-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen eines Bildes einer Szene. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
-
Stand der Technik
-
Aus „Laseroptische Strömungsdiagnostik zu Selbstzündungsprozessen bei Freistrahlen”, Dissertation von Dipl.-Ing. Gerald Fast, Fakultät für Maschinenbau der Universität Karlsruhe (TH), auch erschienen als wissenschaftlicher Bericht des Forschungszentrums Karlsruhe GmbH, FZKA-Bericht Nr. 7288, ISSN 0947-8620, im folgenden als „Druckschrift 1” bezeichnet, sowie aus „experimentelle Untersuchungen von Einflussfaktoren auf die Selbstzündung von gasförmigen und flüssigen Brennstofffreistrahlen”, Dissertation von Christian Pfeifer, Karlsruher Institut für Technologie, Fakultät für Maschinenbau, erschienen 2010 als KIT Scientific Report Nr. KIT-SR 7555, ISSN 1869-9669, ISBN 978-3-86644-525.3, im folgenden als „Druckschrift 2” bezeichnet, ist die Beschreibung eines Hochgeschwindigkeits-Schattenverfahrens bzw. Durchlicht-Schattenverfahrens sowie eines dazu verwendeten Messaufbaus bekannt.
-
Gemäß Druckschrift 1, Kapitel 3.2 und Abbildung 3.7, wird bei dem dort verwendeten Messaufbau zur Visualisierung der Zündung eines Brenngases aus dem Licht einer Quecksilberdampflampe über eine Kondensorlinse mit nachfolgender Lochblende zunächst eine punktförmige Lichtquelle erzeugt. Mit einer zweiten Linse wird das Licht parallel auf eine Streuscheibe gerichtet und diese so gleichförmig ausgeleuchtet. Über die Streuscheibe wird das Licht gedämpft. Das gedämpfte Licht fällt von der Streuscheibe auf eine Zündkammer. Auf der gegenüberliegenden Seite der Zündkammer empfängt eine Video-Hochgeschwindigkeitskamera das Licht, das durch das Messfeld geführt wird. Die Aufnahme durch die Video-Hochgeschwindigkeitskamera erfolgt dabei in Gegenlichtanordnung. Das Schattenverfahren dient bei diesem Messaufbau zur Visualisierung turbulenter Strukturen bei Gasströmungen. Durch die Streuscheibe wird das Schattenverfahren diffus, erlaubt aber die kombinierte Erfassung sowohl von Strömungs- und Reaktionsphänomenen als auch Eigenleuchten der Flamme.
-
Auch aus der Druckschrift 2, Kapitel 4.1. und Abbildung 4.1., Ist die vorstehend beschriebene Messanordnung bekannt und dort als Durchlicht-Schattenverfahren bezeichnet. Ferner ist in den Kapiteln 4.3.1. und 4.3.2. ein Versuchsaufbau und ein Verfahren zur Messung der Tropfengröße und Tropfengeschwindigkeit in einem Spray beschrieben. Auch dabei wird eine Beleuchtung der Tropfen in einer Durchlichtanordnung vorgenommen. Dafür wird der Schatten der Tropfen mit hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung erfasst. Hierfür kommt ein Doppelpuls-Nd:YAG-Laser zum Einsatz, der zwei Laserkammern – für jeden Impuls eine – aufweist. Die Strahlen von den beiden Kammern werden durch eine nachgeschaltete Optik in eine koaxiale Ausrichtung geführt, sodass der zu untersuchende Bereich bei jedem Puls eine räumlich identische Ausleuchtung erfährt. Direkt an den Doppelpuls-Laser angeschlossen befindet sich ein Diffusor. Im Diffusor werden die Laserstrahlen durch eine Glasplatte geführt, welche mit einem Fluoreszenzfarbstoff dotiert ist. Das Fluoreszenzlicht der Glasplatte wird über Spiegel in den Diffusorkopf geleitet, wo es zu einer homogenen Beleuchtung aufgeweitet wird. Die Streuscheibe im Diffusorkopf hat einen Durchmesser von 120 mm. Gemäß einem Aufbau im Durchlichtverfahren ist die Aufnahmeeinheit auf der gegenüberliegenden Seite der Kammer, in der sich das Spray befindet, angebracht. Mittels des Doppelpulslasers wird das Spray zweimal belichtet und die Schatten der Tropfen werden von einer Doppelbildkamera erfasst.
-
Bei der Bild- und Videoaufnahme technischer und physikalischer Objekte bzw. Szenen ist im Falle statischer und quasistatischer Szenen im allgemeinen immer mehr oder weniger eine geeignete Beleuchtung zu finden, die ein visuell taugliches, d. h. Informationshaltiges Bild ergibt. Ein wesentliches Problem hierbei ist stets die Dynamik der verwendeten Bildaufnahmegeräte bzw. Kameras.
-
Wenn die Szene bzw. das Objekt selbst Licht emittiert, kann entweder die Eigenstrahlung zur Bildaufnahme genutzt werden, oder es muss die Szene zusätzlich so stark beleuchtet werden, dass die Größenordnung der Eigenstrahlung erreicht wird. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Aufnahme eines weißglühenden Werkstückes. Dazu muss kameraseitig die von dem weißglühenden Werkstück ausgehende, enorme Lichtintensität heruntergedämpft werden. Hierfür könnten Blenden und/oder Dichtefilter eingesetzt werden. Dabei muss aber noch unterschieden werden, ob es sich bei der Emission, d. h. der Eigenstrahlung der Szene bzw. des Objekts, und bei der Beleuchtung jeweils um monochromatisches oder breitbandiges, weißes Licht handelt. Monochromatisches Licht könnte dabei mit Hilfe von Bandpässen gefiltert werden. Im Allgemeinen und bei Temperaturstrahlern gesetzmäßig wird breitbandiges Licht ausgesendet, so dass eine Filterung erschwert wird. In jedem Falle wird die Beleuchtung an die Szene angepasst, wozu aufgrund der angenommenen geringen zeitlichen Änderung der Szene ausreichend Zeit gegeben ist.
-
Anders verhält es sich bei zeitlich schnell veränderlichen Szenen, die mit starker Emission einhergehen und detailliert aufgezeichnet werden sollen. Typische Beispiele dafür sind die Versuche, einen unter Höchststrombelastung explodierenden Draht, den Abgang eines Projektils aus der Mündung eines Laufes oder den Aufschlag eines Metallprojektils auf Metall mit einer Hochgeschwindigkeitskamera zu filmen. Diese Vorgänge sind mit einer derart starken, nicht exakt vorherbestimmbaren, kurzzeitigen Lichtemission, einem sogenannten „Flash”, verbunden, dass eine Kamera dadurch sehr leicht übersteuert werden kann. Dies macht sich insbesondere bei CCD-Kameras als sogenannter „blooming effect” bemerkbar. Dadurch wird die Szene im entscheidenden Augenblick unkenntlich, bei CCD-Kameras wird anstelle der Szene lediglich ein weißer Fleck wiedergegeben. Ein Versuch, mit Hilfe von Filtern und Blenden die überschüssige Lichtintensität zu bedämpfen, führt in der Regel dazu, dass der Dynamikbereich der Kamera nicht „getroffen” wird, die Belichtung der aufgenommenen Bilder also nach wie vor ungenügend ist. Auch eine Beleuchtung der Szene „im Überschuss”, d. h. eine Wahl der Lichtintensität der äußeren Beleuchtung der Szene, die in der Größe der Eigenstrahlung der Szene liegt, ist nur mit extremem Aufwand möglich und deswegen nicht praktikabel.
-
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
-
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein einfach durchführbares Verfahren zur Bildaufnahme von Szenen bzw. Objekten zu schaffen, welches auch für schnell veränderliche Szenen bzw. Objekte mit hoher Eigenstrahlung brauchbar ist. Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, eine einfache Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Ausführung folgender Verfahrensschritte gelöst:
- – Erzeugen eines ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang, aus dem Licht einer Lichtquelle,
- – Beleuchten bzw. Durchleuchten der Szene mit dem ungestreuten Lichtbündel,
- – Erzeugen eines Schattenbildes der Szene durch das Beleuchten bzw. Durchleuchten mit dem ungestreuten Lichtbündel, und
- – Aufzeichnen des Schattenbildes.
-
Die Szene wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als ein von einem wohldefinierten ungestreuten Lichtbündel geworfener Schatten abgebildet. Unter dem Begriff Szene ist jedes Objekt oder jeder physikalische oder chemische Vorgang zusammengefasst, das bzw. der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bildlich festgehalten, d. h. aufgezeichnet werden soll. Vorzugsweise wird zum Erzeugen des ungestreuten Lichtbündels ein Laserstrahl in vorbestimmtem Maß aufgeweitet. Im Gegensatz zu den vorstehend genannten, in den Dokumenten 1 und 2 dargestellten Messverfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bewusst eine Streuung des Lichtbündels, mit dem die Szene beleuchtet bzw. durchleuchtet wird, vermieden, und somit bewusst auf den Einsatz einer Streuscheibe verzichtet. Zum Erzeugen des Schattenbildes wird in vorteilhafter Weise mit dem ungestreuten Lichtbündel ein Schatten der Szene auf einem Schirm abgebildet und der auf dem Schirm abgebildete Schatten aufgezeichnet. In diesem einfachsten Fall der erfindungsgemäßen Lösung kann das Schattenbild vom Schirm mit einer Kamera fotografiert oder gefilmt werden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der Schatten der Szene zum Erzeugen des Schattenbildes unmittelbar auf einem bildgebenden Sensor abgebildet und aufgezeichnet. Diese Abbildung kann insbesondere über eine geeignete optische Anordnung auf einen Kamerasensor, also einen elektronischen Bildaufnehmer, erfolgen. In beiden Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht die Verwendung eines ungestreuten Lichtbündels eine höhere Präzision beim Erzeugen des Schattenbildes.
-
Grundsätzlich können zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Abstände sowohl zwischen der Lichtquelle und der aufzunehmenden Szene als auch zwischen dem Schirm bzw. dem bildgebenden Sensor bzw. der Kameraanordnung, gebildet aus Kamerasensor und optischer Anordnung, nahezu beliebig, gewählt werden. Die Erfindung ermöglicht es damit in einfacher Weise, sowohl die Lichtquelle als auch die Einrichtung zur Bildaufzeichnung vor der meist „gefährlichen” aufzunehmenden Szene zu schützen. Vor allem besteht der Vorteil der Erfindung darin, dass die Intensität des Schattenbildes mit zunehmendem Abstand zwischen der aufzunehmenden Szene und der Einrichtung zur Bildaufzeichnung wenigstens nahezu konstant bleibt, wohingegen die Intensität der Eigenstrahlung mit dem Quadrat der Entfernung zwischen der aufzunehmenden Szene und der Einrichtung zur Bildaufzeichnung abnimmt. Damit ist es in einfacher Weise möglich, die Intensität der Eigenstrahlung für den Schirm bzw. die Kamera gegenüber der Intensität des Schattenbildes zu dämpfen.
-
Die obige Aufgabe wird unter Erhalt der vorstehend aufgeführten Vorteile ferner gelöst durch eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Bildes einer Szene, umfassend eine Lichtquelle zum Abstrahlen eines ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang, wobei mit dem ungestreuten Lichtbündel die Szene zur Erzeugung eines Schattenbildes beleuchtbar bzw. durchleuchtbar ist, und eine Bildaufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen des Schattenbildes. Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die Verwendung einer Streuscheibe zwischen der Lichtquelle und der Szene bewusst verzichtet. Bevorzugt ist dabei die Lichtquelle zum Abgeben eines Laserstrahls ausgebildet und umfasst eine Einrichtung zum Aufweiten des Laserstrahls in vorbestimmtem Maß zum Erzeugen des ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang. In einer besonders einfachen Ausführung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch einen Schirm zum Abbilden eines Schattens der Szene und eine Einrichtung zum Aufzeichnen des abgebildeten Schattens, vorzugsweise eine Kamera. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen des Schattenbildes einen bildgebenden Sensor zum unmittelbaren Abbilden und Aufzeichnen eines Schattens der Szene.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, mit dem in einfacher Weise eine Ausblendung der Eigenstrahlung auf ein Minimum ermöglicht und durch die Möglichkeit einer Fernbeobachtung ein Schutz der Lichtquelle und des Sensors gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt mit geringem Aufwand eine wohldefinierte Aussteuerung der Kamera zur Bildaufzeichnung.
-
Als Nebeneffekt weisen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin den Vorteil auf, dass sich Dichteunterschiede in einem die Szene umgebenden Gas ebenfalls abbilden lassen, wobei insbesondere die Verwendung eines ungestreuten Lichtbündels gute, deutliche Schattenbilder ermöglicht. Dies erweitert die Einsatzmöglichkeiten der Erfindung.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Strahlengang zwischen dem Objekt und dem bildgebenden Sensor das ungestreute Lichtbündel in vorbestimmtem Maß verengt. Damit kann das ungestreute Lichtbündel auf einen für den bildgebenden Sensor geeignetem Durchmesser herunterskaliert werden.
-
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Strahlengang des ungestreuten Lichtbündels zwischen der Lichtquelle und dem Objekt und/oder zwischen dem Objekt und dem bildgebenden Sensor eine optische Filterung vorgenommen. Diese optische Filterung kann bevorzugt als fourieroptisches Filterverfahren ausgeführt werden. Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird die optische Filterung mit einem Raumfilter ausgeführt. Mit einer derartigen optischen Filterung kann die Lichtintensität an den Aussteuerungsbereich, d. h. die Dynamik, des bildgebenden Sensors angepasst werden, um zum Beispiel eine Übersteuerung des Sensors zu vermeiden, oder es kann das Bild vor der Aufnahme in anderer Weise aufbereitet werden. Fourieroptische Filterverfahren lassen sich insbesondere aufgrund einer bei Verwendung von Lasern als Lichtquelle vorhandenen kohärenten Beleuchtung im Strahlengang implementieren, um bestimmte Details im aufzuzeichnenden Bild weiter herauszuarbeiten.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erzeugte Schattenbild mehrfach in vorbestimmter zeitlicher Folge aufgezeichnet, vorzugsweise gefilmt. Dies kann insbesondere auch mit einer Hochgeschwindigkeitskamera geschehen, um schnell veränderliche Szenen, insbesondere auch solche mit hoher Eigenemission, aufzuzeichnen.
-
Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses die folgenden Schritte:
- – Erzeugen eines ersten ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang, aus dem Licht einer ersten Lichtquelle,
- – Erzeugen eines zweiten ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang aus dem Licht einer zweiten Lichtquelle,
- – Beleuchten bzw. Durchleuchten der Szene mit den ungestreuten Lichtbündeln unter unterschiedlichen Winkeln,
- – Erzeugen eines ersten Schattenbildes der Szene durch das Beleuchten bzw. Durchleuchten mit dem ersten ungestreuten Lichtbündel,
- – Erzeugen eines zweiten Schattenbildes der Szene durch das Beleuchten bzw. Durchleuchten mit dem zweiten ungestreuten Lichtbündel,
- – paralleles Aufzeichnen des ersten und des zweiten Schattenbildes,
- – Auswerten der Schattenbilder und
- – Extrahieren von 3D-Informationen.
-
Dabei wird die Szene von zwei Bündeln unter unterschiedlichen Winkeln durchstrahlt, die entstehenden Bilder werden parallel aufgenommen. Damit sind aus der Auswertung der aufgenommenen Bilder 3D-Informationen extrahierbar. Für Verfahren zum Extrahieren von 3D-Informationen auf der Grundlage von Aufnahmen, die aus verschiedenen Perspektiven aufgezeichnet sind, können grundsätzlich beispielsweise aus der Computertomographie bekannte Bildbearbeitungsverfahren herangezogen werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese gekennzeichnet durch eine Anordnung im Strahlengang zwischen dem Objekt und dem bildgebenden Sensor zum Verengen des ungestreuten Lichtbündels in vorbestimmtem Maß. Als solche Anordnung kann vorzugsweise eine Fernrohranordnung, insbesondere ein telezentrisches Objektiv, allgemein ein so genanntes 4-f-System, dienen.
-
Nach einer weiteren Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein optisches Filter in den Strahlengang des ungestreuten Lichtbündels zwischen der Lichtquelle und dem Objekt und/oder zwischen dem Objekt und dem bildgebenden Sensor vorgesehen. Bevorzugt ist das optische Filter als fourieroptisches Filter ausgestaltet. In einer anderen Ausführungsform ist das optische Filter als Raumfilter ausgestaltet.
-
In einer einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Bildaufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen im wesentlichen eines einzelnen Schattenbildes ausgestaltet, vorteilhaft mit einer Fotokamera, mit der das Schattenbild fotografiert wird. Für die Aufzeichnung schnell veränderlicher Szenen ist es dagegen vorteilhaft, dass die Bildaufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen einer vorbestimmtem zeitlichen Folge von Schattenbildern ausgestaltet ist. Dazu kann die Bildaufzeichnungseinrichtung als Film- oder Videokamera, insbesondere als Hochgeschwindigkeits-Videokamera, ausgebildet sein, mit der die Folge der Schattenbilder aufgezeichnet (gefilmt) wird.
-
Gemäß einer anderen Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung für das Aufzeichnen des Bildes der Szene
- – eine erste Lichtquelle zum Abstrahlen eines ersten ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang,
- – wobei die Szene zur Erzeugung eines ersten Schattenbildes mit dem ersten ungestreuten Lichtbündel beleuchtbar bzw. durchleuchtbar ist,
- – eine zweite Lichtquelle zum Abstrahlen eines zweiten ungestreuten Lichtbündels mit parallelem oder definiert divergentem Strahlengang
- – wobei die Szene zur Erzeugung eines zweiten Schattenbildes mit dem zweiten ungestreuten Lichtbündel beleuchtbar bzw. durchleuchtbar ist und das Beleuchten bzw. Durchleuchten der Szene mit dem ersten und zweiten ungestreuten Lichtbündel unter unterschiedlichen Winkeln erfolgt,
- – eine Bildaufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen des ersten und des zweiten Schattenbildes, und
- – eine Einrichtung zum Auswerten der Schattenbilder und Extrahieren von 3D-Informationen.
-
Dabei sind Einrichtungen bzw. Signalverarbeitungssysteme zum Extrahieren von 3D-Informationen auf der Grundlage von Aufnahmen, die aus verschiedenen Perspektiven aufgezeichnet sind, beispielsweise aus der Computertomographie bekannt.
-
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für das Aufzeichnen schnell veränderlicher Szenen mit hoher Eigenemission eingerichtet.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann,
-
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
-
3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
-
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 100 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bezeichnet. In dieser ersten, sehr einfachen Ausprägung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ist als Lichtquelle ein Laser 22 vorgesehen, der einen Laserstrahl 21 abgibt. Der Laserstrahl 21 wird mittels einer Linse 23 auf ein definiertes Maß aufgeweitet und durchstrahlt als in dieser Weise erzeugtes, wohldefiniertes ungestreutes Lichtbündel eine Szene 24. Ein Schattenbild der Szene 24 wird auf einem Schirm 25 aufgefangen und mittels einer Kameraanordnung 26, bestehend aus einer Kamera mit Objektiv, aufgezeichnet. Dabei wird die Intensität des Lasers so eingestellt, dass die Eigenstrahlung der Szene 24, beispielsweise ein Reaktionsblitz wie beispielsweise der Lichtblitz eines unter Höchststrombelastung explodierenden Drahtes, auf dem Schirm 25 überblendet und die Kamera in der Kameraanordnung 26 sicher, d. h. innerhalb ihres Dynamikbereichs, ausgesteuert wird. Der Abstand des Schirmes 25 zur Szene 24 ist dabei dementsprechend, insbesondere aber auch auf Sicherheit, eingestellt, d. h., dass zum Beispiel der explodierende Draht den Schirm 25 nicht verschmutzen oder anderweitig gefährden kann. Der Aspekt der Sicherheit gilt auch für den Abstand zwischen Laser 22 und Linse 23 einerseits und der Szene 24 andererseits.
-
2 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel eine erweiterte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die jetzt mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist. Als Lichtquelle dient wiederum ein Laser 32, der einen Laserstrahl 31 abgibt. Der Laserstrahl 31 wird zunächst auf eine Fernrohranordnung 37 abgestrahlt und mittels dieser auf einen der in 2 mit dem Bezugszeichen 34 bezeichneten Szene angemessenen Durchmesser aufgeweitet. Das so erzeugte ungestreute Lichtbündel durchstrahlt die Szene 34 und fällt auf eine weitere Fernrohranordnung 39. Allgemein können als Fernrohranordnungen 37, 39 so genannte 4-f-Systeme eingesetzt werden. In der weiteren Fernrohranordnung 39 wird das die Szene 34 durchstrahlende ungestreute Lichtbündel wieder auf einen für einen nachgeordneten, bildgebenden Sensor 38 geeigneten Durchmesser herunterskaliert. Bei dieser Vorrichtung 200 ist im Strahlengang des ungestreuten Lichtbündels ferner ein Dichtefilter angeordnet, um eine Übersteuerung des bildgebenden Sensors 38 zu vermeiden. Als solches Dichtefilter dient gemäß 2 ein schräggestellter, halbdurchlässiger Spiegel 40. Weiter kann im Strahlengang mindestens ein Raumfilter angeordnet sein, um das Bild vor der Aufnahme aufzubereiten.
-
In einer Abwandlung der Ausführungsbeispiele nach 1 und 2 kann die Szene 24 bzw. 34 von zwei ungestreuten Lichtbündeln unter unterschiedlichen Winkeln durch strahlt werden. Die entstehenden Bilder werden parallel aufgenommen. Daraus lassen sich tief in Informationen, d. h. 3D-Informationen, gewinnen.
-
Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Vorrichtung zeigt 3. Diese Vorrichtung ist in 3 mit dem Bezugszeichen 300 versehen. Die Vorrichtung 300 umfasst einen ersten Laser 42, der einen ersten Laserstrahl 41 abgibt. Der erste Laserstrahl 41 wird mittels einer ersten Linse 43 auf ein definiertes Maß aufgeweitet und durchstrahlt als in dieser Weise erzeugtes, wohldefiniertes ungestreutes erstes Lichtbündel eine Szene 44. Ein erstes Schattenbild der Szene 44 wird auf einem ersten Schirm 45 aufgefangen und mittels einer ersten Kameraanordnung 46, bestehend aus einer ersten Kamera mit Objektiv, aufgezeichnet.
-
Die Vorrichtung 300 umfasst weiterhin einen zweiten Laser 52, der einen zweiten Laserstrahl 51 abgibt. Der zweite Laserstrahl 51 wird mittels einer zweiten Linse 53 auf ein definiertes Maß aufgeweitet und durchstrahlt als in dieser Weise erzeugtes, wohldefiniertes ungestreutes zweites Lichtbündel ebenfalls die Szene 44. Ein zweites Schattenbild der Szene 44 wird auf einem zweiten Schirm 55 aufgefangen und mittels einer zweiten Kameraanordnung 56, bestehend aus einer zweiten Kamera mit Objektiv, aufgezeichnet.
-
Eine Auswerteeinrichtung 57 ist mit der ersten Kameraanordnung 46 und der zweiten Kameraanordnung 56 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 57 dient zum Auswerten der in den Kameraanordnungen 46, 56 aufgenommen Bilder und zum Extrahieren von 3D-Informationen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 21
- Laserstrahl
- 22
- Laser
- 23
- Linse
- 24
- Szene
- 25
- Schirm
- 26
- Kameraanordnung
- 31
- Laserstrahl
- 32
- Laser
- 34
- Szene
- 37
- Fernrohranordnung
- 38
- bildgebender Sensor
- 39
- weitere Fernrohranordnung
- 40
- schräggestellter, halbdurchlässiger Spiegel
- 41
- erster Laserstrahl
- 42
- erster Laser
- 43
- erste Linse
- 44
- Szene
- 45
- erster Schirm
- 46
- erste Kameraanordnung
- 51
- zweiter Laserstrahl
- 52
- zweiter Laser
- 53
- zweite Linse
- 55
- zweiter Schirm
- 56
- zweite Kameraanordnung
- 57
- Auswerteeinrichtung
- 100
- Vorrichtung nach 1. Ausführungsbeispiel
- 200
- Vorrichtung nach 2. Ausführungsbeispiel
- 300
- Vorrichtung nach 3. Ausführungsbeispiel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Forschungszentrums Karlsruhe GmbH, FZKA-Bericht Nr. 7288, ISSN 0947-8620 [0002]
- Christian Pfeifer, Karlsruher Institut für Technologie, Fakultät für Maschinenbau, erschienen 2010 als KIT Scientific Report Nr. KIT-SR 7555, ISSN 1869-9669, ISBN 978-3-86644-525.3 [0002]
