameras steht CCIR als Bezeichnung für eine Video-Norm zur Übertragung von Schwarz/Weiß-Bildern mit einer Bildwiederholfrequenz von 50 Halbbildern pro Sekunde und 625 Linien. CCIR wird vor allem in Europa verwendet Composite-Video-Signal: siehe FBAS-Signal

CS-Mount

Entspricht mit Ausnahme des Auflagemaßes dem C-Mount. Beim CS-Mount beträgt das Auflagemaß 12,5mm. Der CS-Mount-Standard ist die "jüngere" Norm, die dem Wunsch nach kurzen Bauformen Rechnung trägt.

Drei-Chip-Kamera

Die überwiegend verwendeten Ein-Chip-Kameras beziehen sämtliche Bildinformationen aus nur einem Chip. Die Farbinformation wird dabei durch über die Pixel gelegte Filter gewonnen. Bei der Drei-Chip-Kamera trifft das Licht zunächst auf ein Prisma und wird in drei Strahlengänge aufgeteilt, deren Austrittsflächen mit einem Farbfilter versehen sind, je eins in rot, grün und blau (RGB). An jeder der Austrittsflächen befindet sich ein CCD- Chip, so daß das rote, grüne und blaue Farbspektrum getrennt verarbeitet werden. Bei den so erzielten Ergebnissen handelt es um ein echtes (ursprüngliches) RGB-Signal, während die RGB- Ausgangs- Signale von Ein-Chip-Kameras nicht ursprünglich, sondern nachträglich erzeugt sind. Es leuchtet unmittelbar ein, daß mit dem Drei-Chip-Verfahren eine höhere Auflösung erzielt werden kann.

EIA (Electronic Industries Association)

Im Zusammenhang mit CCD-Kameras steht EIA als Bezeichnung für eine Video-Norm zur Übertragung von Schwarz/Weiß-Bildern mit einer Bildwiederholfrequenz von 60 Halbbildern pro Sekunde und 525 Linien. EIA wird vor allem in den USA und in Japan verwendet.

ELC (Electronic Light Control) bzw. EIR (Electronic Iris) oder AE (Automatic Exposure)

Automatische Belichtungsregelung, die bei wechselnden Lichtverhältnissen versucht, den Videoausgangspegel gleich zu halten und damit stets eine optimale Belichtung zu garantieren. Sie arbeitet im Zusammenwirken von AGC und Shutter: Bei zu wenig Licht regelt die AGC nach, bei zuviel Licht begrenzt der Shutter die Lichtmenge. Der Regelbereich der ELC wird begrenzt durch die Empfindlichkeit des CCD- Chips sowie die Bereichsgrenzen von AGC und Shutter.

FBAS-Signal

Bildsignal zur Übertragung von Farb-Bildern, aufbauend auf dem BAS-Signal, auf das ein Farbsignal aufmoduliert wird. Das FBAS-Signal wird international auch als Composite Video Signal bezeichnet.

Field-Integration

Ermöglicht auch beim Interlace-Verfahren die Nutzung des vollen Bildsignals. Dabei werden jeweils eine benachbarte gerade und ungerade Zeile zusammengefaßt und gemeinsam ausgelesen. Durch die Zusammenfassung wird jeweils ein Durchschnittssignal zweier benachbarter Pixel erzeugt, so daß die mögliche Auflösung des CCD-Chips sich halbiert.

Frame-Integration

Normaler Betriebsmodus von CCD-Chips im Interlace-Verfahren, es werden abwechselnd erst alle geraden, danach alle ungeraden Zeilen ausgelesen.

Gamma-Korrektur

Monitorröhren reagieren auf Signaländerungen nichtlinear, CCD-Chips geben hingegen lineare Signale ab. Durch die Gamma-Korrektur wird das Signal an den Monitor angepaßt, dazu stellt man einen Gamma-Wert von = 0,45 ein; Ó = 1,0 bedeutet einen linearen Verlauf der Signal-Kennlinie (wird z.B. in der Bildverarbeitung verwendet).

Genlock

Zur externen Synchronisation einer Kamera werden Signale für die horizontale (HD) und vertikale (VD) Synchronisation sowie gegebenenfalls die Farbphase benötigt. Bei einer Synchronisation über Genlock erhält die Kamera lediglich das externe Videosignal, aus dem dann die benötigten Synchronimpulse ausgefiltert werden. Durch dieses Verfahren wird also der zur Synchronisation nötige Aufwand deutlich verringert.

Interlace-Verfahren

Bildausleseverfahren bei CCD-Chips. Beim Standardvideo-Verfahren wird das Bild interlaced ausgelesen, d.h. zunächst werden alle geraden Zeilen ausgelesen, im Anschluß daran alle ungeraden usw. Auf diese Weise kann trotz einer verhältnismäßig geringen Bildfrequenz (25 Bilder/sec. bei der PAL- bzw. CCIR-Norm, 30 Bilder/sec. bei der NTSC- bzw. EIA-Norm) das Flimmern des Bildes auf dem Monitor gering gehalten werden. Manche Kameras können auch auf Non-interlaced-Betrieb umgeschaltet werden und geben dann in dieser Betriebsart nur jeweils ein Halbbild ab.

NTSC (National Television System Committee)

Im Zusammenhang mit CCD-Kameras steht NTSC als Bezeichnung für eine Video-Norm, die aufbauend auf die EIA- Norm die Übertragung von Farb-Bildern mit einer Bildwiederholfrequenz von 60 Halbbildern pro Sekunde und 525 Linien ermöglicht. NTSC wird vor allem in den USA und in Japan verwendet.

Objektiv

Das Objektiv ist zwar im allgemeinen nicht fester Bestandteil einer CCD-Kamera, es ist aber - von Sonderanwendungen einmal abgesehen - für den Betrieb unbedingt notwendig. Durch das Objektiv wird das Licht so gebündelt, daß auf dem CCD-Chip nicht nur ein diffuser Helligkeitseindruck, sondern ein scharfes Bild entsteht. Objektive bestehen aus optischen Linsen, deren Auswahl und Zusammenstellung z.B. den Bildausschnitt und den Arbeitsabstand bestimmen. Objektiv und Kamera müssen aufeinander abgestimmt sein. Um dennoch einen freien Austausch von Objektiven zu ermöglichen, wurden entsprechende Anschlußnormen entwickelt, wie z.B. der C-Mount- und der CS-Mount-Standard.

PAL (Phase Alternation Line)

Video- Norm, die aufbauend auf die CCIR-Norm die Übertragung von Farb-Bildern mit einer Bildwiederholfrequenz von 50 Halbbildern pro Sekunde und 625 Linien ermöglicht. PAL ist eine Weiterentwicklung der NTSC-Norm, die die bei dieser vorkommenden Farbverfälschungen durch Phasenfehler vermeidet. PAL wird vor allem in Europa verwendet.

Pixel

Ein lichtempfindlicher Punkt auf dem CCD-Chip. Die Pixel sind auf dem Chip entweder in nur einer Zeile (Zeilenkamera) oder in mehreren Zeilen (Matrix-Kamera) angeordnet. Man unterscheidet dabei die aktiven Pixel, die zur Aufnahme des Bildes verwendet werden und die inaktiven Pixel, die zur internen Verarbeitung des Bildes notwendig sind. Der derzeit wohl meist verwendete Sony- Chip (1/2 und 1/3" - PAL-Version) hat knapp 440.000 aktive Pixel, die in 582 Zeilen und 752 Spalten angeordnet sind. Einschließlich der inaktiven Pixel ergeben sich 596 Zeilen, die in 795 Spalten angeordnet sind.

Restart/Reset

Manche Kameras mit "normalem" Synchron-Shutter ermöglichen es, den Taktbeginn für die Bildaufnahme durch einen externen Impuls zu steuern. Auf einen externen Trigger-Impuls hin wird der Takt-Ablauf der Kamera unterbrochen und mit einer kleinen Zeitversetzung nach dem Trigger-Impuls wird ein neuer Takt begonnen. Dieses Verfahren beeinflußt lediglich den Zeitpunkt des Taktbeginns, nicht aber die Shutter- Zeiten, diese entsprechen der vorherigen Einstellung.

RGB-Signal (Rot-Grün-Blau)

Bei diesem Signal werden die Farben Rot, Grün und Blau sowie die Leuchtdichte getrennt übertragen, dadurch ergibt sich eine verbesserte Bildqualität gegenüber dem FBAS- und dem Y/C-Signal.

Signal/Rauschabstand

Verhältnis zwischen der Signalleistung und der Rauschleistung einer Kamera, angegeben in dB. Der Signal-Rauschabstand ist ein Maß für die Signalqualität - je höher der Wert, umso höher die Qualität.

Synchronisation

CCD- Kameras verfügen immer über eine interne Synchronisierung, d.h. über einen internen Taktgeber, der den Ablauf der Belichtungsvorgänge steuert. Viele Kameras bieten zudem die Möglichkeit der externen Synchronisation, die Steuerung der Kamera wird dabei von einem externen Taktgeber übernommen, z.B. vom internen Taktgeber einer zweiten Kamera. Dies ist immer dann notwendig, wenn z.B. zwei (oder mehr) Kameras an einem Monitor betrieben werden sollen, da der Monitor durch die angeschlossene Kamera synchronisiert wird und sich nur auf eine Taktfrequenz zur selben Zeit einstellen kann. Bei Kameras mit Asynchron- Shutter kann die interne Synchronisation abgeschaltet werden.

Weißabgleich

Die Farbwiedergabe einer CCD-Kamera kann nicht neutral sein, sondern hängt vor allem von der Farbtemperatur des vorherrschenden Lichts ab. Daher ist es notwendig, die Kamera an die jeweilige Farbtemperatur anzupassen. Dies ist automatisch oder manuell möglich.

Y/C-Signal

Im Gegensatz zum FBAS-Signal, bei dem das Farbsignal auf das Leuchtdichtesignal aufmoduliert wird, werden beim Y/C-Signal das Leuchtdichte- oder Luminanz-Signal (Y) und das Farbsignal (Chrominanz = C) getrennt übertragen. Dadurch werden bestimmte Störungen, die bei der Ausfilterung des Farbsignals aus dem FBAS-Signal entstehen, vermieden, es ergibt sich so eine bessere Bildqualität.

Verfasser: Günter Pohlmann