Die erfindungsgemäße elektronische Kamera enthält Bildelemente, die in ihren Eigenschaften
insbesonders in ihrer Lichtempfindlichkeit, der Signalverstärkung und der Speicherung des
empfangenen Signals steuerbar sind. In verschiedenen Versionen sind die Änderungen in einer
festen zeitlichen Abfolge programmiert oder jedoch flexibel einstellbar. Je nach Ausführung ist die
Abfolge in der Kamera gespeichert oder sie wird von außen gesteuert.The electronic camera according to the invention contains picture elements with their properties
especially in their sensitivity to light, the signal amplification and the storage of the
received signal are controllable. In different versions, the changes are in one
fixed time sequence programmed or however flexibly adjustable. Depending on the version, the
Sequence stored in the camera or controlled from the outside.
Den einzelnen Pixeln oder Gruppen von Pixeln (z. B. einer Kamerazeile) kann so ein Verhalten
gegeben werden, wie es von elektronischen Signal-Demodulatoren, -Demultiplexern oder von
geschalteten oder analogen elektronischen Filtern und Empfängern bekannt ist.The individual pixels or groups of pixels (e.g. a camera line) can behave in this way
be given, as by electronic signal demodulators, demultiplexers or by
switched or analog electronic filters and receivers is known.
In weiteren Ausführungsformen sind die Signale bzw. Signalwege der einzelnen Bildelemente,
insbesonders örtlich benachbarter Bildelemente statisch oder programmierbar miteinander so
vernetzt, daß sich eine zu neuronalen Netzen vergleichbare Struktur ergibt.In further embodiments, the signals or signal paths of the individual picture elements are
especially locally neighboring picture elements statically or programmable with each other like this
networked that results in a structure comparable to neural networks.
Vorteil der ErfindungAdvantage of the invention
Für die Messung im Bild werden häufig sogenannte aktive und strukturierte Beleuchtungstechniken
eingesetzt. Das heißt, die Lichtquelle kann geschaltet bzw. analog moduliert werden und erzeugt in
zeitlicher Folge unterschiedliche Lichtstrukturen auf dem zu vermessenden Objekt.So-called active and structured lighting techniques are often used for measurement in the image
used. This means that the light source can be switched or analog modulated and generated in
different light structures on the object to be measured.
Beim aktuellen Stand der Technik wird das so beleuchtete Objekt von der Kamera für jede
projizierte Lichtstruktur in einem eigenen Bild (Frame) aufgenommen. Dies dauert für manche
Meßaufgabe zu lange und kann bei schwachen projizierten Lichtsignalen zu einer Übersteuerung
aufgrund des Fremdlichtes führen.In the current state of the art, the object illuminated in this way is used by the camera for everyone
projected light structure recorded in a separate image (frame). This takes time for some
Measurement task too long and can overdrive if the projected light signals are weak
lead due to extraneous light.
Bei der erfindungsgemäßen Kamera kann beispielsweise die Lichtempfindlichkeit im Takt des
gepulsten Projektors invertiert und das so gewonnene Signal über eine gewählte Zeit integriert
werden. Wenn der Projektor beispielsweise nur bei jedem 2. Takt eingeschaltet wird, werden die
Gleichlichtanteile des Fremdlichtes bei der zeitlichen Integration eliminiert und die geschalteten
Projektionssignale kumuliert. Dabei kann die Taktzeit ein Bruchteil der Integrationsdauer des
Bildes sein. Dieses schnelle Umschalten wird hier dazu genutzt, um die Gesamtintegrationszeit zur
Ermittlung des Signals aufzuspalten in eine Serie von Einzelintegrationszeiten mit unterschiedlicher
Gewichtung des Lichtsignals. Das Verfahren ist jedoch nicht nur auf die Integration bzw.
Summierung der Signale beschränkt. Die Signale in beliebiger Weise elektronisch und/oder
rechnerisch weiter verarbeitet werden. So können in den einzelnen Takten unterschiedliche Muster
projiziert und die empfangenen Lichtsignale der einzelnen Takte unterschiedlich ausgewertet oder
in unterschiedliche Bildspeicher geleitet und anschließend ausgewertet werden.In the camera according to the invention, for example, the light sensitivity in time with the
pulsed projector inverted and the signal thus obtained integrated over a selected time
will. For example, if the projector is only turned on every 2nd beat, the
Uniform light components of the extraneous light are eliminated during the time integration and the switched
Projection signals accumulated. The cycle time can be a fraction of the integration time of the
Picture. This quick switchover is used here to reduce the total integration time
Determination of the signal to split into a series of individual integration times with different
Weighting of the light signal. However, the process is not only based on integration or
Sum of the signals limited. The signals in any way electronically and / or
further processed arithmetically. Different patterns can be used in the individual measures
projected and the received light signals of the individual cycles evaluated or different
into different image memories and then evaluated.
Es können sogar überlagerte dynamische Projektionsmuster in den einzelnen Bildelementen
voneinander getrennt werden. Das heißt, es werden gleichzeitig unterschiedliche Sequenzen auf das
Meßobjekt projiziert. Sie werden in den dynamischen Pixeln in elektrische modulierte Signale
umgewandelt. Die Demodulation der dynamischen Signalanteile erfolgt wie bei modulierten
elektrischen Signalen und von Radiowellen z. B. Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation,
Pulslängenmodulation, Pulscodemodulation, Lock-in-Verstärkern etc.There can even be superimposed dynamic projection patterns in the individual picture elements
be separated from each other. That means there are different sequences on the
Projected object. They are converted into electrical modulated signals in the dynamic pixels
transformed. The dynamic signal components are demodulated as in the case of modulated ones
electrical signals and radio waves e.g. B. amplitude modulation, frequency modulation,
Pulse length modulation, pulse code modulation, lock-in amplifiers etc.
In einer weiteren Ausbaustufe sind die lichtempfindlichen Elemente nicht nur in einer Eigenschaft
wie z. B. Ihrer Lichtempfindlichkeit elektrisch steuerbar sondern in mehreren Eigenschaften. So
erhält man mehrere parallele optische Informationskanäle. Es wird beispielsweise die
Farbempfindlichkeit durch geeignet angelegte veränderliche Vorspannungen in Grenzen eingestellt.
Weiterhin wird durch geeignete Maßnahmen wie z. B. Vorschaltung nematischer Kristalle die
Polarisationsrichtung des empfangenen Lichtes verändert und im Zusammenwirken mit
Polarisationsfiltern die Empfindlichkeit auf die Polarisationsrichtung des Lichtes moduliert.
Die Überlagerung kann sowohl in den optischen Eigenschaften wie Intensität, Farbe, Kohärenzgrad,
Polarisationsgrad, -richtung oder -art erfolgen mit dem Vorteil, daß mehrere dieser optischen
Kanäle gleichzeitig nutzbar sind.In a further expansion stage, the light-sensitive elements are not just one property
such as B. your light sensitivity electrically controllable but in several properties. So
you get several parallel optical information channels. For example, it will be the
Color sensitivity set within limits by suitably applied variable preloads.
Furthermore, through appropriate measures such. B. Upstream nematic crystals
Direction of polarization of the received light changed and in cooperation with
Polarization filters modulate the sensitivity to the polarization direction of the light.
The overlay can be used in optical properties such as intensity, color, degree of coherence,
Degree, direction or type of polarization take place with the advantage that several of these are optical
Channels can be used at the same time.