DE10161544A1 - Analog/Digital-Kamera und Verfahren zum Erzeugen von Bildern - Google Patents

Abstract

Kamera (10) mit einem digitalen Bildwandler (56) und einem Filmtransportmechanismus (26), der einen Film (20) über eine Filmbrennpunktsebene (40) bewegen kann. Ein Abbildungssystem (50), (33) erzeugt ein Bild auf dem Bildwandler und ein Bild auf der Filmbrennpunktsebene. Ein Auslösesystem (44) kann so bedient werden, daß die Bilder gleichzeitig erzeugt werden, und das Abbildungssystem kann getrennte Linsen mit optischen Eigenschaften aufweisen, die so gewählt sind, daß Bilder von im wesentlichen derselben Szene erzeugt werden.

Description

Die Erfindung betrifft die Fotografie und spezieller das Aufzeichnen digitaler Bilder.

Auf dem Gebiet der Fotografie haben die Fotografen eine Wahl zwischen Kameras, welche analoge Bilder auf einem herkömmlichen lichtempfindlichen Film aufzeichnen und speichern, und digitalen Kameras, welche digitale Bilddateien aufzeichnen und speichern und hierzu digitale Wandler verwenden, wie ladungsgekoppelte Bausteine (CCD; charge coupled de­ vice). Jeder Kameratyp hat seine Vorteile und seine Nachteile.

Digitale Kameras sparen Geld, weil sie nicht die Ausgaben für den Film und die Verarbeitung erfordern. Ferner können aufgezeichnete digitale Bilder sofort betrachtet werden und als elektronische Signaldaten an entfernte Orte zur sofortigen Verwendung und Betrachtung übertragen werden. Digitale Bilder können leicht in kompakten Medien archiviert werden, die nur minimalen physischen Raum benötigen, und können mit zugehörigen Datendateien inde­ xiert werden, welche das Wiederauffinden der Bilder selbst aus einem Archiv, das eine große Anzahl gespeicherter Bilddateien enthält, einfach macht. Gespeicherte Datendateien bewah­ ren die Bildqualitäten ohne allmähliche Verschlechterung mit der Zeit, wie sie in herkömmli­ chen Filmen und Abzügen, die unter Verwendung von Chemie erstellt wurden, auftritt. Digitale Kameras haben jedoch im Vergleich zu herkömmlichen analogen Kameras, welche Filme verwenden; bestimmte Beschränkungen. Zunächst haben Bilder, die mit einef Kamera, welche Filme verwendet, aufgezeichnet werden, eine wesentlich größere Auflösung und er­ fassen wesentlich mehr Bilddetails. Während digitale Kameras Auflösungen haben, die Ein­ zelheiten in der Größenordnung von ein bis mehreren Millionen Pixel erziehlen, ist es mit herkömmlichen feinkörnigen Filmen und Linsen guter Qualität möglich eine 10 bis 100 mal größere Auflösung zu erreichen. Größere Filmformate können eine weitere Größenordnung in der Auflösung erreichen. Ein weiterer Vorteil herkömmlicher Filmbilder ist, daß es schwierig ist, ein physisches Stück Fihui, welches ein Bild trägt, zu verändern, während digitale Bilder ohne erkennbare Spuren der Manipulation leicht verändert werden können. Wenn Sicherheit wichtig ist kann ein physisches Filmbild gespeichert werden, um eine Aufbewahrungskette zu bewahren, was wichtig sein kann für aufgezeichnete Bilder, die eine rechtliche Beweiswir­ kung haben.

Für einige Anwendungen werden digitale und analoge Kameras redundant verwendet, um die Vorteile von beiden vorzusehen. Für die Erfassung von Beweismaterial für die Rechtsdurch­ setzung, wie eine Verbrechensszene, kann ein Fotograf jede Szene zweimal aufnehmen, ein­ mal mit jeder Art von Kamera. Dadurch erhält man ein leicht zu speicherndes, indexierbares und wiederaufrufbares elektronisches Bild und vermeidet die Kosten der Filmverarbeitung, bis und außer wenn ein aufgezeichnetes Bild entscheidend wird, z. B. wenn das feine Detail oder die Beständigkeit gegen Manipulation eines analogen Filmbildes benötigt wird. Solche Praktiken sind jedoch mühsam und erfordern eine sorgfältige Kreuz-Indexierung zwischen gespeicherten, digitalen und analogen Bilder. Zusätzlich kann es geschehen, daß ein Fotograf Bilder, welche gleich sein sollen, nicht präzise eingrenzt, so daß die Richtung, der Fokus, die Belichtung unterschiedlich sind. Ferner werden Bilder mit unterschiedlichen Kameratypen nacheinander aufgenommen, so daß es zeitliche Veränderungen in der aufgezeichneten Szene während des Intervalls gegeben haben kann.

Die Erfindung überwindet diese Beschränkungen des Standes der Technik, indem sie eine Kamera vorsieht, die sowohl einen digitalen Bildwandler als auch einen analogen Filmtraris­ portmechanismus hat, der den Film über eine Film-Brennpunktsebene vorwärtsbewegen kann. Ein Abbildungssystem erzeugt ein Bild auf den Bildwandler und ein Bild auf der Film-Brenn­ punktsebene. Ein Auslösesystem kann so arbeiten, daß es die Bilder gleichzeitig erzeugt, und das Abbildungssystem kann getrennte Linsen mit optischen Eigenschaften aufweisen, die so gewählt sind, daß Bilder von im wesentlichen derselben Szene erzeugt werden.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Kamera gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Kamera 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Wie herkömmliche analoge Kameras umfaßt die Kamera einen Körper 12 mit einem angelenkten Deckel 14, der einen Innenraum 16 des Körpers einschließt. Der Körper umfaßt ein Film­ transportsystem, das dazu dient, einen Streifen fotografischen Film 20 aus einer Filmdose 22 und über eine Platte 24, getrieben durch ein, Antriebsrad 26 zu ziehen, wobei der Film von einer Aufnahmespule 30 aufgenommen wird.

Eine erste Kameralinse 32 umfaßt ein optisches Linsenselement 33 (das als eine einfache Lin­ se dargestellt ist, vorzugsweise jedoch eine Anordnung aus mehreren Elementen ist), eine Öffnungssteuerblende 34, und einen Fokussiermechanismus (nicht gezeigt), der die Position des Linsenelements entlang der optischen Axe 36 der Linse einstellt, um ein scharfes Bild eines Gegenstands vor der Linse auf einer Brennpunktsebene 40 zu erzeugen, die durch die Vorderseite des Teils des Films gebildet wird, der über der Platte 24 liegt.

Eine Brennpunktsebenen-Schließeinrichtung 42 sitzt gerade vor dem Film, zwischen dem Film und der Linse. Die Schließeinrichtung verhindert normalerweise, daß Licht den Film erreicht, außer während einer kurzen Belichtungsperiode, abhängig davon, daß ein Benutzer einen mit dem Schließmechanismus verbundenen Auslösemechanismus 44 drückt. Der Aus­ lösemechanismus ist mit dem Schließmechanismus über eine elektronische Verbindung ver­ bunden dargestellt, er könnte jedoch auch mechanisch verbunden sein, wie in einigen her­ kömmlichen Kameras.

Ein Datendrucker 46 ist an der Rückseite der Kamera, gerade hinter einem Rand des Filmes, in der Nähe der Filmplatte angeordnet. Der Datendrucker arbeitet wie in vielen herkömmli­ chen Kameras, um in Verbindung mit der Belichtung eines Bildes ausgewählte Daten auf den Film zu drucken. Eine lichtemittierende Anzeige fokussiert bestimmte Zeichen oder andere Symbole auf den Film, um die Daten zu drucken, welche das Datum, die Zeit, die Belichtung, eine Bildidentifikationsnummer und andere Daten umfassen können, welche unten erörtert sind.

Die Kamera umfaßt im wesentlichen eine zweite Kamera, die dazu dient, digitale Bilder der­ selben Szene, die von den Kameraelementen auf dem Film aufgezeichnet werden, simultan aufzuzeichnen. Eine Linse 50 mit einer optischen Achse 52 parallel zu der Achse 36 der er­ sten Linse 33 fokussiert ein Bild der Szene auf die Fläche einer CCD 54, die eine digitale Datendatei erzeugt, welche dem gebildeten Bild entspricht. Die CCD ist mit einem Steuer­ schaltkreis 56 verbunden, der die Daten empfängt und sie zu einem angeschlossenen Daten­ speichermodul oder Port 60 überträgt.

Der Steuerschaltkreis kann mit einer Vielzahl von Elementen der Kamera nach Art einer stark automatisierten Filmkamera verbunden sein. Der Schaltkreis ist so angeschlossen, daß er den Fokus, das Zoom, die Öffnung, die Schließgeschwindigkeit und andere Funktionen beliebiger Teile der Kamera, welche das Bild beeinflussen, überwacht und/oder steuert, so daß er sicher­ stellen kann, daß diese Bilder mit geeignet vergleichbarer Belichtung, Bildausschnitt, Brenn­ schärfe etc. erzeugen. Einige Aspekte können in einem Kamerateil eingestellt und von dem anderen kopiert werden. Der Benutzer kann z. B. den Fokus, das Zoom, die Öffnung und den Schließmechanismus in dem Filmkamerateil einstellen, und der Schaltkreis ermittelt und be­ wirkt die Einstellungen, die notwendig sind, um dieses Bild in dem digitalen Teil zu replizie­ ren.

Der Schaltkreis verbindet auch den Schließer-Auslösemechanismus, so daß eine Betätigung des Auslösers das elektronisch erzeugte Bild zum selben Zeitpunkt, zu dem der Schließme­ chanismus auslöst, aufzeichnet. Der digitale Teil kann eine zu dem Filmteil optisch identische Linse haben, wobei die Größe der CCD dem Filmausschnitt entspricht. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird jedoch eine kleinere CCD verwendet sowie eine vergleichsweise klei­ nere und kostengünstigere Linse, um ein vergleichbares Bild zu erzeugen. Durch Verwenden einer kleineren CCD und einer relativ gemäßigten Auflösung wird die Kapazität des elektro­ nischen Speichers maximiert und werden die Kosten für die Komponenten begrenzt. Da der Filmteil Bilder mit extrem hoher Auflösung aufzeichnet, kann der digitale Teil Bilder mit begrenzter Auflösung aufzeichnen, die so gewählt ist, daß sie ausreichend ist, um den Inhalt des verfügbaren Filmbildes wenigstens zu identifizieren oder um als Referenz für nicht kriti­ sche Arbeiten zu dienen. In anderen Ausführungsformen kann die CCD mit sehr hoher Auflö­ sung arbeiten, die dem Filmteil vergleichbar ist. In noch anderen Ausführungsformen kann die CCD eine höhere Bildqualität vorsehen, wobei das Filmbild dann als eine Sicherheitsrefe­ renz dient, um eine Manipulation des hoch aufgelösten Bildes auszuschließen.

Der Schaltkreis dient auch dazu, zusätzliche Informationen in Verbindung mit beiden Bildern aufzuzeichnen. Eine Datenerzeugerschaltung 62 umfaßt einen Takt und Verbindungen zu ver­ schiedenen Komponenten der Kamera, um Belichtungsdaten und die Zeit der Belichtung auf zuzeichnen. Andere aufgezeichnete Daten können einen eindeutigen Kameraidentifikati­ onscode, einen eindeutigen Bildidentifikationscode, aus einem GPS-System erhaltene Postiti­ onsdaten, die Kameraausrichtung und dergleichen umfassen, um die genauen Umstände des Bildes festzuhalten. Eine Tonaufzeichnungseinrichtung kann das Diktieren einer kurzen Au­ dionotiz durch den Benutzer in Verbindung mit jedem Bild ermöglichen. Die Audioaufzeich­ nung wird von einem zusätzlichen Analog-Digital-Wandlerschaltkreis (nicht gezeigt) digitali­ siert, wobei die Audiodaten dann an die zugehörige digitale Bilddatei angehängt werden und ebenfalls an die Datenaufzeichnungseinrichtung 46 übertragen werden, um sie am Rand des Bildes aufzuzeichnen. Man beachte, daß jegliche Daten, die in optisches Format umgewandelt und auf dem Film abgebildet werden, von nun an die oben erläuterten Vorteile haben, die in bezug auf die physische Sicherheit, die Manipulationssicherheit etc. mit analogem Film ein­ hergehen.

Die auf dem Film aufgezeichneten Daten müssen nicht in Textform vorliegen, sondern kön­ nen ein dichteres graphisches Format haben, wie ein maschinenlesbarer Strichcode. Alternativ können die Daten auf einem Magnetstreifen aufgezeichnet werden, der entlang des Randes des Films vorgesehen ist, oder auf der Filmdose. Bei Verarbeitung können die codierten Da­ ten über den Prozessor entweder in gedruckter oder in gespeicherter digitaler Form für den Benutzer verfügbar sein und erlauben eine Umwandlung in eine lesbare Textdatei, um die Konsistenz zu den in den digitalen Bildern aufgezeichneten Daten zu überprüfen.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Erfindung ergibt, ist, daß nach der Verarbeitung des analogen Films, wenn die Filmabzüge sortiert, beschriftet und in einem physischen Speicher in einer Folge archiviert werden, welche eindeutigen Kamera/Bild-Identifikatoren entspricht, ein bestimmter analoger Bildabzug in dem physischen Speicher leicht gefunden werden kann, indem zunächst das zugehörige digitale Bild mit Hilfe von Computersuchtechniken aufgrund der Meterdaten oder digitaler Bilddaten, die zu dem Bild gehören, gefunden wird und dann der eindeutige Kamera- und Bildidentifikator des gewünschten Bildes dazu verwendet wird, den analogen Abzug in dem physischen Speicher zu finden.

Während die Erfindung oben in bezug auf bevorzugte und alternative Ausführungsformen erörtert wurde, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die Kamera muß z. B. nicht zwei getrennte Linsensysteme haben. Eine einzige Linse kann dazu verwendet werden, das Bild auf dem Film und ein Bild auf der CCD zu erzeugen. Dies kann durch einen halbdurchlässigen Spiegel, durch Aufzeichnen der Bilder in schneller Folge oder durch andere Mittel realisiert werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (10)

1. Kamera (10) mit
einem Körper (12);
einer digitalen Bilderzeugungseinrichtung (65) in dem Körper;
einer analogen Bilderzeugungseinrichtung (33) in dem Körper; und
einer Steuereinrichtung (44), welche die im wesentlichen gleichzeitige Erzeugung ei­ nes digitalen Bildes und eines analogen Bildes auslösen kann.

2. Kamera nach Anspruch 1, wobei die analoge Bilderzeugungseinrichtung (33) so ge­ staltet ist, daß sie einen herkömmlichen fotografischen Film (20) belichten kann.

3. Kamera nach Anspruch 1 oder 2, wobei die digitale und die analoge Bilderzeugungs­ einrichtung jeweils getrennte Linsen (50,33) aufweisen.

4. Kamera nach Anspruch 3, wobei die Linsen (50, 33) so ausgelegt sind, daß sie Bilder mit einem gemeinsamen Sichtfeld erzeugen.

5. Verfahren zum Erzeugen von Bildern mit folgenden Verfahrensschritten:
Vorsehen einer Kamera (10) mit einem herkömmlichen Filmtransportmechanismus (26) und mit einem digitalen Bildwandler (56);
abhängig von dem Auslösen einer Betätigungseinrichtung (44) an der Kamera, Be­ lichten des Films (20) in dem Filmtransportmechanismus zum Erzeugen eines analo­ gen Bildes; und
während oder im wesentlichen gleichzeitig mit der Belichtung des Films, Erzeugen ei­ nes digitalen Bildes auf dem Wandler.

6. Verfahren zum Erzeugen von Bildern nach Anspruch 5, bei dem Bilder derselben Sze­ ne auf dem Film (20) und auf dem digitalen Wandler (56) gebildet werden.

7. Verfahren zum Erzeugen von Bildern nach Anspruch 5 oder 6, bei dem Daten (62) in Verbindung mit dem Bild gespeichert werden.

8. Verfahren zum Erzeugen von Bildern nach Anspruch 7, bei dem die Daten auf den Film aufgezeichnet (46) werden.

9. Verfahren zum Erzeugen von Bildern nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem eine erste Linse (50) vorgesehen wird, die ein erstes Bild auf dem Wandler erzeugt, und ei­ ne zweite Linse (33) vorgesehen wird, die ein zweites Bild auf dem Film erzeugt.

10. Verfahren zum Erzeugen von Bildern nach Anspruch 9, bei dem die optischen Eigen­ schaften der Linsen (33, 50) gemeinsam eingestellt werden, um Bilder derselben Szene mit denselben Bildeigenschaften zu erzeugen.