-
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfolgung mindestens eines schnell bewegten Objekts, das die Schritte aufweist: Synchrones Belichten mehrerer Bildsensorarrays, um während einer Belichtungszeit mehrere deckungsgleiche Teilbilder des Objekts in voneinander getrennten Spektralbereichen aufzuzeichnen; und Beleuchten des Objekts zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten mit Lichtpulsen unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung während der einen Belichtungszeit.
-
Die mehreren Bildsensorarrays, die den voneinander getrennten Spektralbereichen zugeordnet sind, können Teile eines sogenannten Farbsensorarrays sein. Auch wenn hierdurch eine bauliche Einheit geschaffen wird, so bleiben die den einzelnen Farben oder Spektralbereichen zugeordneten Sensorarrays funktional getrennt.
-
Das Beleuchten des Objekts zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten mit Lichtpulsen unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung kann während jeder Belichtungszeit wiederholt werden, binnen derer jeweils ein Satz von Teilbildern aufgezeichnet wird. Die Belichtungszeit kann die ganze Dauer eines Bilds oder Halbbilds einer Videokamera ausmachen. Die Videokamera kann aber auch mit einem zusätzlichen, vorgeschalteten Shutter eine verkürzte Belichtungszeit aufweisen. Eine Videokamera kann auch asynchron angesteuert werden, so dass zumindest die erste von zwei aufeinanderfolgenden Belichtungszeiten effektiv verkürzt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch mit anderen Kameras als mit Videokameras durchgeführt werden, solange die jeweilige Kamera die hier definierten Verfahrensschritte umsetzen kann.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer mehrere Farbkanäle aufweisenden Farbkamera und mehreren, auf jeweils einen der Farbkanäle der abgestimmten, einzeln ansteuerbaren gepulsten Farblichtquellen.
-
STAND DER TECHNIK
-
Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, der dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 entspricht, und eine Vorrichtung zu seiner Umsetzung sind aus der
DE 10 2009 029 321 A1 bekannt. Hier werden aufzuzeichnende schnelle Vorgänge nacheinander mit Licht unterschiedlicher Farben jeweils kurzzeitig beleuchtet, und nach Farben getrennte Bilder des Vorgangs werden in den verschiedenen Farbkanälen einer Farbvideokamera aufgezeichnet. Die unterschiedlichen Farben, mit deren Licht der jeweilige Vorgang beleuchtet wird, sind auf eine maximale Signaltrennung in den einzelnen Farbkanälen der Farbvideokamera abgestimmt. Als Farbvideokamera wird eine digitale RGB-Kamera verwendet. Der jeweilige Vorgang wird zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Bildwechseln der Farbvideokamera nacheinander mit dem Licht aller unterschiedlichen Farben beleuchtet. Wenn das Beleuchten des Vorgangs mit dem Licht aller unterschiedlichen Farben dabei direkt vor und nach einem Bildwechsel der Farbvideokamera erfolgt, können doppelt so viele Einzelbilder, wie Farbkanäle vorhanden sind, von dem Vorgang sehr schnell aufeinander folgend aufgezeichnet werden, ohne an den zeitlichen Abstand zweier Bildwechsel gebunden zu sein.
-
Aus der
DE 10 2017 054 602 A1 sind ein Verfahren und ein Messaufbau zum Erfassen der Verteilung mindestens einer Zustandsgröße in einem Messfeld mit verschiedenen Sonden bekannt. Dazu werden optische Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen von den verschiedenen in das Messfeld eingebrachten Sonden getrennt erfasst. Um dies zu erreichen, werden die optischen Signale von den verschiedenen Sonden mit einer RGB-Kamera registriert und anhand der verschiedenen Ausgangssignale der RGB-Kamera getrennt und räumlich zugeordnet. Bei einigen Sonden ist es möglich, die einzelnen Farbkanäle der RGB-Kamera direkt den einzelnen Sonden zuzuordnen. Aber auch Sonden, deren optische Signale nicht nur in einem einzigen Farbkanal einer RGB-Kamera Reaktionen hervorrufen, können bei dem bekannten Verfahren verwendet werden, beispielsweise indem relative Intensitätsverteilung über benachbarte Farbkanäle einzelnen Sonden zugeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die sogenannten subtraktiven Kanäle einer RGB-Kamera CYM (Cyan, Yellow, Magenta) auszuwerten.
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, mit dem eine noch größere Anzahl von Einzelbildern schneller Vorgänge hintereinander videografisch aufgezeichnet werden kann.
-
LÖSUNG
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9 definiert. Der Patentanspruch 10 ist auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.
-
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verfolgung mindestens eines schnell bewegten Objekts, mit den Schritten: Synchrones Belichten mehrerer Bildsensorarrays, um während einer Belichtungszeit n deckungsgleiche Teilbilder des Objekts in n voneinander getrennten Spektralbereichen aufzuzeichnen, wobei n größer oder gleich 2 ist, und Beleuchten des Objekts zu m aufeinanderfolgenden Zeitpunkten mit m Lichtpulsen unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung während der einen Belichtungszeit, ist m größer als n, wobei mindestens einer der Lichtpulse eine spektrale Zusammensetzung mit wesentlichen Anteilen von mehreren der voneinander getrennten Spektralbereiche aufweist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Farbcodierung der Bilder des Objekts zum Zeitpunkt der einzelnen Lichtpulse nicht nur die bekannte Möglichkeit genutzt, die spektrale Zusammensetzung der Lichtpulse so abzustimmen, dass ein Lichtpuls jeweils zu einem Teilbild in einem der getrennten Spektralbereiche beiträgt und nicht zu den Teilbildern in den anderen Spektralbereichen. Vielmehr werden zusätzliche Lichtpulse so ausgebildet, dass sie wesentliche Anteile in mehreren der getrennt voneinander aufgezeichneten Spektralbereiche aufweisen. Diese zusätzlichen Lichtpulse tragen dann zu mehreren Teilbildern des Objekts in den voneinander getrennten Spektralbereichen bei. Bei bekannter spektraler Zusammensetzung dieser zusätzlichen Lichtpulse können die entsprechenden Abbilder des Objekts zum Zeitpunkt dieser zusätzlichen Lichtpulse aus den Teilbildern des Objekts in den voneinander getrennten Spektralbereichen herausgerechnet werden. Konkret werden hierzu für jeden einzelnen Bildpunkt die Lichtintensitäten der einzelnen Teilbilder in den voneinander getrennten Spektralbereichen verglichen.
-
Unter der Annahme, dass zu diesen Lichtintensitäten nur ein einzelner Lichtpuls beigetragen hat, ist die Analyse, welcher Lichtpuls dies war, sehr einfach, weil sich dies aus der relativen Verteilung der Lichtintensitäten über die einzelnen Teilbilder unmittelbar ergibt. Aber auch dann, wenn zu einem einzelnen Bildpunkt von verschiedenen Lichtpulsen herrührende Lichtintensitäten beitragen, können diese unter Berücksichtigung weiterer Randbedingungen den einzelnen Lichtpulsen eindeutig zugeordnet werden. Im Ergebnis können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Abbilder des Objekts zu den m Zeitpunkten aus den relativen Lichtintensitäten der n Teilbilder bestimmt werden. Es versteht sich, dass jedes dieser Abbilder ein Hell-Dunkel-Bild des Objekts ist.
-
Der wesentliche Anteil in den mehreren voneinander getrennten Spektralbereichen, den der mindestens eine der m Lichtpulse bei einer spektralen Zusammensetzung aufweist, beträgt jeweils mindestens 1/2n, vorzugsweise jeweils mindestens 1/n. D. h. vorzugsweise ist der wesentliche Anteil in jedem voneinander getrennten Spektralbereich nicht kleiner als bei einer Gleichverteilung der Intensität über alle getrennten Spektralbereiche.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auf ganz einfache Weise n = 2n – 1 Bilder des Objekts während einer Belichtungszeit durch farbcodierte Lichtpulse trennbar in den Teilbildern aufgezeichnet werden. Dieser Wert für m ergibt sich dadurch, dass jeder Lichtpuls eine Intensität in jedem der n voneinander getrennten Spektralbereiche aufweisen kann oder nicht. Hieraus resultieren grundsätzlich 2n Kombinationsmöglichkeiten, wobei jedoch die Kombination, bei der der Lichtpuls jeweils keine Lichtintensität in jedem der Spektralbereiche aufweist, zu keinem tatsächlichen Lichtpuls führt und daher abgezogen werden muss.
-
Mit einfachsten Mitteln, d. h. einer herkömmlichen RGB-Kamera, ist eine Ausführungsform der Erfindung umsetzbar, bei der n gleich 3, wobei die von voneinander getrennten Spektralbereiche ein roter, ein grüner und ein blauer Spektralbereich sind.
-
Bei der vorliegenden Erfindung kann die spektrale Zusammensetzung der Lichtpulse, die wesentliche Anteile in mehreren der voneinander getrennten Spektralbereiche, in denen die Teilbilder aufgezeichnet werden, aufweisen, auch so abgestimmt sein, dass gezielt die sogenannten subtraktiven Kanäle einer RGB-Kamera, d. h. C (Cyan), Y (Yellow) und M (Magenta) angesprochen werden.
-
Die Lichtpulse unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung können jeweils durch synchrones Überlagern von Licht aus o spektral verschiedenen Emissionsbereichen und mit wechselnden Anteilen an dem einzelnen Lichtpuls erzeugt werden. Dabei kann o gleich n sein, und die verschiedenen Emissionsbereiche können den voneinander getrennten Spektralbereichen entsprechen. D. h., jeder einzelne Emissionsbereich kann so auf einen der Spektralbereiche, in denen eines der Teilbilder aufgezeichnet wird, abgestimmt sein, dass er nur in diesen einen Spektralbereich fällt.
-
Das Licht aus den spektral verschiedenen Emissionsbereichen kann parallel auf das interessierende Objekt projiziert werden. Vorzugsweise wird es jedoch, um Parallaxe-Effekte zu vermeiden, auf einer gemeinsamen optischen Achse überlagert, bevor es auf das Objekt projiziert wird.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit den Lichtpulsen insbesondere sich bewegende punktförmige Objekte beleuchtet werden, wie beispielsweise im Rahmen einer Particle Image Velocimetry (PIV) oder bei sonstiger Verfolgung von Teilchen, Bläschen oder Eispartikeln im Auflicht. Bei den punktförmigen Objekten kann es sich auch um Marker handeln, mit denen ein größeres Objekt markiert ist. Mit den Lichtpulsen kann aber auch ein Punktemuster auf einem Objekt beleuchtet werden, wie dies aus der Image Pattern Correlation Technique (IPCT) bekannt ist. Mit den Lichtpulsen kann aber auch ein Punktemuster auf das Objekt projiziert werden. Dies Vorgehen ist aus der Projected Pattern Correlation (PROPAC) Technik bekannt. Zudem kann mit den Lichtpulsen auch ein Phasenobjekt durchleuchtet werden. Dies ist eine aus der Hintergrundschlieren-Methode (Background-Oriented Schlieren = BOS) bekannte Vorgehensweise.
-
Bei all diesen Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Anzahl der Abbilder des Objekts gegenüber der möglichen Anzahl unterschiedlich farbcodierter Lichtpulse verdoppelt werden, indem die aus der
DE 10 2009 029 321 A1 bekannten Techniken Verwendung finden, nach denen eine Folge der Lichtpulse insbesondere nach dem Wechsel zwischen zwei Halbbildern einer Videokamera wiederholt wird, so dass zwei aufeinanderfolgende Folgen von Lichtpulsen zeitlich dicht aneinander anschließen.
-
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer mehrere Farbkanäle aufweisenden Farbkamera und mehreren, auf jeweils einen der Farbkanäle der Farbkamera abgestimmten, einzeln ansteuerbaren gepulsten Farblichtquellen steuert eine Steuerung die Farblichtquellen synchron an, um während einer Belichtungszeit der Farbkamera Lichtpulse unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung in einer größeren Zahl als der Anzahl der Farblichtquellen zu erzeugen, wobei mindestens einer der Lichtpulse Licht von mindestens zwei der Farblichtquellen aufweist.
-
Jeder der Farbkanäle der Farbkamera definiert einen der voneinander getrennten Spektralbereiche, in denen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Teilbild aufgenommen wird. Jede Farblichtquelle definiert einen der verschiedenen Emissionsbereiche aus dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Licht zur Erzeugung der Lichtpulse überlagert wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
-
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
-
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.
-
1 skizziert eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
2 skizziert mögliche Abfolgen von Lichtpulsen während einer Belichtungszeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
3 illustriert eine mögliche Farbcodierung der Lichtpulse gemäß 2.
-
4 illustriert Bilder eines punktförmigen Objekts zu den Zeitpunkten der einzelnen aufeinanderfolgenden Lichtpulse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren; und
-
5 illustriert eine Möglichkeit, die Anzahl der trennbaren Lichtpulse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verdoppeln.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 umfasst drei Farblichtquellen 2 bis 4. Die Farblichtquelle 2 ist hier eine rote Leuchtdiode, die Farblichtquelle 3 eine grüne Leuchtdiode und die Farblichtquelle 4 eine blaue Leuchtdiode. Das Licht von jeder der Farblichtquellen 2 bis 4 wird in einen Lichtleiter 5 eingekoppelt, und mit den Lichtleitern 5 auf einer gemeinsam optischen Achse 6 zusammengeführt. Das aus den Lichtleitern 5 austretende Licht von den Farblichtquellen 2 bis 4 ist auf der optischen Achse 6 überlagert und wird mit einer Kondensorlinse 7 geformt, um ein Objekt 8 zu beleuchten. Licht von dem Objekt 8 wird mit einer Abbildungsoptik 9 auf eine Farbkamera 10 projiziert.
-
Die einzelnen Farblichtquellen 2 bis 4 werden von einer Steuerung 11 mit Ansteuersignalen 12 bis 14 individuell angesteuert und zwar entweder einzeln oder in definierten Kombinationen, worauf im Zusammenhang mit 3 noch näher eingegangen werden wird. Zeitlich abgestimmt auf Lichtpulse, die von den Farblichtquellen 2 bis 4 ausgegeben werden, wird die Farbkamera 10 von der Steuerung 11 mit einem externen Triggersignal 15 angesteuert, und die Farbkamera gibt jedes ihrer Bilder über getrennte Farbkanäle 16 bis 18 aus, wobei ein Teilbild auf jedem dieser Kanäle einen von drei getrennten Spektralbereichen des jeweiligen Bilds entspricht. In Abstimmung auf die Missionsbereiche, in denen die rote, die grüne und die blaue Leuchtdiode als Farblichtquellen 2 bis 4 emittieren, sind die Spektralbereiche der Farbkanäle 16 bis 18 festgelegt (oder umgekehrt). So wird Licht von einer der Farblichtquellen 2 bis 4 idealer Weise in genau einem der Farbkanäle 16 bis 18 registriert.
-
2 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Betrieb der Farbkamera 10 gemäß 1. In 2a ist der Zeitpunkt eines Startsignals 19 zum Öffnen des Verschlusses der Farbkamera angezeigt. Hierin schließt sich eine in 2b dargestellte Belichtungszeit 20 oder Bildintegrationszeit der Farbkamera an. Während dieser Bildintegrationszeit werden mit den Farblichtquellen 2 bis 4 gemäß 1 sieben verschiedene farbcodierte Lichtpulse I bis VII auf das Objekt 8 gerichtet. Dabei kann die Abfolge der Lichtpulse I bis VII innerhalb der Belichtungszeit 20 frei gewählt werden. Dies ist in 2c durch innerhalb der Belichtungszeit 20 dicht aufeinander folgende Lichtpulse I bis VII und in 2d durch über die Belichtungszeit 20 verstreute Lichtpulse I bis VII angedeutet. Obwohl die Lichtpulse I bis VII sämtlich in dieselbe Belichtungszeit 20 fallen, kann durch Auswerten der Teilbilder von den einzelnen Farbkanälen 16 bis 18 gemäß 1 auf getrennte Bilder des Objekts zu den Zeitpunkten der einzelnen Lichtpulse I bis VII rückgeschlossen werden, da jeder dieser Lichtpulse eindeutig farbcodiert ist.
-
Eine Möglichkeit für diese Farbcodierung ist in 3 illustriert. 3 zeigt für jeden der Lichtpulse I bis VII die Anteile an rotem Licht R, grünem Licht G und blauem Licht B von den Farblichtquellen 2 bis 4 gemäß 1. Dabei ist die Gesamtintensität der Lichtpulse jeweils auf 1 (relative Einheit) normiert. Der Lichtpuls I weist nur blaues Licht B mit der Intensität 1 auf. Der Lichtpuls II weist blaues Licht B und grünes Licht G jeweils mit der Intensität 0,5 und damit zusammen mit der Intensität 1 auf. Der Lichtpuls III weist nur grünes Licht G mit der Intensität 1 auf. Der Lichtpuls IV weist rotes und grünes Licht jeweils mit der Intensität 0,5 auf. Der Lichtpuls V weist sowohl rotes Licht R als auch grünes Licht G als auch blaues Licht B jeweils mit der Intensität von einem Drittel auf; und der Lichtpuls VII weist nur rotes Licht R mit der Lichtintensität 1 auf. Wenn ein Bildpunkt in allen Teilbildern nur Lichtintensität von einem Lichtpuls umfasst, kann anhand der Zuordnung gemäß 3 direkt geschlossen werden, von welchen der Lichtpulse I bis VII diese Lichtintensität stammt. Aber auch bei einer Überlagerung von Licht mehrerer Lichtpulse ist eine Zuordnung möglich, wenn weitere Randbedingungen gelten, wie beispielsweise definierte absolute Intensitäten der Lichtpulse I bis VII.
-
4a zeigt sieben Abbilder 21 eines punktförmigen Objekts in einem Bild der Farbkamera 10 gemäß 1, die jeweils der Lage des Objekts zum Zeitpunkt eines der Lichtblitze I bis VII entsprechen. Daher sind die Abbilder 21 auch mit I bis VII durchnummeriert. Die Abbilder 21 als solche stellen in 4a nur eine Punktwolke dar. Wenn man die Abbilder 21 gemäß 4b jedoch mit Pfeilen 22 verbindet, die ihre zeitliche Abfolge widerspiegeln, d. h. ein Pfeil 22 führt von dem dem Lichtblitz I entsprechenden Abbild 21 zu dem dem Lichtblitz II entsprechenden Abbild usw., zeichnet sich eine Bewegungsbahn 23 des abgebildeten Objekts ab, die in 4c separat dargestellt ist.
-
5 illustriert, wie bei einer Kamera mit einem asynchron triggerbaren Verschluss die Anzahl der farbcodiert schnell hintereinander aufnehmbaren Bilder eines Objekts bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verdoppelt werden kann. 5a zeigt den Zeitpunkt an, zu dem ein Triggersignal 24 eine in 5b dargestellte erste Integrationszeit 25 der Farbkamera beginnen lässt. Diese Integrationszeit endet mit einem Bildwechsel 26 direkt nach der ersten Folge von sieben Lichtpulsen I bis VII, wie sie in 5d aufgetragen sind. In der nachfolgenden Belichtungszeit 27 kann sich direkt eine weitere Abfolge aller sieben Lichtpulse I bis VII anschließen. Ein nächster Bildwechsel 26 erfolgt erst im normalen Rhythmus der Farbkamera bestimmt durch ihre normale Bildfrequenz. D. h. eine nächste Folge von Lichtpulsen kann erst später erzeugt werden, wenn die resultierenden Bilder trennbar sein sollen. Immerhin wird durch dieses Vorgehen jedoch die Anzahl der dicht aufeinander folgenden untrennbaren Bilder zum Zeitpunkt jeweils eines der Lichtpulse I bis VII verdoppelt. 5c zeigt im Vergleich die Anzahl von Lichtpulsen 28 bei einem normalen monochromatischen videografischen Verfahren zum Abbilden eines bewegten Objekts an. Diese können zwar auch um einen Bildwechsel 26 herum schnell aufeinander folgen. Sie ergeben dann aber nur zwei trennbare Bilder.
-
Bei den Farblichtquellen kann es sich insbesondere um LEDs handeln, wie sie unter dem Handelsnamen Phlatlight von der Fa. Luminus vertrieben werden. Diese Dioden weisen bereits eine außergewöhnlich hohe Dauerlichtleistung von über 2.000 Lumen auf, können aber kurzzeitig für noch höhere Lichtleistungen mit sehr kurzen, sehr starken Strompulsen beaufschlagt werden.
-
Als Farbkameras können insbesondere CMOS- und CCD-Bildsensoren verwendet werden. Dabei können direkt Farb-CCD- oder Farb-CMOS-Sensoren eingesetzt werden, die in unterschiedlichen Spektralbereichen empfindliche und in einer so genannten Bayer-Matrix angeordnete Einzelsensoren aufweisen. Auch bei einer Farbkamera mit nur einem Farbsensorarray handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung jedoch um eine Mehrzahl von Bildsensorarrays, weil ein Farbsensorarray für jede Farbe ein eigenes Array von nur für diese Farbe empfindlichen Einzelsensoren umfasst. Es gibt aber auch Farbkameras mit räumlich getrennten Sensorarrays für die einzelnen Farben bzw. Spektralbereiche. Diese können einander überlappend oder hinter spektral trennenden Bauteilen angeordnet sein.
-
Wichtig ist für die vorliegende Erfindung, dass die jeweilige Farbkamera nur in Arbeitspunkten betrieben wird, die von ihrer Sättigung entfernt sind, um volle Informationen über die spektrale Zusammensetzung des einfallenden Lichts aufzunehmen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch stereoskopisch mit mehreren Farbkameras durchgeführt werden, die das interessierende Objekt aus unterschiedlichen Richtungen aufnehmen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Farblichtquelle
- 3
- Farblichtquelle
- 4
- Farblichtquelle
- 5
- Lichtleiter
- 6
- optische Achse
- 7
- Kondensorlinse
- 8
- Objekt
- 9
- Abbildungsoptik
- 10
- Farbkamera
- 11
- Steuerung
- 12
- Ansteuersignal
- 13
- Ansteuersignal
- 14
- Ansteuersignal
- 15
- Triggersignal
- 16
- Farbkanal
- 17
- Farbkanal
- 18
- Farbkanal
- 19
- Startsignal
- 20
- Belichtungszeit
- 21
- Abbild
- 22
- Pfeil
- 23
- Bewegungsbahn
- 24
- Trägersignal
- 25
- erste Belichtungszeit
- 26
- Bildwechsel
- 27
- zweite Belichtungszeit
- 28
- Lichtpuls
- I
- Lichtpuls
- II
- Lichtpuls
- III
- Lichtpuls
- IV
- Lichtpuls
- V
- Lichtpuls
- VI
- Lichtpuls
- VII
- Lichtpuls
-
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 Patentliteratur
-
- DE 102009029321 A1 [0005, 0019]
- DE 102017054602 A1 [0006]
