DE2813896C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung polychromatischer Rasterbilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung polychromatischer Rasterbilder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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 werden, die in ihrer Gesamtheit das Rasterbild ergeben.

Insbesondere ist es bekannt, Bilder, die von dem Infrarot-Strahlenanteil eines Objektes entworfen werden, dadurch in Bilder im sichtbaren Wellenlängen bereich umzuwandeln, daß das Bild mit optischen Mitteln zunächst in Bildzeilen unterteilt und jede Zeile über einen für IR-Strahlen empfindlichen Fotoempfänger geführt

ίο 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. in der DE-OS 21 16 470 beschrieben.

Es ist jedoch ein Nachteil dieser derart erzeugten Rasterbilder, daß sie alle monochromatisch sind. 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.

Aber welche Farbe die Lichtquelle auch immer hat, so ist doch allen Rastenbildern gemeinsam, daß sie monochromatisch sind, und daß die eigentliche Bildinformation, welch;: die einzelnen Bildpunkte übermitteln, ausschließlich in der momentanen Helligkeit des jeweiligen Bildpunktes liegt.

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

Es ist zwar auch bereits ein Verfahren für die Wiedergabe von IR-Bildern mit Lumineszenz-Dioden Anordnungen bekannt, bei dem die Strahlungsdichte des einfallenden Signais in eine farbwertabhängige Leuchtdichte des Wiedergabekanals umgewandelt wird, wie in der DE-OS 21 16 470 beschrieben, jedoch erfordert dieses Verfahren für die Umwandlung eine aufwendige elektronische Schaltung, wie insbesondere aus F i g. 5 und Anspruch 5 der zitierten DE-OS ersichtlich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfarbigkeit des Rasterbildes auf einfache Weise, ohne Zuhilfenahme einer komplizierten elektronischen Schaltung zu erreichen.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren gelöst, das durch die in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte charakterisiert ist. Merkmale von Vorrichtungen, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen wird eine Mehrfarbigkeit des Objektbildes dadurch erreicht, daß die einzelnen Bildpunkte vor einem andersfarbig leuchtenden Hintergrund zu dem Bild zusammengesetzt werden. Dadurch findet eine Farbmischung zwischen der Farbe der Rasterbildpunkte und der Hintergrundfarbe statt. 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 als

gelb/grüne Punkte im dunkelgrünen Bildfeld herausgehoben. Bei stärkeren Signalen entsteht auf grünem Hintergrund eine geib- bis orangefarbene Struktur. Bei sehr starken Signalen wird die Intensität der roten LED sehr stark die grüne üintergrundintensität überstrahlen, und deswegen werden die entsprechenden Bildpunkte auch rot erscheinen.

Der wesentliche technische Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik besteht somit darin, daß die Bildinformation nun nicht mehr nur in der unterschiedli- ,ο chen Helligkeit der einzelnen Bildpunkte besteht, sondern daß auch die Farbe der einzelnen Bildpunkte bzw. ganzer Bildpartien dazu beiträgt, die Information zu übermitteln. Das Bild wird dabei wesentlich deutlicher und besser erkennbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, die Helligkeit des andersfarbigen Hintergrundes regelbar zu machen, um sie der Gesamthelügkeit 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 plötzlieh zu hell erscheint.

Die Hintergrundhelligkeit kann dabei manuell vom Beobachter geregelt werden, je nach dessen visuellem Eindruck und Empfinden.

Insbesondere wird jedoch vorgeschlagen, die Hinter- 3ü grundhelligkeit automatisch zu regeln, und zwar in Abhängigkeit von dem Integral der Rastbildhelligkeit. Der Beobachter braucht sich dann um irgendwelche Regelvorgänge nicht zu kümmern. Das Verhältnis zwischen Rastcrbildhelligkeit und Hintergrundhelligkeit wird vielmehr automatisch konstant gehalten.

Welche Farben für das Rasterbild und für den Hintergrund gewählt werden, ist an sich von sekundärer Bedeutung. Ein besonders gutes Bild ergibt sich jedoch, wenn, wie bereits erwähnt, das Rasterbild aus der Abtastung roter LED vor einem grünen Hintergrund aufgebaut wird. Die Verwendung anderer Kontrastfarben ist möglich, die keineswegs komplementäre Farben sein müssen. Es ist lediglich erforderlich, daß sich bei additiver Farbmischung eine Vielzahl von vor dem jeweiligen Hintergrund gut erkennbarer Zwischentöne ergeben.

Als Vorrichtung, mit der dieses Verfahren durchführbar ist, wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei welcher sich die Hintergrundfläche außerhalb de·; 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.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rasterbildern mit besonderer Hintergrundfläche, und

F i g. 2 eine Ansicht der F i g. 1 in Pfeilrichtung A.

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 achsparalleles 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.

Die Art und Weise, wie die einzelnen LED der Zeile 5 in ihrer Helligkeit variiert werden, ist nicht Gegenstand der Erfindung und daher nicht näher erläutert. 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 der bereits erwähnten DE-OS 21 16 470 beschrieben ist.

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 proportional 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.

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/gr jn bis zu rot reichen kann, wobei das gesamte Rasterbild vor einem mehr oder weniger intensiv leuchtenden Hintergrund erscheint.

Da die Hintergrundbeleuchtung des Bildfeldes keine besondere Auflösungiigrenze oder Frequenzgrenzen erfordert, kann sie aber auch mit Leuchtkondensatoren, oder mit Flüssigkristallanzeigen, oder beleuchteten Mattscheiben anstelle der Flächendioden dargestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung polychrcmatischer Rasterbilder durch zeilenweise optische Abtastung eines Objektfeldes mittels eines oder mehrerer Fotodetektoren, bei der jede Zeile in einzelne Bildpunkte zerlegt wird, und mit nachfolgender Steuerung der Helligkeit mindestens einer Lichtquelle entsprechend der von dem Fotodetektor bzw. den Fotodetektoren abgegebenen Signalstärke und optischer Zusammensetzung der einzelnen Bildpunkte zu einem Bild des Objektfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine monochromatische Lichtquelle ist, daß die optische Zusammensetzung vor einem leuchtenden, andersfarbigen Hintergrund (8) erfolgt, und daß mit den von der Lichtquelle (5) erzeugten Bildpunkten und dem andersfarbigen Hintergrund durch Farbmischung Bildpunkte in einer Mischfarbe erzeugt werden, die von der Intensität der Lichtquelle und der Intensität des Hintergrundes abhängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit des Hintergrundes (8) regelbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit des Hintergrundes (8) automatisch in Abhängigkeit vom Integral der Gesamthelligkeit des Rasterbildes regelbar ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Helligkeit veränderbare Lichtquelle (5) eine rote Farbe besitzt, und daß der selbstleuchtende Hintergrund (8) eine grüne Farbe besitzt.

5. Vorrichtung zur Erzeugung eines polychromatischen Rasterbildes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leuchtende andersfarbige Hintergrund (8) aus einer Fläche besteht, die außerhalb des Rasterbild-Strahlenganges angeordnet und über einen Strahlenteiler (4) in diesen Strahlengang eingespiegelt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den andersfarbigen Hintergrund bildende Fläche selbstleuchtend ist und aus einer Flächendiode besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den andersfarbigen Hintergrund bildende Fläche selbstleuchtend ist und aus zwei Leuchtkondensatoren besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den andersfarbigen Hintergrund bildende Fläche selbstleuchtend ist und aus Flüssigkristallanzeigen besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den andersfarbigen Hintergrund bildende Fläche aus einer durchscheinenden farbigen Fläche besteht, die mit einer Lichtquelle von hinten beleuchtet wird.