DE19610101A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines LichtleitfaserbündelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels für die Infor
mationsübertragung.
Zur Informationsübertragung mittels Lichtleitern werden in
der Regel Lichtleitfaserbündel verwendet, deren Lichtleitfa
sern möglichst parallel zueinander sind. Derartige Faserbün
del sind aufwendig herzustellen und weisen hinsichtlich
ihrer Gestaltung eine verminderte Flexibilität auf. Bei der
Bildübertragung über Lichtleitfaserbündel führen Abweichun
gen von der Parallelität zu Bildfehlern. Bei einer willkür
lichen Anordnung der Lichtleitfasern an den jeweiligen Enden
kann ohne weitere Maßnahmen kein erkennbares Bild übertragen
werden. In einem solchen Fall muß das eingekoppelte Bild aus
den auskoppelseitig empfangenen Informationen rekonstruiert
werden. Hierzu ist es notwendig, daß die Faserenden am ein
koppelseitigen Ende des Lichtleitfaserbündels den Faserenden
am auskoppelseitigen Ende zugeordnet werden können. Auch für
die Übertragung sonstiger Daten und Signale muß eine solche
Zuordnung gegeben sein.
Aus der DE 43 18 140 A1 ist ein Verfahren bekannt, das es
erlaubt, die einkoppelseitigen Koordinaten der einzelnen
Lichtleitfasern den auskoppelseitigen Koordinaten zuzuord
nen. Hierzu wird Licht an der Einkoppelseite des Faserbün
dels eingekoppelt und die Auskoppelseite mit einer Kamera
betrachtet. Mit Hilfe einer Bildverarbeitung werden die aus
koppelseitigen Faserenden in dem von der Kamera aufgenomme
nen Bild voneinander separiert und ihre Koordinaten ermit
telt. Zur Bestimmung der einkoppelseitigen Koordinaten wird
vor der Einkoppelseite eine Blende verfahren, die das
zunächst beleuchtete Einkoppelende schrittweise abschattet.
Dies geschieht nacheinander in zueinander senkrecht stehen
den Richtungen. Während der Bewegung der Blende wird an der
Auskoppelseite festgestellt, bei welcher Blendenposition
eine bestimmte Lichtleitfaser abdunkelt. Die entsprechenden
Blendenpositionen ergeben dann die einkoppelseitigen Koordi
naten der betrachteten Lichtleitfaser, so daß anschließend
eine Zuordnung der einkoppelseitigen zu den auskoppelseiti
gen Koordinaten der Lichtleitfasern möglich ist. Hieraus
wird eine Zuordnungstabelle erstellt, mit deren Hilfe aus
der am auskoppelseitigen Ende des Faserbündels erhaltenen
Lichtinformation das eingekoppelte Bild rekonstruiert werden
kann.
Des weiteren ist aus der DE 40 42 317 A1 ein Verfahren zur
Zuordnung der einkoppelseitigen zu den auskoppelseitigen En
den der Lichtleitfasern bekannt. Hier werden ebenfalls be
wegte Blenden vor der Einkoppelseite des Faserbündels ver
fahren, um eine Zuordnung der Lichtleitfaserenden zueinander
zu ermöglichen.
Die vorbeschriebenen Verfahren weisen insbesondere Nachteile
hinsichtlich des Zeitaufwandes und der Reproduzierbarkeit
auf. Die Blenden werden in Schrittweiten verfahren, die etwa
dem halben Durchmesser einer Lichtleitfaser entsprechen,
weshalb bei gängigen Faserbündeln etwa zweitausend Aufnahmen
abgespeichert und verarbeitet werden müssen. Sämtliche Stö
rungen, die während der Kalibrierung auftreten, haben nega
tiven Einfluß auf das Ergebnis und verringern die Qualität
der rekonstruierten Bilder. Des weiteren führen auch die me
chanische Bewegung und die Ungenauigkeiten bei der Grundein
stellung der Blende zu Problemen hinsichtlich der Reprodu
zierbarkeit der Kalibrierung.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzu
stellen, mit denen die Kalibrierung mit gegenüber dem Stand
der Technik geringerem Zeitaufwand und höherer Reproduzier
barkeit durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der
eingangs genannten Art gelöst, bei dem
- a) die auskoppelseitigen Koordinaten der einzelnen Licht leitfasern bestimmt werden,
- b) eine Folge unterschiedlich strukturierter Bilder in das Lichtleitfaserbündel eingekoppelt wird, wobei
- aa) die Struktur jedes Bildes jeweils durch vorgegebene zusammenhängende Bereiche diskreter Grauwerte gebil det wird und
- bb) die Strukturen derart gewählt werden, daß durch die Folge der Bilder das einkoppelseitige Ende ab deckende, zusammenhängende Zonen gebildet werden, von denen jede eine andere Grauwertfolge aufweist,
- c) gleichzeitig zu jedem eingekoppelten Bild für jede Lichtleitfaser der am auskoppelseitigen Ende austretende Grauwert protokolliert wird,
- d) aus den gemäß Merkmal c) ermittelten Grauwertfolgen die einkoppelseitigen Koordinaten der jeweiligen Lichtleit faser bestimmt werden, wobei als einkoppelseitige Koor dinaten die Koordinaten der die jeweilige Grauwertfolge erzeugenden Zone genommen werden, und
- e) in einer Zuordnungstabelle die einkoppelseitigen Koordi naten der Lichtleitfasern den zugehörigen auskoppelsei tigen Koordinaten zugeordnet werden.
Die Verwendung strukturierter Bilder erlaubt es, auf mecha
nisch bewegte Blenden völlig zu verzichten, wodurch auf die
Blendenbewegung basierende Ungenauigkeiten völlig vermieden
werden und die Anfälligkeit des Kalibrierungsverfahrens ge
genüber störenden Einflüssen aus der Umgebung sinkt. Zudem
kommt man bei einer geeigneten Wahl der Bildstruktur mit ei
ner wesentlich geringeren Anzahl von Aufnahmen aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt wer
den, daß die Flächen der Zonen jeweils der Fläche des Quer
schnitts der Lichtleitfasern entsprechen.
Die Größe der Zonenflächen definiert das Auflösungsvermögen
für ein durch das Faserbündel übermitteltes, zu rekonstruie
rendes Bild. Das Auflösungsvermögen ist aber auch durch die
Querschnittsfläche der Lichtleitfasern begrenzt, so daß eine
Anpassung der Zonenflächen an die Querschnittsfläche der
Lichtleitfasern eine maximale Auflösung ergibt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren
so durchzuführen, daß zur Erstellung der Bildfolge von einem
Bild mit n jeweils einen anderen Grauwert aufweisenden Be
reichen ausgegangen wird und iterativ für jedes weitere Bild
jeder Bereich in n Teilbereiche geteilt wird, denen dann je
weils ein anderer der n Grauwerte zugewiesen wird.
Je höher die Zahl n, um so geringer ist die nötige Anzahl
strukturierter Bilder um die die einkoppelseitigen Koordina
ten definierenden Zonen auf die Größe des Querschnitts der
in der Objektebene abgebildeten Lichtleitfasern zu bringen.
Es ist vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren so auszu
führen, daß zwei Grauwerte verwendet werden.
Dabei bieten sich Bilder mit schwarzen und weißen Bereichen
an, wodurch die Zuordnung der Lichtleitfasern zu bestimmten
Bereichen einfacher wird.
Es ist auch vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren so
auszuführen, daß zwei Bereiche mit unterschiedlichen Grau
werten entlang einer Gerade aneinandergrenzen und die Gerade
parallel zu einer der zu bestimmenden Koordinatenrichtungen
ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren
so auszuführen, daß nach der Bestimmung der X-Koordinaten
zur Bestimmung der Y-Koordinaten dieselben strukturierten
Bilder um 90° um ihre Normalenachse gedreht erneut eingekop
pelt werden.
Schließlich ist auch vorteilhaft, das erfindungsgemäße Ver
fahren so auszuführen, daß die Folge der strukturierten Bil
der EDV-gesteuert über einen Bildschirm eingekoppelt wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren
der eingangs genannten Art gelöst, bei dem
- a) die auskoppelseitigen Koordinaten der einzelnen Licht leitfasern bestimmt werden,
- b) mindestens ein farbstrukturiertes Bild in das Lichtleitfaserbündel eingekoppelt wird, wobei das Bild ein zweidimensionales Farbfeld aufweist, in dem jeder Farbwert nur einmal vorkommt,
- c) gleichzeitig für jede Lichtleitfaser der am auskoppel seitigen Ende austretende Farbwert festgestellt wird,
- d) aus den gemäß Merkmal c) ermittelten Farbwerten die ein koppelseitigen Koordinaten der jeweiligen Lichtleitfaser bestimmt werden, wobei als einkoppelseitige Koordinaten die Koordinaten des den jeweiligen Farbwert erzeugenden Punktes des Farbfeldes genommen werden, und
- e) in einer Zuordnungstabelle die einkoppelseitigen Koordi naten der Lichtleitfasern den zugehörigen auskoppelsei tigen Koordinaten zugeordnet werden.
Bei diesem Verfahren kann man die gewünschte Zuordnungsta
belle aus einem einzigen farbstrukturierten Bild erhalten,
wodurch der Zeitaufwand für die Kalibrierung der Lichtlei
tereinheit auf ein Minimum reduziert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt wer
den, daß das Farbfeld aus Farbelementen konstanter Farbe zu
sammengesetzt ist, deren Fläche der Fläche des Querschnitts
der Lichtleitfasern entspricht.
Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft
auch so ausgeführt werden, daß die einzige eingesetzte Farbe
grau ist.
Weiterhin kann dieses erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft
auch so ausgeführt werden, daß die auskoppelseitigen Koordi
naten der einzelnen Lichtleitfasern während der Einkopplung
des farbstrukturierten Bildes bestimmt werden, indem am aus
koppelseitigen Ende das eingekoppelte Licht erfaßt wird, die
einzelnen Lichtleitfasern separiert und die Mittelpunkte der
Lichtleitfasern ermittelt werden.
Auf diese Weise werden während einer einzigen Einkopplung
des farbstrukturierten Bildes sowohl die auskoppelseitigen
als auch die einkoppelseitigen Koordinaten der einzelnen
Lichtleitfasern bestimmt. Gleichzeitig ist auch die Zuord
nung der auskoppelseitigen zu den einkoppelseitigen Koordi
naten gegeben.
Sowohl bei der Verwendung der strukturierten als auch der
farbstrukturierten Bilder können die jeweiligen Verfahren so
ausgeführt werden, daß die strukturierten bzw. farbstruktu
rierten Bilder von einer Objektebene aus über eine Einkop
peloptik in das einkoppelseitige Ende des Lichtleitfaserbün
dels eingekoppelt werden.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch vorteilhaft,
die einkoppelseitigen Koordinaten der Lichtleitfasern in der
durch die Einkoppeloptik gegebenen Abbildungen des einkop
pelseitigen Endes auf die Objektebene zu bestimmen sowie das
auskoppelseitige Ende des Lichtleitfaserbündels über eine
Auskoppeloptik auf eine Bildebene abzubilden und die auskop
pelseitigen Koordinaten der Lichtleitfasern in der durch die
Auskoppeloptik gegebenen Abbildung des auskoppelseitigen En
des auf die Bildebene zu bestimmen.
Wenn die einkoppelseitigen (auskoppelseitigen) Koordinaten
der Lichtleitfaserenden in der Objektebene (Bildebene) der
Einkoppeloptik (Auskoppeloptik) bestimmt werden, werden bei
der Zuordnung der einkoppelseitigen zu den auskoppelseitigen
Koordinaten tatsächlich Punkte der Objektebene Punkten der
Bildebene zugeordnet. Hierdurch werden optische Bildfehler,
wie z. B. Verzeichnungen und, falls die Kalibrierung einzeln
für verschiedene Farben, z. B. für die Farbkanäle Rot, Grün
und Blau, durchgeführt wird, auch chromatische Aberrationen
bei der Bildrekonstruktion ohne weiteres Zutun ausgeglichen.
Die Aufgabe wird durch eine zur Durchführung beider vorbe
schriebenen Verfahren geeignete Vorrichtung gelöst, die eine
Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme des auskoppelseitigen Endes
des Lichtleitfaserbündels und eine EDV-Anlage zur Auswertung
der mit der Bildaufnahmeeinheit empfangenen Bilder aufweist
und sich durch einen durch die EDV-Anlage gesteuerten Bild
schirm zur Darstellung der zur Einkopplung in das Lichtleit
faserbündel vorgesehenen Bilder auszeichnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet
sein, daß der Bildschirm ein LCD-Bildschirm ist.
Ein LCD-Bildschirm ist wegen seines hohen Auflösungsvermö
gens und der Möglichkeit der kompakten Bauweise besonders
für die hier betroffenen Zwecke geeignet. Darüber hinaus
kann aber auch ein Elektronenbildschirm, ein Plasmabild
schirm oder eine sonstige Bildschirmart eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so
ausgebildet sein, daß eine Einkoppeloptik zur Einkopplung
der strukturierten bzw. farbstrukturierten Bilder von einer
Objektebene aus in das einkoppelseitige Ende vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mit einer zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung farbstruk
turierter Bilder geeigneten Vorrichtung der eingangs genann
ten Art gelöst, die eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme
des auskoppelseitigen Endes des Lichtleitfaserbündels und
eine EDV-Anlage zur Auswertung der mit der Bildaufnahme
einheit empfangenen Bilder aufweist und sich durch ein farb
strukturiertes Bild und eine Beleuchtungseinheit zur Be
leuchtung des farbstrukturierten Bildes auszeichnet.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft auch so
ausgebildet sein, daß das farbstrukturierte Bild transparent
ist und zwischen der Beleuchtungseinheit und dem einkoppel
seitigen Ende plaziert ist.
Schließlich kann diese erfindungsgemäße Vorrichtung auch so
ausgebildet sein, daß eine Einkoppeloptik zur Einkopplung
der farbstrukturierten Bilder von einer Objektebene aus in
das einkoppelseitige Ende vorgesehen ist.
Im folgenden soll anhand von Figuren ein vorteilhaftes Aus
führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens darge
stellt werden.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus der er
findungsgemäßen Vorrichtung und des zu kalibrie
renden Lichtleitfaserbündels,
Fig. 2 die schematische Darstellung dreier strukturierter
Bilder aus einer Bilderfolge und
Fig. 3 zwei Diagramme mit beispielhaften, am auskoppel
seitigen Ende der Lichtleitfaserbündels
festgestellten und zu jeweils einer Lichtleitfaser
gehörenden Signalfolgen.
In Fig. 1 ist schematisch die Vorrichtung 1 zur Kalibrierung
des Lichtleitfaserbündels 2 dargestellt. Am Einkoppelende
des Faserbündels 2 befindet sich die Einkoppeloptik 3, über
die hier nicht dargestellte Bilder in das Faserbündel 2 von
einer Objektebene 4 aus eingekoppelt werden können. Das aus
koppelseitige Ende des Faserbündels 2 wird mit einer Auskop
peloptik 5 auf eine Bildebene 6 projiziert, von der über
eine CCD-Kamera 7 die durch die Lichtleitfaser übermittelten
Lichtsignale aufgenommen werden. Die aufgenommenen Lichtsi
gnale werden zur Bildverarbeitung an eine EDV-Anlage 8 wei
tergegeben.
Zur Kalibrierung des Lichtleitfaserbündels 2 werden zunächst
nach einem bekannten Verfahren die auskoppelseitigen Koordi
naten der Lichtleitfasern bestimmt, wobei die Koordinaten
auf die Abbildung des auskoppelseitigen Endes des
Lichtleitfaserbündels 2 auf die Bildebene 6 bezogen sind.
Hierfür wird das einkoppelseitige Ende des Lichtleitfaser
bündels 2 vollständig und gleichmäßig beleuchtet und gleich
zeitig mit der CCD-Kamera 7 das auskoppelseitige Ende be
trachtet. Mit Hilfe eines bekannten Bildverarbeitungsalgo
rithmus werden die einzelnen Lichtleitfasern am auskoppel
seitigen Ende festgestellt und ihre auskoppelseitigen Koor
dinaten ermittelt.
Hiernach werden die einkoppelseitigen Koordinaten der Licht
leitfasern derart bestimmt, daß gleichzeitig eine Zuordnung
der auskoppelseitigen zu den einkoppelseitigen Koordinaten
erfolgen kann. Dazu wird von einem LCD-Bildschirm 9 aus über
die Einkoppeloptik 3 eine Folge in Fig. 1 nicht darge
stellter Bilder in das Lichtleitfaserbündel 2 eingekoppelt.
Der LCD-Bildschirm 9 wird über die EDV-Anlage 8 gesteuert.
Fig. 2 zeigt drei beispielhafte strukturierte Bilder
10, 11, 12 aus der ersten Hälfte der Bildfolge zur Bestimmung
der ersten Koordinate jeder Lichtleitfaser. Das erste struk
turierte Bild 10 weist einen schwarzen und einen gleich
großen weißen Bereich auf, die auf einer vertikalen Geraden
aneinandergrenzen. Diese Grenze verläuft senkrecht zur Achse
der zuerst zu bestimmenden Koordinate.
Bei der Einkopplung des strukturierten Bildes 11 in das
Lichtleitfaserbündel 2 wird in etwa die Hälfte der Licht
leitfasern durch den weißen Bereich des eingekoppelten Bil
des beleuchtet. Die andere Hälfte bleibt unbeleuchtet. Mit
der CCD-Kamera 8 wird gleichzeitig am Auskoppelende des
Lichtleitfaserbündels 2 zu jeder Lichtleitfaser anhand des
übertragenen Lichtsignals festgestellt, ob die Lichtleitfa
ser bei der Einkopplung des Bildes beleuchtet ist oder
nicht. Lichtleitfasern, die nur teilweise beleuchtet werden,
werden mittels eines vorgegebenen Schwellenwertes je nach
Grauwert des empfangenen Signals als beleuchtet oder nicht
beleuchtet betrachtet. Diese Information wird für jede
Lichtleitfaser separat in der EDV-Anlage 9 abgespeichert.
Anschließend wird das Bild 11 in das Lichtleitfaserbündel 2
eingekoppelt, wobei Bild 11 nunmehr vier durch senkrechte
Geraden getrennte Bereiche gleicher Breite aufweist, die ab
wechselnd schwarz und weiß sind. Das nächste einzukoppelnde,
hier nicht dargestellte Bild weist dann wieder doppelt so
viele Bereiche wie das vorherige Bild 11 auf. Auf diese
Weise wird fortgefahren, bis schließlich das letzte Bild 12
der aus z. B. sieben Bildern bestehenden ersten Hälfte der
Bildfolge 2⁷ = 128 parallele schwarze und weiße Bereiche
aufweist. Dabei entspricht in der durch die Einkoppeloptik 3
gegebenen Abbildung des Bildes 12 auf das einkoppelseitige
Ende des Lichtleitfaserbündels 2 die Breite eines solchen
Bereichs in etwa dem Radius einer Lichtleitfaser.
Aus der zeitlichen Abfolge der mit der CCD-Kamera 7 für jede
Lichtleitfaser zu jedem eingekoppelten Bild aufgenommenen
und mittels der EDV-Anlage 9 abgespeicherten Information, ob
die Lichtleitfaser beleuchtet war oder nicht, ergibt sich
für jede Lichtleitfaser eine charakteristische Binärfolge.
Zwei solcher Binärfolgen, wie sie für zwei Lichtleitfasern aufgenommen werden, sind beispielhaft in Fig. 3 in Form von Diagrammen 13, 14 dargestellt. Der Wert 1 auf der Ordinate bedeutet, daß die Lichtleitfaser bei einem bestimmten struk turierten Bild (n auf der Abszisse) am einkoppelseitigen Ende beleuchtet war. Aus den Binärfolgen kann für die be treffende Lichtleitfaser die einkoppelseitige Koordinate er mittelt werden, deren Koordinatenachse senkrecht zu den die Bereiche auf den strukturierten Bildern trennenden Geraden ist. Als Koordinatenbezugsebene dient die Objektebene 4, auf die das einkoppelseitige Ende des Lichtleitfaserbündels 2 durch die Einkoppeloptik 3 abgebildet wird.
Zwei solcher Binärfolgen, wie sie für zwei Lichtleitfasern aufgenommen werden, sind beispielhaft in Fig. 3 in Form von Diagrammen 13, 14 dargestellt. Der Wert 1 auf der Ordinate bedeutet, daß die Lichtleitfaser bei einem bestimmten struk turierten Bild (n auf der Abszisse) am einkoppelseitigen Ende beleuchtet war. Aus den Binärfolgen kann für die be treffende Lichtleitfaser die einkoppelseitige Koordinate er mittelt werden, deren Koordinatenachse senkrecht zu den die Bereiche auf den strukturierten Bildern trennenden Geraden ist. Als Koordinatenbezugsebene dient die Objektebene 4, auf die das einkoppelseitige Ende des Lichtleitfaserbündels 2 durch die Einkoppeloptik 3 abgebildet wird.
Zur Ermittlung der zweiten einkoppelseitigen Koordinate je
der Lichtleitfaser wird die zweite Hälfte der Bildfolge in
das Lichtleitfaserbündel 2 eingekoppelt. Diese zweite Hälfte
der Bildfolge unterscheidet sich von der ersten Hälfte al
lein dadurch, daß die die Bereiche der Bilder trennenden Ge
raden nunmehr horizontal verlaufen. Die strukturierten Bil
der 10, 11, 12 werden also für die zweite Hälfte der Bildfolge
lediglich um 90° um ihre Normalenachse gedreht.
Hiernach sind zu jeder Lichtleitfaser sowohl die auskoppel
seitigen als auch die einkoppelseitigen Koordinaten bekannt.
Hieraus kann dann eine Zuordnungstabelle erstellt werden,
die zur Rekonstruktion eines beliebigen eingekoppelten Bil
des benötigt wird.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zur Kalibrierung der Lichtleitereinheit
2 Lichtleitfaserbündel
3 Einkoppeloptik
4 Objektebene
5 Auskoppeloptik
6 Bildebene
7 CCD-Kamera
8 EDV-Anlage
9 Bildschirm
10 strukturiertes Bild
11 strukturiertes Bild
12 strukturiertes Bild
13 Diagramm einer Binärfolge
14 Diagramm einer Binärfolge.
2 Lichtleitfaserbündel
3 Einkoppeloptik
4 Objektebene
5 Auskoppeloptik
6 Bildebene
7 CCD-Kamera
8 EDV-Anlage
9 Bildschirm
10 strukturiertes Bild
11 strukturiertes Bild
12 strukturiertes Bild
13 Diagramm einer Binärfolge
14 Diagramm einer Binärfolge.
Claims (21)
1. Verfahren zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels
(2) für die Informationsübertragung mit einem einkoppelsei
tigen und einem auskoppelseitigen Ende
bei dem
bei dem
- a) die auskoppelseitigen Koordinaten der einzelnen Licht leitfasern bestimmt werden,
- b) eine Folge unterschiedlich strukturierter Bilder (10, 11, 12) in das Lichtleitfaserbündel (2) eingekoppelt wird, wobei
- aa) die Struktur jedes Bildes (10, 11, 12) jeweils durch vorgegebene zusammenhängende Bereiche diskreter Grauwerte gebildet wird und
- bb) die Strukturen derart gewählt werden, daß durch die Folge der Bilder (10, 11, 12) das einkoppelseitige Ende abdeckende, zusammenhängende Zonen gebildet werden, von denen jede eine andere Grauwertfolge aufweist,
- c) gleichzeitig zu jedem eingekoppelten Bild für jede Lichtleitfaser der am auskoppelseitigen Ende austretende Grauwert protokolliert wird,
- d) aus den gemäß Merkmal c) ermittelten Grauwertfolgen die einkoppelseitigen Koordinaten der jeweiligen Lichtleit faser bestimmt werden, wobei als einkoppelseitige Koor dinaten die Koordinaten der die jeweilige Grauwertfolge erzeugenden Zone genommen werden, und
- e) in einer Zuordnungstabelle die einkoppelseitigen Koordi naten der Lichtleitfasern den zugehörigen auskoppelsei tigen Koordinaten zugeordnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächen der Zonen jeweils der Fläche des Quer
schnitts der Lichtleitfasern entsprechen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Erstellung der Bildfolge von einem Bild
mit n jeweils einen anderen Grauwert aufweisenden Bereichen
ausgegangen wird und iterativ für jedes weitere Bild jeder
Bereich in n Teilbereiche geteilt wird, denen dann jeweils
ein anderer der n Grauwerte zugewiesen wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zwei Grauwerte verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zwei Bereiche mit unterschiedli
chen Grauwerten entlang einer Geraden aneinandergrenzen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gerade parallel zu einer der zu bestimmenden Koordi
natenrichtungen ist.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß nach der Bestimmung der x-Koordi
naten zur Bestimmung der y-Koordinaten dieselben struktu
rierten Bilder (10, 11, 12) um 90° um ihre Normalenachse ge
dreht erneut eingekoppelt werden.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Folge der strukturierten Bil
der EDV-gesteuert über einen Bildschirm (9) eingekoppelt
wird.
9. Verfahren zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels
(2) für die Informationsübertragung mit einem einkoppelsei
tigen und einem auskoppelseitigen Ende,
bei dem
bei dem
- a) die auskoppelseitigen Koordinaten der einzelnen Licht leitfasern bestimmt werden,
- b) mindestens ein farbstrukturiertes Bild in das Lichtleitfaserbündel (2) eingekoppelt wird, wobei das Bild ein zweidimensionales Farbfeld aufweist, in dem je der Farbwert nur einmal vorkommt,
- c) gleichzeitig für jede Lichtleitfaser der am aus koppelseitigen Ende austretende Farbwert festgestellt wird,
- d) aus den gemäß Merkmal c) ermittelten Farbwerten die ein koppelseitigen Koordinaten der jeweiligen Lichtleitfaser bestimmt werden, wobei als einkoppelseitige Koordinaten die Koordinaten des den jeweiligen Farbwert erzeugenden Punktes des Farbfeldes genommen werden, und
- e) in einer Zuordnungstabelle die einkoppelseitigen Koordi naten der Lichtleitfasern den zugehörigen auskoppelsei tigen Koordinaten zugeordnet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Farbfeld aus Farbelementen konstanter Farbe zusam
mengesetzt ist, deren Fläche der Fläche des Querschnitts der
Lichtleitfasern entspricht.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die einzige eingesetzte Farbe grau ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die auskoppelseitigen Koordinaten der ein
zelnen Lichtleitfasern während der Einkopplung des farb
strukturierten Bildes bestimmt werden, indem am auskoppel
seitigen Ende das eingekoppelte Licht erfaßt wird, die ein
zelnen Lichtleitfasern separiert und die Mittelpunkte der
Lichtleitfasern ermittelt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die strukturierten bzw. farbstrukturierten
Bilder von einer Objektebene (4) aus über eine Einkoppelop
tik (3) in das einkoppelseitige Ende des Lichtleitfaserbün
dels (2) eingekoppelt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die einkoppelseitigen Koordinaten der Lichtleitfasern in der
durch die Einkoppeloptik (3) gegebenen Abbildung des einkop
pelseitigen Endes auf die Objektebene (4) bestimmt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch ge
kennzeichnet, daß das auskoppelseitige Ende des Lichtleitfa
serbündels über eine Auskoppeloptik (5) auf eine Bildebene
(6) abgebildet wird und die auskoppelseitigen Koordinaten
der Lichtleitfasern in der durch die Auskoppeloptik (5) ge
gebenen Abbildung des auskoppelseitigen Endes auf die
Bildebene (6) bestimmt werden.
16. Zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An
sprüche 1-15 geeignete Vorrichtung zur Kalibrierung des
Lichtleitfaserbündels (2) für die Informationsübertragung,
mit einer Bildaufnahmeeinheit (7) zur Aufnahme des auskop
pelseitigen Endes des Lichtleitfaserbündels (2) und mit ei
ner EDV-Anlage (8) zur Auswertung der mit der
Bildaufnahmeeinheit (7) empfangenen Bilder, gekennzeichnet
durch einen durch die EDV-Anlage (8) gesteuerten Bildschirm
(9) zur Darstellung der zwecks Bestimmung der einkoppelsei
tigen Koordinaten zur Einkopplung in das Lichtleitfaserbün
del (2) vorgesehenen Bilder.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bildschirm (9) ein LCD-Bildschirm ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet
durch eine Einkoppeloptik (3) zur Einkopplung der struktu
rierten bzw. farbstrukturierten Bilder von einer Objektebene
(4) aus in das einkoppelseitige Ende.
19. Zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An
sprüche 9-12 geeignete Vorrichtung zur Kalibrierung des
Lichtleitfaserbündels (2) für die Informationsübertragung,
mit einer Bildaufnahmeeinheit (7) zur Aufnahme der Abbildung
des auskoppelseitigen Endes des Lichtleitfaserbündels (2)
und einer EDV-Anlage (8) zur Auswertung der mit der
Bildaufnahmeeinheit (7) empfangenen Bilder, gekennzeichnet
durch ein farbstrukturiertes Bild und eine Beleuchtungsein
heit zur Beleuchtung des farbstrukturierten Bildes.
20. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das farbstrukturierte Bild transparent ist und zwischen
der Beleuchtungseinheit und dem einkoppelseitigen Ende pla
ziert ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet
durch eine Einkoppeloptik (3) zur Einkopplung der farbstruk
turierten Bilder von einer Objektebene (4) aus in das ein
koppelseitige Ende.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996110101 DE19610101C2 (de) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels für die Informationsübertragung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996110101 DE19610101C2 (de) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels für die Informationsübertragung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19610101A1 true DE19610101A1 (de) | 1997-09-18 |
DE19610101C2 DE19610101C2 (de) | 2002-01-31 |
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ID=7788311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996110101 Expired - Fee Related DE19610101C2 (de) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Lichtleitfaserbündels für die Informationsübertragung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19610101C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19610101C2 (de) | 2002-01-31 |
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