DE10051763A1

DE10051763A1 - Kamera zur Aufzeichnung von Instrumenten im Cockpit eines Flugzeuges

Info

Publication number: DE10051763A1
Application number: DE10051763A
Authority: DE
Inventors: Mark Gilenko
Original assignee: TST TOUCHLESS SENSOR TECHNOLOG
Current assignee: TST TOUCHLESS SENSOR TECHNOLOGY SALES & MARKETING
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Bildaufnahmekamera mit mindestens einem elektronischen Bildaufnahmesensor (10) und einem Objektivsarray (8), dessen Objektive (1, 2, ...) mit je einem eigenen elektronisch gesteuerten Verschluß (14, 15, ...) versehen sind und so angeordnet sind, daß deren optischen Achsen senkrecht zur Sensorebene sind, wobei der Abstand zwischen den optischen Achsen benachbarter Objektive dem Maß des Abtastungsbereichs des Sensors in der entsprechenden Richtung im wesentlichen gleich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kamera für die Aufzeichnung von Instrumenten im Cockpit eines Flugzeuges. Eine solche Aufzeichnung kann bei den Versuchflügen, Analysen bedrohlicher Situationen oder bei der Erforschung von Absturzursachen genutzt werden. Eine von den Hauptanforderungen ist dabei eine genügende Auflösung der Aufzeichnung. Als genügende Auflösung für die einzelnen Instrumente kann der Wert 5 Pixel/mm instrumentenseitig angenommen werden. Umgerechnet, beispielweise, auf die Maße des Instrumentenbretts von ca. 1,5 m .0,5 m, entspricht es ca. 7500.2500 Pixel auf dem Sensor der Kamera. Solch eine Kamera existiert zur Zeit nicht. Es könnte Drehspiegel mit einer Sensorzeile als ein hochauflösender Sensor benutzt werden, aber diese Anordnung ist groß und wenig robust. Es besteht eine Möglichkeit, ein Kameraarray einzusetzen, aber das ist konstruktiv- und installationsaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Kamera zu schaffen, mit welcher es erheblich besser möglich ist, die Instrumente aufzuzeichnen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kamera mit mindestens einem elektronischen Bildaufnahmesensor und einem Objektivsarray versehen ist, wobei die Objektive an der Objektivsfläche so angeordnet sind, daß deren optischen Achsen senkrecht zur Sensorsebene sind, der Abstand zwischen den optischen Achsen benachbarter Objektive dem Maß des Abtastungsbereichs des Sensors in der entsprechenden Richtung im wesentlichen gleich ist, und jedes Objektiv mit einem elektronisch gesteuerten Verschluß versehen ist. Da die Cockpit-Kamera starken Schwankungen der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden kann, muß sie temperaturstabilisiert, abgedichtet und mit einem Wasserdampfadsorbent versehen sein. Dabei kann auch eine Einrichtung für die Erwärmung des Objektivsarrays vorgesehen werden.

Die Funktionsweise der Kamera wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Strahlengänge für eine Reihe von Objektiven 1-7 innerhalb des Objektivsarray 8. Alle Objektive haben ungefähr ein gleiches Sichtsfeld, das bis auf mehreren Sensorsbreiten dem Objektfeld 9 entspricht. Die Verschiebung des Sichtsfelds bei einem Übergang von einem Objektiv zu dem benachbarten entspricht objektseitig dem Maß des Abtastungsbereichs des Sensors 10 und kann bei einem größeren Abbildungsmaßstab vernachlässigt werden. Das Objektiv 1 projiziert das Objektfeld 9 auf den Bereich 11 der Sensorebene, wobei das Teil "aaaaaa" des Objektfelds mit dem Sensor 10 erfasst wird. Das Teil "bbbbbb" des Objektfelds wird durch das Objektiv 2 auf dem Sensor 10 abgebildet, das Teil "ccccccc" - durch das Objektiv 3 usw. Das Objektiv 7 projiziert das Objektfeld 9 auf den Bereich 12 der Sensorebene, wobei das Teil "gggggg" des Objektfelds mit dem Sensor 10 erfasst wird. Für die Anschaulichkeit ist der Bereich 12 zusätzlich unter der Nummer 13 ausführlicher gezeigt. Die Zahl und die Disposition der einzuschaltenden Objektive innerhalb des Objektivsarray kann abhängig von der Form und des Maßes des Objektfelds gewählt werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Kamera. Die Öffnungsphase von Verschlüssen 14-20 und die Aufzeichnungsphase des Sensors 10 wird mit einer Synchronisationseinrichtung 21 gesteuert, wobei bei jedem Aufzeichnungszyklus des Sensors nur ein Verschluß durch ein Synchron-Signal geöffnet wird. Es kann dabei berücksichtigt werden, daß einzelne Teile des Objektfelds öfter als die anderen aufgenommen werden. Für diesen Zweck kann zusätzlich zu der Synchronisationseinrichtung 21 eine Ansteuerungsanrichtung 22 verwendet werden, die der vorgeschriebenen Reihe nach die Verschlüsse öffnet und schließt. Der Bildaufnahmesensor 10, die Synchronisationseinrichtung 21 und die Ansteuerungsanrichtung 22 können in einer gemeinsamen Schaltung (23) angeordnet sein (On-Chip Sensorsystem). Unter sequentieller Betätigung aller ausgewählten Objektive werden alle Teile des Objektfelds aufgenommen und die entsprechenden Bilder werden an die Synchronisationseinrichtung geliefert und mit der Zeitund Objektivsindikation in einem Speicher gespeichert. Um Speicherplatz zu sparen, können nicht alle Bilder, sondern nur die Bilder mit einem geänderten Pixelinhalt gespeichert werden. Bei einem solchen Verfahren ersetzen die weiteren Bilder jedes einzelnen Strahlengangs ein vorheriges unverändertes Bild dieses Strahlengangs. Außerdem, können nur die veränderten Teile des Bildes jedes einzelnen Strahlengangs pixelweise gespeichert werden. Auf der Basis der von den einzelnen aufgenommenen und unter der Berücksichtigung der Zeit und der Objektivsnummer gespeicherten Bildern kann ein gesamtes Bild des Objektfelds über die Überwachungszeit hinaus wiederhergestellt werden.

Claims

1. Elektronische Bildaufnahmekamera mit mindestens einem elektronischen Bildaufnahmesensor (10) und einem Objektivsarray (8), dessen Objektive (1, 2, . . .) mit je einem eigenen elektronisch gesteuerten Verschluß (14, 15, . . .) versehen sind und so angeordnet sind, daß deren optischen Achsen senkrecht zur Sensorsebene sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den optischen Achsen benachbarter Objektive dem Maß des Abtastungsbereichs des Sensors in der entsprechenden Richtung im wesentlichen gleich ist.

2. Kamera nach dem Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Synchronisationseinrichtung (21) für die Synchronisierung der Öffnungsphase der Verschlüsse (14, 15, . . .) und der Aufzeichnungsphase des Bildaufnahmesensors (10).

3. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ansteuerungsanrichtung (22), die der vorgeschriebenen Reihenfolge nach die Verschlüsse (14, 15, . . .) öffnet und schließt.

4. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufnahmesensor (10) symmetrisch oder nicht symmetrisch zum Objektivsarray (8) angeordnet ist.

5. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektivsarray (8) in einer dem Objektfeld (9) ähnlichen Form oder in einer anderen Form angeordnet ist.

6. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlusse (14, 15, . . .) innen im Gehäuse der Kamera oder draußen angeordnet sind.

7. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie abgedichtet und/oder explosionsgeschützt und mit einem Wasserdampfadsorbent versehen ist.

8. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für die Temperaturstabilisierung von Bildaufnahmesensor (10) und Verschlüßen (14, 15, . . .).

9. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für die Erwärmung des Objektivsarrays (8).

10. Kamera nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufnahmesensor (10), die Synchronisationseinrichtung (21) und die Ansteuerungsanrichtung (22) in einer gemeinsamen Schaltung (23) angeordnet sind.