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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung
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polychromatischer Rasterbilder
Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Erzeugung polychromatischer Rasterbilder, sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist bekannt, Rasterbilder dadurch zu erzeugen, daß von einer oder
mehreren in ihrer Helligkeit veränderbaren Lichtquellen mittels optischer Abtastmittel
in einem Scan-Verfahren einzelne Bildzeilen geschrieben werden1 die in ihrer Gesamtheit
das Rasterbild ergeben.
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Insbesondere ist es bekannt, Bilder, die von den Infrarot-Strahlenanteil
eines Objektes entworfen werden, dadurch in Bilder im sichtbaren Wellenlängenbereich
umzuwandeln, daß das Bild mit optischen Mitteln zunächst in Bildzeilen unterteilt
und jede Zeile über einen für IR-Strahlen empfindlichen Fotoempfänger geführt wird,
die ihrerseits die Helligkeit je einer entsprechend angeordneten Lichtquelle steuern,
die dann wiederum mit den analogen optischen Mitteln abgetastet und zu einem Rasterbild
zusammengesetzt werden. Eine Vorrichtung dieser Art ist z.B. im Patent ... (Anmeldung
P 21 16 470.5) beschrieben.
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Es ist jedoch ein Nachteil dieser derart erzeugten Rasterbilder, daß
sie alle monochromatisch sind.
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Welche Farbe die Bilder tatsächlich haben hängt natürlich von der
Farbe der jeweils verwendeten Lichtquelle ab, die durchaus unterschiedlich sein
kann, also z.B. weiß, rot, gelb grün usw. In der Praxis werden als in ihrer Helligkeit
veränderbare Lichtquellen in aller Regel Lichtemissions-Dioden (LED) verwandt, die
bevorzugt in den Farben rot, gelb, grün zur Verfügung stehen.
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Aber welche Farbe die Lichtquelle auch immer hat, so ist doch allen
Rasterbildern gemeinsam, daß sie monochromatisch sind, und daß die eigentliche Bildinformation,
welche die einzelnen Bildpunkte übermitteln, ausschließlich in der momentanen Helligkeit
des jeweiligen Bildpunktes liegt.
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Daraus ergibt sich der weitere Nachteil, daß die Wahrnehmbarkeit der
einzelnen Bildpunkte, d.h. ihre visuelle Abgegrenztheit gegenüber anderen Bildpunkten
ebenfalls nur von ihrer jeweiligen Helligkeit, bzw. von der Helligkeitsdifferenz
zu den anderen Bildpunkten abhängt.
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Es ist zwar auch bereits ein Verfahren für die Wiedergabe von IR-Bildern
mit Lumineszenz-Dioden-Anordnungen bekannt, bei dem die Strahlungsdichte des einfallenden
Signals
in eine farbwertabhängige Leuchtdichte des Wiedergabekanals umgewandelt wird, wie
in der DT-OS 21 16 470 beschrieben, jedoch erfordert dieses Verfahren für die Umwandlung
eine aufwendige elektronische Schaltung, wie insbesondere aus Fig.5 und Anspruch
5 der zitierten DT-OS ersichtlich ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das normalerweise
monochromatische Erscheinungsbild der Rasterbilder mit einfachen Mitteln zu überwinden.
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Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die optische
Zusammensetzung der Rasterbilder vor einem leuchtenden,andersfarbigen Hintergrund
erfolgt.
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Es findet dadurch eine Farbmischung zwischen der Farbe der Rasterbildpunkte
und der Hintergrundfarbe statt.
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Die dabei entstehende Farbe des Bildpunktes ist aber - in Grenzen
- abhängig von der Intensität des einzelnen Bildpunktes. Wenn man z.B. als Lichtquelle
rote LED vor einem grünen Hintergrund verwendet, so ergeben sich Mischfarben. Bei
kleinen Signalen werden die entsprechenden Bildpunkte durch die sich addierenden
Farbpunkte zu gelb/grünen Farbpunkten im dunkelgrünen Bildfeld herausgehoben. Bei
stärkeren Signalen entsteht
auf grünen Hintergrund eine gelb- bis
orangefarbene Struktur. Bei sehr starken Signalen wird die Intensität der roten
LED sehr stark die grüne Hintergrundintensität überstrahlen,und deswegen werden
die entsprechenden Bildpunkte auch rot erscheinen.
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Der wesentliche technische Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik
besteht somit darin, daß die Bildinformation nun nicht mehr nur in der unterschiedlichen
Helligkeit der einzelnen Bildpunkte besteht, sondern daß auch die Farbe der einzelnen
Bildpunkte bzw. ganzer Bildpartien dazu beiträgt, die Information zu übermitteln.
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Das Bild wird dabei wesentlich deutlicher und besser erkennbar.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, die
Helligkeit des andersfarbigen Hintergrundes regelbar zu machen, um sie der Gesamthelligkeit
des Rasterbildes anpassen zu können. Diese Maßnahme dient dazu, das Verhältnis zwischen
Rasterbildhelligkeit und Hintergrundhelligkeit stets etwa konstant zu halten. Es
wird dadurch vermieden, daß der Hintergrund das Rasterbild überstrahlt, wenn letzteres
in seiner Gesamtheit plötzlich dunkler wird, bzw. daß das Rasterbild vor einem zu
dunklen Hintergrund plötzlich zu hell erscheint.
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Die Hintergrundhelligkeit kann dabei manuell vom Beobachter geregelt
werden je nach dessen visuellem Eindruck und Empfinden.
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Insbesondere wird jedoch vorgeschlagen, die Hintergrundhelligkeit
automatisch zu regeln, und zwar in Abhängigkeit von dem Integral der Rasterbildhelligkeit
Der Beobachter braucht sich dann um irgend welche Regelvorgänge nicht zu kümmern.
Das Verhältnis zwischen Rasterbildhelligkeit und Hintergrundhelligkeit wird vielmehr
automatisch konstant gehalten.
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Welche Farben für das Rasterbild und für den Hintergrund gewählt werden,
ist an sich von sekundärer Bedeutung.
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Einbesonders gutes Bild ergibt sich jedoch, wenn, wie bereits erwähnt,
das Rasterbild aus der Abtastung roter LED vor einem grünen Hintergrund aufgebaut
wird.
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Die Verwendung anderer Kontrastfarben ist möglich, die keineswegs
komplementäre Farben sein müssen.
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Es ist lediglich erforderlich, daß sich bei additiver Farbmischung
eine Vielzahl von vor dem jeweiligen Hintergrund gut erkennbarer Zwischentöne ergeben.
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Als Vorrichtung, mit der dieses Verfahren durchführbar ist, wird eine
Anordnung vorgeschlagen, bei welcher sich die Hintergrundfläche außerhalb des Rasterbildstrahlenganges
befindet
und über einen Teilerspiegel in den Bildstrahlengang eingespiegelt wird. Die Hintergrundfläche
kann dabei eine selbstleuchtende Fläche sein, z.B. eine Flächendiode. Es kann aber
auch eine farbige durchscheinende Mattscheibe als Hintergrundfläche verwendet werden,
die z.B. von hinten mit einer besonderen Lichtquelle beleuchtet wird. Bei dieser
Ausführungsform ist dann die besondere Lichtquelle regelbar; entweder manuell oder
automatisch in Abhängigkeit von der integralen Helligkeit des Rasterbildes.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rasterbildern
mit besonderer Hintergrundfläche, und Fig. 2 eine Ansicht der Fig.1 in Pfeilrichtung
A.
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In den Figuren ist mit 5 eine aus mehreren farbigen, z.B. roten Lichtemissionsdioden
LED bestehende Diodenzeile gekennzeichnet, deren einzelne LED mittels eines um die
Achse 6a rotierenden Glass-Polygons 6 abgetastet werden, so daß jede einzelne LED
eine Bildzeile schreibt. Die von jeder LED ausgehenden Strahlen werden mittels einer
Optik 3 in ein achs-Strahlenbündel verwandelt, das mittels eines Fernrohres, bestehend
aus den Linsen 2 und 1 vom Beobachter
paralleles Strahlenbündel
verwandelt, das mittels eines Fernrohres, bestehend aus den Linsen 2 und 1 vom Beobachter
betrachtet wird. Da die einzelnen LED in bekannter Weise in ihrer Helligkeit schwanken
und der Beobachter gleichzeitig alle von den einzelnen LED geschriebenen Zeilen
überblickt, wird ihm damit ein Rasterbild zu Gesicht gebracht.
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Die Art und Weise1 wie die einzelnen LED der Zeile 5 in ihrer Helligkeit
variiert werden, ist nicht Gegenstand der Erfindung und daher nicht näher erläutert.
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Es könnte sich dabei aber z.B. um den Wiedergabekanal eines Gerätes
zur Wandlung eines Infrarot-Bildes in ein sichtbares Bild handeln, wie es z.B. in
dem bereits erwähnten Patent ... (Anmeldung P 21 16 470.5) beschrieben ist.
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Die Vorrichtung besitzt ferner eine leuchtende Flächendiode 8, die
von einer anderen Farbe ist, als die LED, also z.B. von grüner Farbe. Die Flächendiode
8 wird mit einem Verstärker 7 angesteuert, der mit den LED in der Weise elektrisch
verbunden ist, daß sein Verstärkungsgrad propartional dem Integral der Intensitäten
aller LED schwankt. Dadurch wird erreicht, daß die Helligkeit der Flächendiode 8
im gleichen
Verhältnis variiert, wie die durchschnittliche Helligkeit
des Rasterbildes. Der Helligkeitskontrast zwischen dem Rasterbild und der Flächendiode
bleibt daher im wesentlichen konstant.
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Im Strahlengang der Dioden-Zeile 5 ist zwischen dem Polygon 6 und
der Optik 3 ein teildurchlässiger Spiegel 4 angeordnet, der - in der Zeichnung -
von unten her von der Flächendiode 8 beleuchtet wird. Die andersfarbige, z.B. grüne
Oberfläche der Diode 8 wird auf diese Weise als Hintergrund in den Rasterstrahlengang
der Dioden-Zeile 5 eingespiegelt. Die einzelnen, z.B. roten Bildpunkte der Dioden
mischen sich mit den z.B.grünen Bildpunkten zu einer Mischfarbe, von der bereits
ausgeführt wurde, daß sie je nach Intensität der einzelnen LED von hellgelb/grün
bis zu rot reichen kann, wobei das gesamte Rasterbild vor einem mehr oder weniger
intensiv leuchtenden Hintergrund erscheint.
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Da die Hintergrundbeleuchtung des Bildfeldes keine besondere Auflösungsgrenze
oder Frequenzgrenzen erfordert, kann sie aber auch mit Leuchtkondensatoren, oder
mit Flüssigkristallanzeigen, oder beleuchteten Mattscheiben anstelle der Flächendioden
dargestellt werden.
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