DE4041564C1 - Fully electronic transmitted light high speed camera - has number of solid state LED outputs which are directed by lens onto object - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Durchlicht- Hochgeschwindigkeitskamera, die nach dem Cranz-Schardin- Prinzip arbeitet.

Mit einer bekannten Hochgeschwindigkeitskamera (DE-PS 24 60 625) werden schnell ablaufende Vorgänge, wie zum Beispiel der Verlauf eines Lichtbogens, mit einer elektronischen Bildaufzeichnungsvorrichtung aufgenommen, die mit zyklisch nacheinander abgerufenen Bildsignalwandlern arbeitet, ohne daß jedoch die aufgenommenen Vorgänge beleuchtet werden.

Es ist auch bekannt (Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, Volume 497, High Speed Photography, Videography and Photonics II, 21.-22. August 1984, San Diego, California), eine gepulste LED (Fairschild FLV104) zur Beleuchtung bei Studien an Materialien mit schnell ablaufenden mechanischen Spannungsänderungen im Zusammenhang mit einer "Hopkinson Bar"-Kamera anzuwenden, die dann auf einem photografischen Film aufgezeichnet werden.

Bei der bekannten Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach Cranz-Schardin (Zeitschrift für Physik 56 (1929), S. 147-183) hingegen, mit der rasch ablaufende Vorgänge wie die Fortpflanzung von Explosionsknallwellen, Wirbelvorgänge am Tragflügel, Strömungserscheinungen und dergl. aufgenommen werden können, sind zur Beleuchtung der Vorgänge mehrere, insbesondere acht Lichtquellen in Form von in Kapillarröhrchen eingeschlossenen Funkenstrecken auf einer Linie oder in einer Kreisfläche verteilt angeordnet und über ein optisches System, in dessen Strahlengang das Objekt angeordnet wird und welches mehrere Objektive in der Anzahl der Funkenstrecken enthält, mit gesonderten Bereichen eines photographischen Filmstreifens oder mit gesonderten photographischen Platten gekoppelt. Die Funkenstrecken werden zyklisch nacheinander über Stromimpulse gezündet, so daß eine Bildfolge des Objektes mit den Pulsabständen der Zündfunken entsprechender Frequenz erhalten wird und nach dem Entwickeln der Bilder betrachtet und ausgewertet werden kann. In der DE-PS 32 15 778 wird der Vorschlag gemacht, die Funkenstrecken während des Justierens mit einer so hohen Repetitionsfrequenz zu zünden, daß für den Betrachter ein hinreichend flimmerfreies Bild auf einer in der Abbildungsebene der Kamera liegenden Mattscheibe besteht. Jedoch sind die Funken solcher Funkenstrecken für die Aufnahme zeitlich und räumlich instabil, die Funkenelektroden erodieren, es sind hohe Spannungen erforderlich und die Apparatur ist groß und schwer. Außerdem führt das Erfordernis der Bildentwicklung zu einer wesentlichen Verzögerung in der Bildauswertung.

Mit der Erfindung werden diese Nachteile bei einer nach dem Cranz-Schardin-Prinzip arbeitenden Kamera in solchen Fällen vermieden, in denen eine Energie der Lichtimpulse von einigen Mikro-Joule ausreichend ist. Durch die Erfindung wird das Problem gelöst, eine nach dem Cranz-Schardin-Prinzip arbeitende Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera zu schaffen, bei der zeitlich und räumlich stabile Lichtimpulse vorliegen und bei hoher Bildrate die Bildergebnisse in hoher Bildqualität sofort zur Verfügung stehen, wobei die Aufnahmefolge zur Optimierung beliebig oft wiederholt werden kann.

Bei der elektronischen Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera gemäß der Erfindung sind mehrere zyklisch nacheinander gesteuert impulsbetriebene Halbleiter-Leuchtdioden über ein optisches System, in dessen Strahlengang das Objekt angeordnet wird, mit gesonderten Bereichen eines ihnen gemeinsamen Halbleiter-Bildsensors oder mit gesonderten Halbleiter- Bildsensoren gekoppelt, wobei jeder Bildsensor an einen Bildprozessor geschaltet ist und die Lichtimpuls- Ablaufsteuerung der Leuchtdioden und die Bildsensoransteuerung miteinander synchronisiert sind und die Leuchtdioden zur Justierung des optischen Systems im Dauerstrichbetrieb (cw-Mo­ dus) betreibbar sind.

Die Erfindung macht davon Gebrauch, daß Hochleistungs- Leuchtdioden beispielsweise vom Typ H-3000 (Stanley), L-53SRC/E (Kingbright) und HLMP-8150 (Hewlett-Packard) u. dergl. nicht nur für einen kontinuierlichen Betrieb, sondern auch für einen Pulsbetrieb geeignet sind und daß durch derartige lichtemittierende Dioden die Funkenstrecken der eingangs beschriebenen Cranz-Schardin-Kamera ersetzt werden können. Die genannten lichtemittierenden Halbleiter emittieren sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 660 nm und einer Bandbreite von etwa 27 nm. In Versuchen hat sich gezeigt, daß solche Halbleiter-Leuchtdioden mit Stromimpulsen bis zu 10 A bei Pulsbreiten zwischen 50 ns und 2 µs betrieben werden können und dabei eine Lichtleistung von etwa 1 W erbringen. Durch die Erfindung ist es auch ermöglicht, eine genaue Justierung des optischen Systems während eines individuellen oder gemeinsamen Dauerstrichbetriebes (CW-Modus) der Leuchtdioden vorzunehmen.

Darüberhinaus werden gemäß der Erfindung auch die photographischen Platten der Cranz-Schardin-Kamera durch Halbleiter-Bildsensoren ersetzt, auf welche das Bild des Objektes abgebildet wird, so daß die Möglichkeit einer sofortigen Bildauswertung sowie beliebig vieler Aufnahmewiederholungen geschaffen ist.

Für optimale Bedingungen sind die Lichtimpuls-Ablaufsteuerung der Leuchtdioden und die Bildsensorsteuerung miteinander synchronisiert, wodurch es möglich ist, als Bildsensoren derartige Videokameras zu verwenden, die über ein Vollbild integrieren können, und dabei zu gewährleisten, daß der Lichtimpuls der zugeordneten LED jeweils in das erste Halbbild trifft. Hierdurch kann die volle Kameraauflösung ausgenutzt werden. Die einzelnen Kameras können miteinander synchron betrieben sein, wobei der Videoausgang der ersten Kamera die anderen Kameras synchronisiert. Bevorzugt werden CCD-Kameras ("charge-coupled device" oder "ladungsgekoppeltes Halbleiterelement") beispielsweise vom Typ XC 77 CE (Sony) verwendet.

Wenngleich anstelle von Halbleiter-Leuchtdioden als Lichtquellen auch gepulste Halbleiterlaser verwendet werden könnten, weil deren Lichtleistung von wenigen Watt bis einigen 100 Watt bei einer Pulsbreite bis hinunter zu wenigen Nanosekunden eingestellt werden kann, werden erfindungsgemäß gepulste lichtemittierende Halbleiterdioden (LEDs) verwendet, weil solche gepulsten Laserdioden unsichtbares Licht im Infrarotbereich (800 bis 904 nm) emittieren und nicht im CW- Modus betrieben werden können, was für die Justierung des optischen Systems nachteilig ist. Die neuerdings entwickelten Laserdioden hingegen, die sichtbares Licht (630 nm) emittieren und auch im CW-Modus betreibbar sind, können ebenfalls nicht als wirksame Alternative zu den LEDs für den erfindungsgemäßen Zweck angesehen werden, weil sie selbst im Pulsbetrieb Licht mit einer Leistung von maximal nur 5 mW emittieren. Ein weiterer Nachteil von Laserlicht für den erfindungsgemäßen Zweck liegt in der stärkeren Kohärenz von Laserlicht, die einen negativen Einfluß auf die Bildqualität aufgrund von Sprenkeleffekten haben kann.

Vorzugsweise sind mittels der Lichtimpuls-Steuerung die Pulsbreiten der ausgestrahlten Lichtimpulse und/oder die Pulsabstände zwischen den Lichtimpulsen einstellbar. Hierbei kann vorgesehen sein, die Pulsbreiten und/oder die Pulsabstände auf über den Leuchtzyklus hin konstante Werte einzustellen oder, insbesondere, die Pulsbreiten und/oder die Pulsabstände wahlweise auch individuell einstellen zu können, wozu eine entsprechende Programmsteuerung vorgesehen sein kann. Hierdurch können beispielsweise Bildfolgen vor oder nach einem aufzunehmenden Ereignis mit größeren Pulsabständen als während des Ereignisses selbst erhalten werden, um auch die Einleitungsphase und/oder die Nachlaufphase des Ereignisses adäquat erfassen zu können oder ein zeitlich nicht konstant ablaufendes Ereignis mit an den zeitlichen Ablauf angepaßter Frequenz aufnehmen zu können. Hierbei kann eine programmierbare Einstellbarkeit der Pulsbreiten im Bereich von 50 ns bis 10 µs und/oder der Pulsabstände mit einer Auflösung von 50 ns vorgesehen sein, wobei die maximale Bildfolgefrequenz bis zu 10 MHz betragen kann. Die Endstufe der Impulssteuerung kann in V-MOS-Technik aufgebaut sein, durch welche Rechteckimpulse mit Stromstärken im Bereich von 0 bis 10 A erzeugbar sein können. Für die Justierung kann die Umschaltbarkeit in den CW-Modus für einen einzelnen oder gemeinsamen Gleichstrombetrieb der Leuchtdioden mit 0 bis 50 mA (je nach Herstellerspezifikation) vorgesehen sein. Die Schaltungen für die Einstellung der Pulsbreiten und Pulsabstände können quarzgesteuerte synchrone Abwärtszähler sein, die für eine hohe Taktgenauigkeit sorgen.

Die Leuchtdioden können an das optische System direkt angekoppelt und mit mit der Treiberschaltung über Koaxialkabel elektrisch verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, die Leuchtdioden nahe der Treiberschaltung anzuordnen und sie optisch über Lichtleitfasern an das optische System anzukoppeln. Letztere Ausführungsform bewirkt neben einer gleichmäßigen Lichtverteilung bessere Impulsformen, weil Impulsdeformationen aufgrund von unangepaßten Kabelimpedanzen vermieden sind, jedoch muß ein Lichtverlust von etwa 50% inkaufgenommen werden.

Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Leuchtdioden über das optische System mit gesonderten Bereichen eines gemeinsamen Bildsensors gekoppelt sind, kann das optische System den jeweiligen Bereichen zugeordnete Spiegelpaare aufweisen.

Die Leuchtdioden bzw. die Ausgänge der Lichtleiter können in einer oder mehreren geradlinigen Reihe(n) angeordnet sein. Für eine möglichst kleine Parallaxe wird jedoch vorgezogen, daß die Leuchtdioden bzw. die Ausgänge der Lichtleiter beispielsweise in der Anzahl von acht möglichst eng beieinander auf einem gemeinsamen Kreis, dessen Mittelpunkt auf der Achse des optischen Systems liegt, zu der Achse des optischen Systems parallel ausgerichtet angeordnet sind. Hierbei können die Bildsensoren mit ihren Objektiven ebenfalls auf einem Kreis axial ausgerichtet angeordnet sein. Damit jedoch bei einer solchen Ausführungsform die Parallaxe auch bildsensorseitig weiter minimiert werden kann, sind in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Bildsensoren auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet und radial auf dessen auf der optischen Achse des optischen Systems liegenden Mittelpunkt ausgerichtet, wobei das optische System eine zu dessen optischen Achse koaxial angeordnete Spiegelpyramide aufweist, deren Seitenzahl mit der Anzahl der Bildsensoren übereinstimmt und an deren Seitenflächen die optischen Strahlen auf den jeweiligen Bildsensor gelenkt werden. Hierbei wird es bevorzugt, daß die Bildsensoren um ihre Strahlengangachse drehverstellbar sind, so daß durch die Drehverstellung die durch die Spiegel erfolgende Drehung der Bilder kompensiert werden kann.

Bevorzugt ist wenigstens ein Video-Monitor zur on-line-Betrachtung der übertragenen Videobilder angeschlossen.

Bei Vorhandensein mehrerer Bildsensoren kann vorgesehen sein, einen Video-Monitor an jeden der Bildsensoren anschließen zu können, damit deren Justierung auf das optische System vereinfacht ist. Ferner ist es durch die Erfindung möglich, an den Bildprozessor wenigstens einen Videodrucker anschließen zu können, wodurch die Bilder des Objektes unmittelbar ausgedruckt werden können.

Um schnell ablaufende plötzliche Ereignisse aufnehmen zu können, ist vorzugsweise weiter vorgesehen, daß das System in einer solchen Weise synchronisiert ist, daß die LEDs genau zu dem Zeitpunkt gezündet werden, wenn das Ereignis auftritt, damit die richtigen Bilder gespeichert werden. Je nach der Art des aufzunehmenden interessierenden Ereignisses können die folgenden typischen Zeitsteuerungen durchgeführt werden, für welche das erfindungsgemäße System vorzugsweise ausgelegt ist:

• a) Falls das Auftreten des Ereignisses mittels eines elektrischen Signals ausgelöst werden kann und das Zeitintervall zwischen dem Auslösezeitpunkt und dem Ereignis genau bekannt ist, kann das System im Einzelbildmodus arbeiten, bei welchen die Triggersteuerung auf den nächsten V-SYNC-Impuls nach dem Eintreffen des Startimpulses wartet und entsprechend getaktete einstellbare Triggerimpulse an das Objekt zum Starten des Ereignisses, an die Lichtimpulssteuerung zum Auslösen der Lichtimpulsserien und an den Bildprozessor zum Erfassen der Bilder abgibt. Hierbei kann das Auslösen des Ereignisses 50mal pro Sekunde wiederholt werden.
• b) Falls das Ereignis nur einmal auftritt und nicht gesondert ausgelöst werden kann, jedoch mit einem geeigneten Wandler abgetastet werden kann, wobei das Zeitintervall zwischen dem Ausgangssignal des Wandlers und dem Auftreten des Ereignisses bekannt ist, kann wegen des zufallsbedingten Auftretens des Ereignisses die Synchronisierung mit einer freilaufenden Kamera nicht durchgeführt werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß die Lichtimpulse aller LEDs auf das gleiche Integrationsfeld auftreffen, ist abhängig von ihrer Frequenz, ist jedoch in den meisten Anwendungsfällen sehr groß. Anderfalls gehen eine Anzahl von Bildern verloren. Dieses Problem kann durch Einzeltriggerung der erfaßten Bilder oder durch Benutzung der doppelten Speicherkapazität gelöst werden, was es erlaubt, ein Paar der Bilder pro Prozessorkanal zu speichern und das zutreffende Bild später mit Hilfe eines entsprechenden Programms auszuwählen. Eine andere Lösung liegt in der Anwendung von von außen ausgelösten Kameras mit der Fähigkeit des Schnellneustartens, wie von denjenigen des Typs HTMC-87/DFT (THETA-Systeme).
• c) Falls das Ereignis nicht gesondert ausgelöst werden kann, jedoch häufig (auch bei nichtperiodischem Auftreten) stattfindet und mit einem Wandler abgetastet werden kann und das maximale Zeitintervall zwischen dem Auftreten zweier Ereignisse 20 ms nicht überschreitet, kann das System entweder im Einzelbildmodus oder im Dauermodus betrieben werden. Im letzteren Fall kann das Ereignis "live" auf dem bzw. den Monitor(en) betrachtet und zu einem gewünschten Zeitpunkt eingefroren werden.

Für spezielle Zwecke, wenn längere Bildfolgen erforderlich sind, kann die Mehrfachbelichtungstechnik angewendet werden. Hierbei wird ein sich in dem Beobachtungsfeld bewegendes Objekt während der Integrationsperiode wiederholt auf dasselbe Bild abgebildet. Durch geeignete Einstellung der Belichtung und der Bildfrequenz relativ zu der Geschwindigkeit und der Geometrie des Objektes können dessen Abbilder eindeutig als Einzelbilder separiert werden. Im Falle schmaler Objekte lassen sich durch den Einsatz von Frame-Transfer-Kameras mehrere Bilder aufnehmen, wozu n Belichtungen während des Frame-Transfers durchgeführt werden und dadurch das Bild in n schmale rechteckige Streifen unterteilt wird.

Im Bildprozessor ist vorzugsweise für jeden Bildsensor ein eigener Bildspeicher vorgesehen, der einen eigenen A/D-Wandler und eine eigene Synchronisation aufweisen kann. Dadurch können alle Kamerasignale gleichzeitig digitalisiert werden. Der Bildprozessor kann von einem PC/AT-Rechner über einen bidirektionalen Parallelport gesteuert sein. Die Bilder werden auf der Festplatte dieses Rechners gespeichert. Bevorzugt ist an den Bildprozessor über einen Ethernet ein Auswerterechner z. B. vom Typ VAX anschließbar, an den die auf der Festplatte des PC/AT-Rechners gespeicherten Bilder zur weiteren Bildverarbeitung übertragen werden können. Die VAX bietet eine große Anzahl von programmgesteuerten Bildverarbeitungs- Operationen.

Beispiele für Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitskamera sind insbesondere die Aufnahme und Auswertung von Strömungserscheinungen und Wirbelbildungen und dergl. Beispielsweise wurden höchst aussagekräftige Aufnahmen von Simulationen von Wirbelbildungen an den Enden der Rotorblätter von Hubschraubern oder der Strömungserscheinungen beim Einspritzen von Dieselöl in eine Druckkammer gewonnen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsformen erläutert, die schematisch aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitskamera,

Fig. 2 ein Blockschema einer Ausführungsform der Impulssteuerung einer erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitskamera,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform für die Anordnung der Leuchtdioden,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Spiegelsystems zur Belichtung unterschiedlicher Bereiche eines Bildsensors,

Fig. 5 ein Schema eines Bildsensorsystems in Seitenansicht und in Vorderansicht, und

Fig. 6 ein demjenigen in Fig. 5 entsprechendes Schema bei Ausbildung der Bildsensoren als CCD-Kameras.

Die vollelektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach Fig. 1 weist eine Mehrzahl von Halbleiter-Leuchtdioden 1 auf, die über ein optisches System 2, in dessen Strahlengang das aufzunehmende Objekt 3 für eine Durchlichtbelichtung angeordnet ist, mit einer der Anzahl der Leuchtdioden 1 entsprechenden Mehrzahl von Halbleiter-Bildsensoren 5 zum Abbilden des beleuchteten Objektes auf den Bildsensoren gekoppelt sind. Die Leuchtdioden 1 und die Bildsensoren 5, die jeweils in einer gemeinsamen senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems verlaufenden Ebene gegeneinander versetzt angeordnet sind, sind über das optische System 2 einander derart zugeordnet, daß jede der Leuchtdioden 1 nur einen der Bildsensoren 5 belichtet und das Objekt 3 darauf abbildet.

Die Leuchtdioden 1 werden von einer Lichtpulssteuerung 15 nacheinander für die Abgabe jeweils eines Lichtimpulses angesteuert. Die dadurch an den Bildsensoren 5 erhaltene Bildfolge wird über einen Mehrkanal-Bildprozessor 6 mit einer Anzahl von derjenigen der Bildsensoren entsprechenden Kanälen gespeichert, so daß die Bilder parallel verarbeitet werden und später jedes der Bilder der Folge allein und/oder in Kombination mit den anderen Bildern ausgewertet werden kann. Die Bilder können sowohl vor als auch nach ihrer Verarbeitung auf einem oder auf mehreren Monitor(en) (nicht gezeigt) on-line betrachtet und mit einem angeschlossenen Videodrucker 10 ausgedruckt werden. Der Bildprozessor 6 wird über einen bidirektionalen Parallelport von einem PC/AT-Rechner 11 gesteuert, auf dessen Festplatte die digitalisierten Bilder gespeichert werden, von welcher sie später über einen Ethernet zur Bildweiterverarbeitung an einen VAX-Rechner 12 übertragen werden können.

Über eine Triggersteuerung 13 werden die Lichtimpuls- Ablaufsteuerung und die Bildsensorsteuerung ggf. in Anpassung an den Zeitpunkt des Auftretens des aufzunehmenden Ereignisses am Objekt 3 synchronisiert, wozu die Triggersteuerung 13 zu jeweils angepaßten Zeitpunkten entsprechende Triggersignale ggf. an das Objekt 3 sowie an die Lichtpulssteuerung 15 und den Bildprozessor 6 abgibt, wobei diese Triggersignale aufgrund eines externen Startsignals bzw. eines das Auftreten des Ereignisses ankündigenden Signals von einem Wandler ausgelöst sein können.

Ein Beispiel eines Blockschaltbildes für eine Lichtpulssteuerung für sechzehn Leuchtdioden 1, die beispielsweise in vier Reihen zu je vier Dioden 1 untereinander angeordnet sind, ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Lichtpulssteuerung weist drei Verzögerungseinheiten 16, 17, 18 (von denen eine optional ist), einen Blitzfrequenzgenerator 19, einen Pulsbreitengenerator 20, einen 16-Kanal-Demultiplexer 21 und einen Schleifenzähler 22 auf. All diese sind vollsynchrone, digital gesteuerte Schaltungen auf Basis von 74F (fast) oder 74AC (advanced CMOS) Abwärtszähler-Dekadenzählern, die von einem gemeinsamen 10 MHz-Quarzoszillator getaktet werden. Aufgrund eines externen Triggersignals liefert der Blitzfrequenzgenerator 19 nach einer von der Verzögerungseinheit 16 gegebenen Verzögerung t1 sechzehn Impulse, von welchen der Pulsbreitengenerator 20 gezündet wird und die Adressen für den Demultiplexer 21 gegeben werden, der sechzehn Puls-Leistungsverstärker 23 mit Impulsen definierter Pulsbreite treibt. Für eine Mehrfachbelichtung kann die Pulsfolge bis zu achtmal aufgrund jedes Eingangs-Triggersignals wiederholt werden. Die gewünschte Anzahl kann an dem Schleifenzähler/begrenzer 22 eingestellt werden. Das Zeitintervall t2 zwischen den Folgen wird von der Verzögerungseinheit 17 generiert. Die Puls-Leistungsverstärker 23, die aus Leistungs-V-MOS-Transistoren aufgebaut sind, versorgen die LEDs 1 mit Rechteck-Stromimpulsen, die innerhalb des Bereichs von 0 bis 10 A eingestellt werden können. Um die optischen Kopplungen einstellen zu können, kann jeder Leistungsverstärker 23 in den CW-Modus umgeschaltet werden, in welchem ein konstanter Strom von 0 bis 50 mA (je nach Herstellerspezifikation) geliefert wird. Die wahlfreie Verzögerungseinheit 18 kann zum Triggern des Experiments oder für andere Erfordernisse verwendet werden.

Fig. 3 zeigt die bevorzugte Anordnung von acht Leuchtdioden 1 auf einem zur optischen Achse konzentrischen Kreis. Aus Fig. 4 ist ein allen Leuchtdioden gemeinsamer Bildsensor 4 ersichtlich, wobei die Leuchtdioden über im Kreis angeordnete Objektive und Paare aus um 45° geneigten Spiegeln 7a, 7b . . . mit unterschiedlichen Bereichen 4a, 4b . . . des Bildsensors 4 gekoppelt sind.

Während nach Fig. 4 der Bildsensor 4 auf die Achse des optischen Systems ausgerichtet ist, sind nach Fig. 5 acht auf einem zur optischen Achse koaxialen gemeinsamen Kreis angeordnete Einzel-Bildsensoren 5 vorgesehen, die mit ihren Objektiven radial auf die um 45° geneigten Seiten 9 einer zu der Achse des optischen Systems koaxialen achtseitigen Spiegelpyramide 8 ausgerichtet und somit über die Pyramidenseiten jeweils mit einer der acht LEDs gekoppelt sind. Aus Fig. 6 ist eine ähnliche Ausführungsform ersichtlich, in welcher die mit der Spiegelpyramide 8 zusammenwirkenden Bildsensoren als CCD-Kameras 14 ausgeführt sind.

Claims (11)

1. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera, bei welcher mehrere zyklisch nacheinander gesteuert impulsbetriebene Leuchtdioden (1) über ein optisches System (2), in dessen Strahlengang das Objekt (3) angeordnet wird, mit gesonderten Bereichen (4a, 4b) eines ihnen gemeinsamen Halbleiter-Bildsensors (4) oder mit gesonderten Halbleiter- Bildsensoren (5) gekoppelt sind, wobei jeder Bildsensor (4, 5) an einen Bildprozessor (6) geschaltet ist und die Lichtimpuls- Ablaufsteuerung der Leuchtdioden (1) und die Bildsensoransteuerung miteinander synchronisiert sind und die Leuchtdioden (1) zur Justierung des optischen Systems (2) im Dauerstrichbetrieb (cw-Modus) betreibbar sind.

2. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach Anspruch 1, bei welcher die Pulsbreiten und/oder die Pulsabstände einstellbar sind.

3. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach Anspruch 2, bei welcher die Pulsbreiten und/oder die Pulsabstände individuell einstellbar sind.

4. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Leuchtdioden (1) an das optische System (2) über Lichtleiter angekoppelt sind.

5. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das optische System (2) den gesonderten Bereichen (4a, 4b) des den Leuchtdioden (1) gemeinsamen Bildsensors (4) zugeordnete Spiegelpaare (7a, 7b) aufweist.

6. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Leuchtdioden (1) bzw. die Ausgänge der Lichtleiter auf einem gemeinsamen zur Achse des optischen Systems (2) koaxialen Kreis angeordnet sind.

7. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach den Ansprüchen 1 und 6, bei welcher die Bildsensoren (5) auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet und radial auf dessen auf der optischen Achse des optischen Systems (2) liegenden Mittelpunkt ausgerichtet sind und das optische System (2) eine zu dessen optischen Achse koaxial angeordnete Spiegelpyramide (8) aufweist, deren Seitenzahl mit der Anzahl der Bildsensoren (5) übereinstimmt.

8. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach Anspruch 7, bei welchem die Bildsensoren (5) um ihre Strahlengangachse drehverstellbar sind.

9. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem wenigstens ein Video- Monitor zur on-line-Betrachtung der übertragenen Videobilder angeschlossen ist.

10. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem an den Bildprozessor (6) wenigstens ein Videodrucker (10) angeschlossen ist.

11. Elektronische Durchlicht-Hochgeschwindigkeitskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Bildsensoren als CCD-Kameras (14) ausgebildet sind.