CN110366700A - 用于拍摄对象的设备 - Google Patents

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Abstract

用于拍摄对象的设备，包括悬挂在基座(2)上的光学不透明的盒状主体外壳(1)、绕垂直轴旋转的样本保持器盘(4)，所述盒状主体外壳(1)通过两个旋转环(33)根据水平径向轴旋转地耦合到所述基座(2)；其中，在盒状主体外壳(1)内部提供光照器材(6)。

Description

用于拍摄对象的设备
技术领域
本发明属于用于自动拍摄对象的设备的领域，所述对象特别是诸如表或珠宝的小物品。
更具体地，本发明涉及一种设备，所述设备能够从任何角度捕捉要拍摄的样本，而同时能够在无论设备所位于空间的光照条件如何的情况下管理照明。
特别地，本发明涉及与数字型捕捉设备和自动图像处理器集成在一起的设备，所述自动图像处理器诸如具有用于处理数字图像的软件的计算机。本专利申请的目的是在其内部包括要拍摄的对象或样本，创建期望的光照条件，并往复地移动捕捉设备和样本，以便从每个角度捕捉样本。
背景技术
已经开发了也称为便携式拍摄室的已知设备，用于自动地捕捉包含在它们内的对象的图像，模拟摄像室的光照条件。这些设备例如用于捕捉对于创建目录或现今非常受欢迎的动画制作而言有用的对象的图像以在网站上示出对象；这些设备还用于容易地捕捉高分辨率图像。
特别地，已知设备具有通过壁来标记的体积的形式但是不完全封闭；示例在US2967455A、FR2637391A1、FR2946158A1中示出。
还已知的是完全封闭的设备，诸如US4292662A中示出的那些。
封闭型设备的明显优点是避免来自周围环境的反射，并且一般而言，在所有这些设备中，可以容易控制要拍摄样本的照明，以便避免不想要的阴影和/或反光；然而，它们是不允许样本和捕捉设备相互地移动的基本静态型设备。
随着网站的传播，以下需求也随之增长：以快速且简单的方式创建要放到网上的相同对象的一系列图像并允许网站用户虚拟地旋转对象，使得可以在各方面并且在不同角度下观察对象。已经开发并微调设备以促进并使得从许多不同角度对相同对象进行摄制更加便利和实际，而同时控制光照条件。
在US2016/0202599A1中包含示例，其描述了一种装置，所述装置包括形状像水平轴圆柱体的外部壳体和支撑要拍摄的样本的内部元件。样本的内部支撑元件由绕垂直轴旋转的台构成。
用于锚定诸如相机或摄影机的捕捉设备的合适构件从圆柱壳体的侧表面的上部突出。
外部壳体的圆柱侧表面的下部滑动地位于基座托架上，并且这允许圆柱体绕与圆柱壳体的轴基本重合的水平轴的部分旋转；外壳绕其水平轴可能旋转的角度受到限制，这是因为相机锚定构件干扰基座托架。
内部旋转台支撑物和形成圆柱壳体的两个基座的两个垂直盘形元件两者均是静态的并且与基座托架是一体的。
由于此原因，所述设备不允许以任何可能角度捕捉样本，并且特别是不可能从底到顶地进行摄制；还必须的是将样品垂直地放置在支撑托盘上以便既从顶部又在侧面进行捕捉。
在没有基座的情况下，垂直地放置诸如戒指或珠宝的小对象通常是非常困难的，并且使得有必要使用胶或其他锁止系统；在诸如项链、表等非刚性样本的情况下，相同问题发生、加重。这种限制是非常令人不快的，这既因为迫使操作者执行需要时间和一些能力的复杂操作，也因为锁止构件在摄制期间保持可见。
还应当注意的是，US2016/0202599Al中公开的设备的壳体的圆柱配置不能确保光的完美均匀的内部分布，这是因为光照器材仅放置在圆柱体的内侧表面上而未放置在基座表面上。
因此，有必要具有一种自动设备，其允许以快速且容易的方式在任何角度取得由要捕捉的对象制成的样本的照片，仔细检查光照条件同时避免需要使用构件或附件系统来将样本保持就位。
发明内容
因此，本发明的第一目的是提供一种设备，用于以简单且快速的方式在每个角度下拍摄对象，而无需将样本阻止在预定位置。
本发明的非次要目的是提供一种设备，用于通过完全控制样本的光照条件从而能够完全消除阴影或者随意创建它们来拍摄对象。
本发明的另一个目的是提供一种用于以自动方式拍摄对象的设备，所述设备同时易于使用以便提供使数字图像和视频准备就绪上传到网站上的额外益处，以便特别有利于在不需要专业人员的情况下快速捕捉大量样本。
本发明的另一个目的是提供一种设备，其中捕捉设备相对于样本的往复移动有高达三个自由度。
根据对以下文本的阅读，本发明的其他目的和优点对于本领域技术人员将变得清楚。
以上描述的目的借助于用于拍摄对象的设备来实现，所述设备包括基座和外壳，可以打开的盒状主体根据水平轴可旋转地耦合到所述基座，在所述外壳内部有水平盘形样本保持器，后者能够绕其垂直轴旋转。
盒状主体的旋转独立于盘形样本保持器的旋转，并且它们的动力学允许二者绕它们的轴无限地旋转，仅有的限制由电连接施加。
诸如数字相机或摄影机的图像捕捉设备连接到盒状主体；光照器材也容纳在盒状主体内部。
优选实施例规定：盒状主体具有球形形状，具有基本上是径向的水平旋转轴；盒状主体包括不透明，即完全不透光的外部壳和光学上透明的内部壳。在该实施例中，两个壳基本上制作为同心空心球体，它们的中心位于盒状主体的水平旋转轴与盘形样本保持器的垂直旋转轴的相交处；显然，不一定是球形的其他形式的壳是可能的。另外，可以利用适于漫射来自光照器材的光的屏幕来制作内部壳。
外部壳与内部壳之间的间隙容纳所述光照器材；有利地，透明的内部壳可以由适于扩散光辐射的材料制成。
根据特别有利的实施例，盒状主体包括赤道带，第一固定半壳牢固地连接到所述赤道带，并且第二移动半壳可逆地连接到所述赤道带。后者因此可以从直径段被移除以允许将样本插入在盒状主体的内部并且然后重新耦合到赤道带以便封闭壳体并使其再次不透光；一种简单且实际的构造方案规定：移动半壳铰接到直径段，并且有例如磁性类型的封闭构件。
根据优选实施例，赤道带包括与盒状主体的水平旋转轴径向和同轴对齐的两个旋转通道；捕捉设备在介于两个环之间的居间位置也连接到赤道带，使得当盒状主体旋转时，捕捉设备的透镜轴始终位于穿过球体中心的垂直平面上。
根据本发明特别准确的实施例，球形盒状主体包括放置在与捕捉设备的位置径向相对的位置的外部配重；配重与旋转轴的距离是可调整的，使得能够平衡不同质量的捕捉设备。
为了使设备操作自动化，盒状主体通过其旋转地耦合到基座的旋转环包括运动传输构件，所述运动传输构件例如可以通过电马达来驱动。
放置在盒状主体内部的旋转样本保持器盘由透明材料制成；有利地，所述盘的表面以非反射的方式被处置。
支撑构件从赤道带的内表面突出，通常至少三个滑轮根据垂直旋转轴旋转地耦合到所述赤道带，在所述滑轮的槽中接纳透明盘的周边边缘。所述滑轮通常根据圆周布置。
透明盘的旋转由第二电马达引起，并且支撑盒状主体的旋转环中的至少一个包括将运动从马达传输到具有垂直轴的支撑透明盘的滑轮中的至少一个的构件；从滑轮到旋转盘边缘的运动传输通常是通过摩擦进行的，但其也可以利用诸如齿轮的其他已知的系统发生。
高度赞赏的执行方案规定，滑轮通过使用带有外周槽的滚动轴承实现，所述滚动轴承也称为“V”轴承，并且通过在滑轮与相同滑轮的槽内部的透明盘的边缘之间插入橡胶弹性垫圈来提高摩擦运动传输的效率。
还可以通过带驱动系统来实现从第二电马达的传动轴到驱动滑轮的传动轴的运动传输。
捕捉设备通常借助于包括捕捉设备的支撑元件的连接组件来连接到盒状主体。
根据本发明特别完整的实施例，相机耦合组件也可以旋转地耦合到盒状主体，以便允许捕捉设备绕其透镜轴的完全旋转；该旋转可以通过第三电马达来控制。
借助于合适的运动传输构件，第四电马达可以驱动改变透镜焦距的机构(通常称为“变焦”的机构)；该方案还具有以下优点：即使当镜头正面向下并且其移动部分的质量趋向于拉伸焦距时，或者反过来当透镜正面向上并且其移动部分的质量趋向于缩短焦距时，也确保透镜焦距的稳定性。
典型地，所使用的所有电马达是步进式的并且通过命令和控制系统来致动，所述控制系统监督和管理整个设备的操作，所述操作通常既用于机械移动又用于对光照器材的管理和对从相机或摄影机取得的数字图像的捕捉与后期处理。
附图说明
图1示出了本专利申请的设备对象的实施例的俯视图，所述设备对象具有由于铰链(15)而处于打开位置的可移动半壳(13)。在盒状主体(1)内部，能够观察到样本保持器盘(4)、LED光照器材(6)、乳白色半透明屏幕(8)以及滑轮(33)，所述滑轮(33)之一与带(7)处于接纳状态。
图2示出了前图的设备的正视图，其中能够看到基座(2)和赤道带(11)以及盒状主体(1)的可移动半壳(13)与固定半壳(12)。
图3示出了前图的设备的侧视图，其中平衡配重(14)处于与捕捉设备(5)的位置径向相对的位置，例如经由螺丝可逆地且牢固地连接到支撑物(51)。根据特别完整的实施例，后者旋转地连接到盒状主体(1)。
图4示出了前图的设备的垂直截面，其中能够观察到盒状主体(1)的两个半壳和用于生成并传输样本保持器盘(4)与盒状主体(1)的运动的构件。具有水平轴的马达驱动传动装置，所述传动装置致动盒状主体(1)根据水平轴(X)的旋转，并且垂直轴马达移动带(7)，所述带(7)穿过旋转环(21、22)之一、拖拉滑轮(33)；后者致动所述样本保持器盘(4)根据垂直轴(Z)的旋转。驱动滑轮和接纳样本保持器盘(4)的周边边缘(41)的其他自由滑轮旋转地耦合到支撑构件的内部部分(31、32)。
图5示出了本发明的不同实施例的垂直截面，其中半壳中的每个包括光学不透明的外部半壳和光学透明的内部半壳。
图6示出了具有手动处置并包括内部半壳的实施例的垂直截面。
具体实施方式
用于拍摄本专利申请的目标对象的设备包括盒状主体(1)，盒状主体(1)绕水平轴(X)旋转、容纳绕垂直轴(Z)旋转的光照器材和样本保持器盘(4)。捕捉设备(5)固定到盒状主体(1)，捕捉设备(5)的透镜的轴(Y)位于垂直平面上并且穿过水平轴(X)和垂直轴(Z)的交点。
盒状主体(1)被配置为球体，其借助于根据水平旋转轴(X)对齐的两个旋转环(21、22)相对于基座(2)悬挂；因此，盒状主体(1)可以绕其水平轴(X)无限地旋转，仅有的明显限制是电线的扭曲，如果用电线供电的话。
因此，捕捉设备可以从上方、从两侧以及从下方拍摄样本的照片；以使得样本即使从下方也是可见的，样本保持器盘由透明材料制成、优选地被处置以避免反射。
盒状主体(1)的旋转由于步进式电马达和诸如齿轮或带的已知类型运动传输构件而发生。
旋转环(21、22)通过相应支撑元件交叉，所述相应支撑元件的外部部分牢固地连接到基座(2)，而内部部分(31、32)在盒状主体(1)内部突出，并且根据相应垂直轴，形成为滑轮的元件(33)，即，在外表面上周边空心的盘形元件，旋转地耦合到它们。
通常利用具有外槽的滚动轴承制作的元件(33)被布置为圆周，并且在它们的槽中接纳样本保持器盘(4)的周边边缘(41)；后者的旋转完全独立于盒状主体(1)的旋转并且通过电马达的动作而发生，所述电马达通过运动传输构件将运动传输到元件(33)中的至少一个，例如带的所述运动传输构件穿过所述旋转环(21、22)中的至少一个。
捕捉设备连接到盒状主体的表面，并且在特别完整且执行实施例中，本设备还包括用于使捕捉设备根据其透镜的轴(Y)相对于盒状主体(1)旋转的构件。
在各图中示出的配置中，盒状主体(1)形状像球体，具有基本径向的水平旋转轴(X)，所述球体的中心与所述水平轴(X)和垂直轴(Z)相交的点重合；盒状主体(1)还包括赤道带(11)，第一固定半壳(12)牢固地连接到所述赤道带(11)，并且第二可移动半壳(13)可逆地连接到所述赤道带(11)以允许在该设备内的访问。
捕捉设备旋转地连接到所述赤道带(11)，在径向相对位置，平衡配重(14)也连接到所述赤道带(11)。
盒状主体(1)包括光学不透明的外部壳和光学透明的内部壳；光照器材容纳在所述内部壳与所述外部壳之间的间隙中。有利地，透明的内部壳由适于漫射光的材料制成。
根据经济且有效的方案，光照器材包括LED(6)，LED为发光二极管的首字母缩写。

Claims (10)

1.一种用于拍摄和/或摄影对象的设备，包括光学不透明的盒状主体(1)，所述盒状主体(1)具有可以打开的部分并且捕捉设备(5)连接到盒状主体(1)，面向内，在所述盒状主体(1)中容纳样本保持器盘(4)，所述样本保持器盘(4)由光学透明材料制成并且绕垂直轴(Z)旋转，光照器材被提供在所述盒状主体(1)内部，其特征在于：所述盒状主体(1)相对于基座(2)悬挂，其借助于两个旋转环(21、22)根据水平轴(X)旋转地耦合到所述基座(2)；所述环(21、22)二者通过相应支撑构件交叉，所述相应支撑构件中的每个包括相应外部部分和相应内部部分(31、32)，所述相应外部部分牢固地连接到所述基座(2)，所述相应内部部分(31、32)在所述盒状主体(1)内部突出并且一个或多个滑轮(33)根据垂直轴可旋转地耦合到所述相应内部部分(31、32)，所述滑轮的槽接纳所述样本保持器盘(4)的周边边缘(41)，一个或多个滑轮(33)能够将运动传输到所述样本保持器盘(4)。
2.根据前述权利要求所述的设备，其特征在于：所述样本保持器盘(4)的所述垂直旋转轴(Z)与所述盒状主体(1)的所述水平旋转轴(X)一起入射。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述捕捉设备(5)相对于所述两个环(31、32)处于等距位置，使得在所述盒状主体(1)旋转期间，其透镜的轴(Y)限定穿过所述水平轴(X)与所述垂直轴(Z)的相交点的垂直平面。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述捕捉设备(5)根据与其透镜的轴(Y)重合的轴可旋转地连接到所述盒状主体(1)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述盒状主体(1)形状像球体，具有基本径向的水平旋转轴(X)，并且所述球体的中心与所述水平轴(X)和所述垂直轴(Z)相交的点重合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述盒状主体(1)包括赤道带(11)，第一固定半壳(12)牢固地连接到所述赤道带(11)，并且第二移动半壳(13)可逆地连接到所述赤道带(11)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述捕捉设备(5)连接到所述赤道带(11)，在与所述捕捉设备(5)的位置径向相对的位置中，平衡配重(14)也连接到所述赤道带(11)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述盒状主体(1)包括光学不透明的外部壳和光学透明的内部壳，并且在于：光照器材容纳在所述内部壳与所述外部壳之间的间隙中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：其包括用于控制具有可变焦的变焦型透镜的焦距的构件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述滑轮(33)利用具有外周边槽的滚动轴承来制作。
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