DE102004062057A1

DE102004062057A1 - Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Objektes

Info

Publication number: DE102004062057A1
Application number: DE102004062057A
Authority: DE
Inventors: Gerald Dr. Kurtze
Original assignee: KWS COMPUTERSYSTEME GmbH
Current assignee: KWS COMPUTERSYSTEME GmbH
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-07-13

Abstract

Eine Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Objektes 5, mit einer Linse 4 zur Abbildung des Objektes 5a, 5b und mit wenigstens einem ersten Bildaufnahmesensor 1, auf dem wenigstens ein Teil des aufzunehmenden Objektes 5a, 5b abbildbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Bildaufnahmesensor 2 vorhanden ist, auf dem mittels eines Strahlteilers 3 ein weiterer Teil 5b des aufzunehmenden Objektes 5a, 5b abbildbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Objekts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einer Linse zur Abbildung des Objekts und wenigstens einem ersten Bildaufnahmesensor, auf dem wenigstens ein Teil des aufzunehmenden Objektes abbildbar ist.

Eine derartige Bildaufnahmevorrichtung ist im Stand der Technik als sogenannte digitale Kamera hinlänglich bekannt.

Wenngleich digitale Kameras, welche regelmäßig einen Halbleiterchip als Bildaufnahmeelement haben, herkömmliche Kameras, welche als Aufnahmeelement einen lichtempfindlichen Film haben, in großen Bereichen auch bereits abgelöst haben, so trifft dies insbesondere in den Bereichen nicht zu, in denen das Bildaufnahmeelement keine Standardmaße hat. So wurden insbesondere Kameras, welche beispielsweise zur Aufnahme von Gebäuden oder Landschaften ein sogenanntes Panoramaformat haben (beispielsweise sechs mal zwölf Zentimeter (entspricht einem Seitenverhältnis von zwei zu eins) oder sechs mal siebzehn Zentimeter (entspricht einem Seitenverhältnis von 2,8 zu 1)), bisher nicht als digitale Kamera zur Verfügung gestellt. Dies dürfte seine Ursache darin haben, daß die Herstellung von hierfür benötigten Halbleiterchips beispielsweise im Seitenverhältnis 2,8 zu 1, wie es herkömmliche Panoramakameras aufweisen, unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht möglich ist. Denn, da der Markt für Kameras mit einem derartigen Format begrenzt ist und die Herstellung eines kein Standardformat aufweisenden Halbleiterchips erhebliche Kosten verursacht, würde sich die Herstellung eines Halbleiterchips im Seitenverhältnis 2,8 zu 1 nicht rentieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Objekts derart auszubilden, daß sie unter Verwendung von Standard-Halbleiterchips Bilder in einem breiteren Format aufnehmen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Objektes, mit einer Linse zur Abbildung des Objektes und mit wenigstens einem ersten Bildaufnahmesensor, auf dem wenigstens ein Teil des aufzunehmenden Objektes abbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Bildaufnahmesensor vorhanden ist, auf dem mittels eines Strahlteilers ein weiterer Teil des aufzunehmenden Objektes abbildbar ist.

Dadurch, daß ein zweiter Bildaufnahmesensor vorhanden ist, auf dem mittels eines Strahlteilers ein weiterer Teil des aufzunehmenden Objekts abbildbar ist, läßt sich das Bild eines Objektes aufnehmen, welches ein größeres Format hat, als auf dem ersten Bildaufnahmesensor abbildbar ist. Es läßt sich ein Bild von einem Objekt aufnehmen, welches ein Format hat, welches auf der aus den beiden Bildaufnahmesensoren gebildeten Gesamtfläche abbildbar ist.

Werden beispielsweise als Bildaufnahmesensoren zwei Standard-Halbleiterchips mit einem Seitenverhältnis von drei zu vier verwendet, läßt sich das Bild eines Objektes im Format drei mal acht aufnehmen. Dies entspricht annähernd dem Format sechs mal siebzehn herkömmlicher Panoramakameras.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn der zweite Bildaufnahmesensor im rechten Winkel zum ersten Bildaufnahmesensor angeordnet ist und die Winkelhalbierende in der Ebene des Strahlteilers verläuft. Hierdurch läßt sich bei kompakter Bauweise auf einfache Weise erreichen, daß das Objekt ohne Zwischenraum auf die beiden Bildaufnahmesensoren abgebildet werden kann. Die Sensoren werden hierbei so angeordnet, daß bei der Abbildung des Objekts eine geringe Überlappung vorhanden ist, was heißt, daß der mittlere Teil des Objekts auf beiden Bildaufnahmesensoren abgebildet wird. Die dadurch vorhandenen Überschneidungen lassen sich durch eine geeignete Signalverarbeitung wieder beheben.

Sehr vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Strahlteiler als Folie ausgebildet ist, welcher eine Dicke von weniger als 15 Mikrometer, insbesondere weniger als 10 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 7 Mikrometer hat. Hierdurch lassen sich Abbildungsfehler vermeiden.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bildaufnahmesensoren sowie der Strahlteiler in einem dicht schließenden Gehäuse angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die Bildaufnahmesensoren sowie der Strahlteiler frei von jeglicher Verschmutzung gehalten werden können. Dies wirkt sich sehr günstig auf die Qualität der Bildaufnahme aus.

Als sehr vorteilhaft hat sich eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der die aus den Bildaufnahmesensoren und dem Strahlteiler bestehende Anordnung quer zur optischen Achse der Linse verschiebbar ist. Hierdurch sind Verstellbewegungen zur Perspektivkorrektur möglich.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Linse beispielsweise bei einer Auflösung von 150 Linienpaaren pro Millimeter noch einen Kontrast von wenigstens 25 Prozent übertragen kann.

Sehr vorteilhaft ist es auch, wenn die Linse in einem Vorrichtungsgehäuse angeordnet ist und in dem Vorrichtungsgehäuse eine Signalverarbeitungseinheit angeordnet ist. Hierdurch läßt sich die zum Zusammenfügen der Teilbilder von den beiden Bildaufnahmesensoren erforderliche Signalverarbeitung sowie gegebenenfalls erforderli che Korrekturen von Positionierung, Farbabstufung oder Empfindlichkeit in unmittelbarer Nähe der Bildaufnahmesensoren durchführen, so daß die von der Vorrichtung abgegebenen Signale Standardsignale sein können, jedoch ein breiteres Bildformat betreffen.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt die einzige Figur eine schematische Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie der Figur entnommen werden kann, besteht ein Objekt 5a, 5b, welches ein Seitenverhältnis von acht zu drei hat, aus einem in der Figur links dargestellten ersten Teil 5a und einem in der Figur rechts dargestellten weiteren Teil 5b. Die beiden Teile 5a, 5b haben jeweils ein Seitenverhältnis von vier zu drei.
Das Objekt 5a, 5b soll von einer in einem Vorrichtungsgehäuse 7 angeordneten Vorrichtung aufgenommen werden. Hierzu ist im Vorrichtungsgehäuse 7 eine eine Linse 4 aufweisende Optik angeordnet. Die optische Achse 4a der Linse 4 verläuft senkrecht zur Objektebene des Objektes 5a, 5b.
In Richtung der optischen Achse 4a der Linse 4 ist hinter der Linse 4 ein Strahlteiler 3 angeordnet, welcher aus einer acht bis zehn Mikrometer dicken Folie besteht. Die Ebene des Strahlteilers 3 verläuft zur optischen Achse 4a der Linse 4 in einem Winkel von 45 Grad. Der Strahlteiler 3 ist so ausgebildet, daß er etwa die Hälfte der auf ihn auftreffenden Strahlung durchläßt und die andere Hälfte ablenkt.
An der der Linse 4 abgewandten Seite ist hinter dem Strahlteiler 3 ein aus einem Standard-Halbleiterchip mit dem Seitenverhältnis von drei zu vier bestehender erster Bildsensor 1 angeordnet. Die Ebene des ersten Bildsensors 1 verläuft in einem rechten Winkel zur optischen Achse 5a der Linse 4. Des weiteren ist der erste Bildsensor 1 so angeordnet, daß auf ihm der in der Figur rechts dargestellte weitere Teil 5b des Objektes 5a, 5b abgebildet wird.
An der der Linse 4 zugewandten Seite ist vor dem Strahlteiler 3 ein ebenfalls aus einem Standard-Halbleiterchip mit dem Seitenverhältnis von drei zu vier bestehender zweiter Bildsensor 2 angeordnet. Die Ebene des zweiten Bildsensors 2 verläuft parallel zur optischen Achse 4a und somit in einem Winkel von 90 Grad zur Ebene des ersten Bildsensors 1. Des weiteren ist der zweite Bildsensor 2 ist so angeordnet, daß auf ihm der in der Figur links dargestellte erste Teil 5a des Objekts 5a, 5b abgebildet wird.
Der erste Bildsensor 1, der zweite Bildsensor 2 und der Strahlteiler 3 sind in einem dicht schließenden Sensorgehäuse 6 angeordnet, welches ein Klarsichtfenster 9 aufweist, durch welches die von der Linse 4 ausgehende Strahlung in das Sensorgehäuse 6 eindringen kann. Hierdurch gelangt die von dem Objekt 5a, 5b ausgehende Strahlung auf den Strahlteiler 3 und weiterhin teilweise auf den ersten Bildsensor 1 und teilweise auf den zweiten Bildsensor 2.
Im Vorrichtungsgehäuse 7 ist eine Signalverarbeitungseinheit 8 angeordnet, welche mit dem ersten Bildsensor 1 und dem zweiten Bildsensor 2 verbunden ist. Mittels der Signalverarbeitungseinheit 8 werden die von den Bildsensoren 1, 2 abgegebenen Signale verarbeitet. Insbesondere werden mittels der Signalverarbeitungseinheit 8 die von dem Bildsensor 1, 2 aufgenommenen Teilbilder im Seitenverhältnis drei zu vier zu einem Gesamtbild im Seitenverhältnis drei zu acht zusammengesetzt sowie gegebenenfalls erforderliche Korrekturen von Positionierung, Farbabstufung oder Empfindlichkeit vorgenommen. Am Ausgang 10 der Signalverarbeitungseinheit 8 stehen somit Bildsignale zur Verfügung, welche den Signalen herkömmlicher Digitalkameras entsprechen. Sie entsprechen jedoch einem Seitenverhältnis von drei zu acht.

Claims

Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Objektes (5a, 5b), mit einer Linse (4) zur Abbildung des Objektes (5a, 5b) und mit wenigstens einem ersten Bildaufnahmesensor (1), auf dem wenigstens ein Teil (5a) des aufzunehmenden Objektes (5a, 5b) abbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Bildaufnahmesensor (2) vorhanden ist, auf dem mittels eines Strahlteilers (3) ein weiterer Teil (5b) des aufzunehmenden Objektes (5a, 5b) abbildbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bildsensor (2) im rechten Winkel zum ersten Bildsensor (1) angeordnet ist und die Winkelhalbierende in der Ebene des Strahlteilers (3) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (3) als Folie mit einer Dicke von weniger als 15 Mikrometer, insbesondere von weniger als 10 Mikrometer, vorzugsweise von weniger als 7 Mikrometer ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsensoren (1, 2) sowie der Strahlteiler (3) in einem dicht schließenden Gehäuse (6) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Bildsensoren (1, 2) und dem Strahlteiler (3) bestehende Anordnung quer zur optischen Achse (4a) der Linse (4) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (4) beispielsweise bei einer Auflösung von 150 Linienpaaren pro Millimeter noch einen Kontrast von wenigstens 25 Prozent übertragen kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (4) in einem Vorrichtungsgehäuse (7) angeordnet ist und in dem Vorrichtungsgehäuse (7) eine Signalverarbeitungseinheit (8) angeordnet ist.