DE102005042413B4

DE102005042413B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme von bewegten Objekten aus verschiedenen Perspektiven mit kleiner Stereobasis

Info

Publication number: DE102005042413B4
Application number: DE102005042413A
Authority: DE
Inventors: Florian Maier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: DE102005042413A1

Abstract

Vorrichtung zur fotografischen Aufnahme von Objekten aus verschiedenen Perspektiven für Bilddarstellungstechniken,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Kameras (K), deren Optiken in die gleiche Richtung zeigen, in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, wobei ihre optischen Achsen eine erste Ebene (E1) aufspannen,
dass eine zweite Reihe von Kameras (K) in analoger Weise, jedoch – in Bezug auf eine Projektion auf die erste Ebene (E1) – um eine halbe Stereobasis (A/2) versetzt in einer zweiten Ebene (E2) angeordnet sind, die zur ersten Ebene (E1) gekippt ist,
dass die Objektstrahlen mit einem teildurchlässigen und teilreflektierenden Spiegel, der in der winkelhalbierenden Ebene zwischen der ersten und zweiten Ebene (E1, E2) angeordnet ist, so auf die beiden Ebenen (E1, E2) aufgeteilt werden, dass die Kameras (K) auf der zweiten Ebene (E2) jeweils ein Objektteilbild aufnehmen können, das bezüglich der Kameras (K) auf der ersten Ebene (E1) um eine halbe Stereobasis (A/2) versetzt ist,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur fotografischen Aufnahme von bewegten Objekten aus verschiedenen Perspektiven zur Erzeugung von plastisch wirkenden Bildern, die mit mehrkanaligen Bilddarstellungstechniken gezeigt werden.
Stand der Technik:
Zur Aufnahme von plastisch wirkenden Bildern, die mit mehrkanaligen Bilddarstellungstechniken gezeigt werden, sind mehrere Ansichten von einem aufzunehmenden Objekt notwendig. Beispielsweise bei Bildern, die nach dem Linsenrasterverfahren aufgenommen werden sollen, werden nach heutigem Stand der Technik 8, 16 oder 24 verschiedene Ansichten zu einem plastisch wirkenden Bild verarbeitet (z. B. nach Falk, D.; Brill, D.; Stork, D.; Ein Blick ins Licht; Birkhäuser Verlag, Springer Verlag; Seite 230f). Diese Ansichten unterscheiden sich oft nur in relativ geringen Perspektivenänderungen.
Aus der DE 103 00 925 A1 ist ein Stereountersuchungssystem bekannt, wobei wenigstens ein Paar von Bildern eines Objektes erzeugt wird.
Problem und Aufgabe:
Diese geringen Perspektivenänderungen sind nach dem Stand der Technik ein Problem, da die Kameras aufgrund ihrer Gehäuseabmessungen nicht im benötigten Abstand dicht nebeneinander platziert werden können, sondern maximal Gehäuse an Gehäuse. Da man bei mehrkanaligen Bilddarstellungstechniken insbesondere im Bereich der Werbung in bestmöglicher Fotoqualität arbeiten muss, kommen kleine Kameras (z.B. Fingerkameras oder Webcams), die dicht nebeneinander platziert werden könnten, unter anderem aufgrund ihrer schlechten optischen Eigenschaften und der sehr schlechten Abbildungsqualität nicht in Betracht. Für die verzerrungsfreie Aufnahme sind hierbei Objektive von Nöten, die eine kleine Kamera (z.B. Fingerkamera oder Webcam) nicht bietet. Auch ist die maximale Freiheit bei der Gestaltung der Motive wünschenswert, was nur durch die Einstellung verschiedener Parameter bei Profikameras mit entsprechenden Objektiven möglich ist.
Also werden üblicherweise mehrere Kameras auf einer Schiene nebeneinander gestellt, mit der Einschränkung, nur entfernte Objekte (z.B. Landschaft) fotografieren zu können. Wollte man Objekte in Nahaufnahme fotografieren, hätte dies zur Folge, dass die Perspektivenänderung von Kamera zu Kamera zu groß für mehrkanalige Bilddarstellungstechniken, wie z.B. die Linsenrastertechnik, ist.
Da bei bewegten Objekten die Bewegung nur zu einem bestimmten Moment in allen Perspektiven gleich ist, kann hier auch nicht mit einer einzigen Kamera wie bei statischen Objekten gearbeitet werden, die im Raum sequentiell verschoben wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik auf einfache Art zu beseitigen und eine universell einsetzbare und jeweils individuell an die jeweiligen Objektparameter angepasste Aufnahmevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen hohen Grad an Automatisierung aufweist und bewegte Objekte von vielen Perspektiven gleichzeitig abbilden kann.
Problemlösung:
Als Lösung hierfür schlägt die Erfindung eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 3 und ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 20 oder 21 vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Maßnahmen sind in den Ansprüchen 2 und 4 bis 19 bzw. 22 bis 32 angeführt.
Der Vorrichtung liegt der Grundgedanke zugrunde, dass durch eine spezielle Spiegelkonstruktion der minimal mögliche Abstand zwischen den Objektivmitten zweier benachbart aufgestellter Kameras, in der Stereoskopie allgemein „Stereobasis" genannt, weiter verringert werden kann. Hierbei sind mehrere Kameras (ogl. die nummerierten Bezugszeichen K in den Figuren) so nebeneinander angebracht, dass alle Objektive zur gleichen Seite ausgerichtet sind. Ihre optischen Achsen spannen eine Ebene auf. Die Anordnung der Kameras kann auf einer Linie mit parallel ausgerichteten Achsen (Fall 1 – 1), auf einer Linie mit konvergierenden Achsen auf ein Objekt eingeschwenkt (Fall 2 – 2) oder auf einer Kurve insbesondere auf einem Kreisborgen mit konvergierenden Achsen auf ein Objekt eingeschwenkt (Fall 3 – 3) erfolgen. Auf einer zweiten Ebene, die um optimalerweise 90° zur ersten Ebene gekippt steht (4), findet sich die gleiche Anordnung wieder, jedoch sind die Kameras bezüglich der Kameras von Ebene E1 um die halbe Stereobasis (also um den halben Abstand zwischen den Objektivmittelpunkten) verschoben, so dass resultierend immer ein zusätzliches Bild von den Kameras aus Ebene E2 zwischen zwei Kameras aus Ebene E1 aufgenommen werden kann (6). Bei Fall 2 und 3 ist die Einschwenkung der Kameras so ausgeführt, als ob die Kameras der Ebene E2 jeweils im Zwischenraum, also genau in der Mitte zwischen zwei Kameras der Ebene 1, stehen würden und jeweils direkt auf das Objekt ausgerichtet sind.
Die Objektstrahlen werden über einen halbdurchlässigen Spiegel so aufgeteilt, dass ein Teil in die Optiken der Kameras von Ebene E2 gespiegelt wird, ein anderer Teil den Spiegel passiert und in die Optiken der Kameras von Ebene E1 fällt (5). Hierbei besitzt der halbdurchlässige Spiegel eine Transparenz von optimalerweise genau 50% (und damit eine Reflexion von ebenfalls 50%), so dass die Belichtung der Kameras auf Ebene E1 der Belichtung der Kameras auf Ebene E2 gleicht (7). Da die Bildhelligkeit in zwei Ebenen aufgeteilt wird, sind die Bilder, die von den Kameras aufgenommen werden nur noch halb so hell, wie ohne Spiegelkonstruktion. Dies lässt sich jedoch durch zusätzliche Öffnung der Blende der Kamera oder später digital ausgleichen. Es versteht sich, dass der Spiegel in einem ggf. justierbaren Rahmen geführt ist und eventuell auch aus Teilspiegeln bestehen kann.
Durch die so geartete Anordnung kann eine Stereobasis realisiert werden, die der Hälfte der minimal durch die Kameraabmessungen möglichen Stereobasis entspricht, bei der die Kameras wie bisher üblich nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind. Die Bilder der Kameras der Ebene E2 zeigen jeweils einen Objektteilbild, als sei dieses jeweils genau im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kameras auf Ebene E1 aufgenommen worden. Damit lässt sich die maximale Zahl der Kameras, die ein Objekt in einem bestimmten Ausschnitt um das Objekt herum aufnehmen, quasi verdoppeln. Die Bilder der Ebene E2 sind lediglich spiegelverkehrt und stehen ggf. auf dem Kopf (8), jedoch lässt sich dies leicht digital und ggf. automatisiert ausgleichen.
Dieses Prinzip ist auch mit drei Kamera-Ebenen realisierbar (9). Hierbei schrumpft die Stereobasis auf ein Drittel der ursprünglichen Stereobasis zusammen (11). Da die Bildhelligkeit hier in drei Ebenen aufgeteilt wird (10), sind die Bilder, die von den Kameras aufgenommen werden, bestenfalls nur noch ein Drittel so hell, wie ohne die Spiegel. Hierbei muss der erste teildurchlässige Spiegel ein Drittel des Lichtes reflektieren und zwei Drittel des Lichtes hindurch lassen. Der zweite halbdurchlässige Spiegel reflektiert hingegen wiederum genau die Hälfte der vom ersten Spiegel durchgelassenen zwei Drittel des Lichtes (12). Dadurch werden alle drei Kameraebenen mit einem Drittel des ursprünglichen Lichtes gleich belichtet. Auch dies lässt sich in gewissem Rahmen optisch oder digital ausgleichen. Ist es aus Kostengründen nur möglich, Spiegel mit 50% Transparenz bzw. Reflexion zu verwenden, kann auch mit zwei halbdurchlässigen Spiegeln und einem Transmissions- /Reflexionsgrad von jeweils 0,5 gearbeitet werden, wobei die Kameras auf Ebene 1 durch einen Filter mit einem Transmissionsgrad von 0,5 abgeblendet werden. Die erreichbare Bildhelligkeit beträgt hierbei nur noch 25% der Objekthelligkeit (14). Durch diese Konstruktion kann die Stereobasis auf ein Drittel verkleinert werden. Die Bilder der Ebene E2 und E3 zeigen damit Bildausschnitte, als seien in jeweils einen Zwischenraum zwischen zwei Kameras auf Ebene E1 zwei zusätzliche Kameras im zueinander proportionalen Abstand (nämlich bei jeweils einem Drittel der ursprünglichen Stereobasis) eingefügt worden. Die Bilder aus Ebene E2 sind spiegelverkehrt und stehen ggf. auf dem Kopf, die Bilder aus Ebene E3 sind nur spiegelverkehrt (13). Auch hier lässt sich dies sehr leicht digital und ggf. automatisiert ausgleichen.
Um die Apparatur an Gehäuseabmessungen von verschiedenen Kameras anzupassen ist es optional möglich, die Kameramontageplatten, auf denen sich die Kameras befinden, in x-Richtung, y-Richtung und ggf. in der Höhe bzw. im horizontalen oder vertikalen Drehwinkel mechanisch oder elektrisch durch Schrittmotoren zu justieren. Je nach Objektweite, Objektgröße und gewünschtem räumlichen Eindruck kann es erforderlich sein, die Stereobasis in sinnvollem Rahmen zu variieren und nicht mit der minimal möglichen Stereobasis zu arbeiten, sondern mit einer größeren. Da die Stereobasis zwischen zwei Bildern also von den Objekt- und Darstellungsparametern abhängt und somit flexibel gestaltet werden muss, ist es hilfreich, die Verstellung der Kameraabstände, die in ihren Proportionen im Regelfall immer gleich bleiben (15), mechanisch – oder elektrisch durch Schrittmotoren – gekoppelt durchzuführen. Ein Ausführungsbeispiel für vier Kameras auf einer Ebene sei im Folgenden beschrieben (16): Alle vier Kameras bzw. deren Kameramontageplatten sitzen horizontal verschiebbar auf Führungsstangen (F). Jeweils zwei Kameras (hier die beiden äußeren bzw. die beiden inneren Kameras) befinden sich spiegelsymmetrisch auf je einer Spindel, die jeweils links der Mitte (M) ein linksläufiges Gewinde (L) – für die Kameras links der Mitte – und rechts der Mitte (M) ein rechtsläufiges Gewinde (R) – für die Kameras rechts der Mitte – aufweisen. Die beiden inneren Kameras, die auf einer gemeinsamen Spindel sitzen, bewegen sich mit einer konstanten Geschwindigkeit v jeweils zur Mitte hin. Die beiden äußeren Kameras, die ebenfalls auf einer gemeinsamen Spindel sitzen, müssen sich mit dreifacher Geschwindigkeit 3v zur Mitte zu bewegen, um in der gleichen Zeit dort anzukommen. Also muss sich die Spindel, auf der die beiden äußeren Kameras sitzen, mit dreifacher Umdrehungszahl gegenüber der Spindel, auf der die beiden inneren Kameras sitzen, bewegen. Ist diese Bedingung erfüllt, bewegen sich alle Kameras immer mit gleichem Abstand zueinander.
Dieses Beispiel lässt sich in ähnlicher Weise für eine unterschiedliche Anzahl von Kameras fortführen, jedoch muss hierbei die mechanische Übersetzung angepasst werden. Für die unterschiedlichen Kameraebenen muss hierbei beachtet werden, dass auch die Kameras der zweiten und ggf. dritten Ebene insgesamt verschoben werden müssen, um jeweils immer die proportional gleiche Stereobasis zwischen den Kameras aller Ebenen zu wahren.
Diese mechanisch realisierte Verstellung kann natürlich auch elektrisch mit exakt ansteuerbaren Schrittmotoren und ggf. sogar je Kamera erfolgen. Hierbei würde beispielsweise ein Computerprogramm anhand von eingegebenen Objekt- bzw. Ausgabeparametern die besten Positionen berechnen und entsprechende Steuerbefehle über eine Zentraleinheit an die Schrittmotoren übergeben. Diese verstellen dann die Kameras und justieren ggf. die Spiegel auf die passenden Positionen.
Ggf. können Kameraparameter wie z.B. Blende, Belichtungsdauer, usw. über die Zentraleinheit oder ein Computerprogramm an alle Kameras gleichzeitig und automatisch übergeben werden. Hierbei werden entweder alle Kameras mit der gleichen Einstellung oder mit individuell auf jede Kamera zugeschnittenen Parametern versorgt.
Bisher kann unter Kamera auch eine Video- oder Filmkamera zu verstehen sein. Folgende Maßnahmen sind jedoch insbesondere nur für Einzelbildkameras sinnvoll.
Sind die Kameras eingerichtet und befinden sich in ihrer finalen Position, werden beispielsweise durch einen zentralen Triggermechanismus alle Kameras gleichzeitig ausgelöst. Der Triggerimpuls kann manuell oder durch ein spezielles Programm oder auch beispielsweise vom Objekt selbst abgegeben werden (vgl. hierzu auch DE 199 61 428 C2 , für dessen Verfahren vorliegende Vorrichtung auch eingesetzt werden kann). Für die Erzeugung spezieller Effekte ist es auch möglich, die Kameras nacheinander auszulösen.
Sind die Aufnahmen getätigt, können optional über die Zentraleinheit oder einen angeschlossenen PC alle Aufnahmen entweder manuell oder automatisiert ausgelesen werden, die Bilder auf einem Datenträger abgespeichert und in der entsprechenden Kamerareihenfolge benannt bzw. in einem sog. Metafile gespeichert werden (indem z.B. die Bilder aller Kameras einer Aufnahmesession mit Datum, Kamera- oder Positionsparametern und evtl. Aufnahmeort abgespeichert werden können). Vor oder auch nach dem Abspeichern (z.B. in Sicherungskopie) kann das Bild automatisch bearbeitet werden (z.B. das automatische Drehen oder Spiegeln von Aufnahmen der Ebene 2 oder 3 oder ein Helligkeitsangleich oder Weißabgleich). Zur sofortigen Kon trolle des aufgenommenen Bildes können die Einzelbilder auch automatisch zu einem plastischen Bild zur Anzeige an einem geeigneten Monitor zusammenfügt werden.
Erreichte Vorteile:
Bislang war es nicht möglich, nähere bewegte Objekte ohne Interpolation und damit qualitätsmäßig einwandfrei für mehrkanalige Bilddarstellungstechniken wie z.B. die Linsenrastertechnik abzubilden. Die hier vorgeschlagene Vorrichtung löst das Problem und stellt zusätzlich einen hohen Grad an Automatisierung und damit die universelle Einsetzbarkeit bei den verschiedensten Aufnahmeobjekten zur Verfügung. Durch die uneingeschränkte Verwendung von nahezu allen professionellen Kameras bietet die Vorrichtung und das Verfahren ein Hilfsmittel sowohl für die plastische Fotografie, als auch für plastische Video- und Filmanwendungen. Diese Vorrichtung und dieses Verfahren sind insbesondere für den semiprofessionellen und professionellen Markt sowohl qualitätsmäßig als auch wirtschaftlich attraktiv.
Figurenbeschreibung:
Die Erfindung wird anhand der Figuren in Zusammenfassung nochmals beispielhaft erläutert. Es zeigen:
1 eine Aufnahmevorrichtung, bei der die optischen Achsen der Kameras K1 bis K4 auf einer Linie parallel zueinander angeordnet sind und die Nodalpunkte der Kameras K1 bis K4 den gleichen Abstand zu einander besitzen.
2 eine Aufnahmevorrichtung, bei der die Kameras K1 bis K4 auf einer Linie und deren optische Achsen auf ein Objekt eingeschwenkt angeordnet sind, wobei die Nodalpunkte der Kameras K1 bis K4 den gleichen Abstand zu einander besitzen.
3 eine Aufnahmevorrichtung, bei der die Kameras K1 bis K4 auf einem Kreisbogen und deren optische Achsen auf ein Objekt eingeschwenkt angeordnet sind, wobei die Nodalpunkte der Kameras K1 bis K4 den gleichen Abstand zu einander besitzen.
4 eine Prinzipzeichnung einer Aufnahmevorrichtung mit Blick von seitlich oben, bei der die Kameras K auf zwei Ebenen E1, E2 angeordnet sind. Die Ebene E2 befindet sich im 90°-Winkel zu der Ebene E1 gekippt. Die Kameras K1, K3, K5, K7 darauf sind um die halbe Stereobasis gegenüber den Kameras K2, K4, K6, K8 auf Ebene E1 versetzt, wobei die Objektstrahlen durch einen halbdurchlässigen Spiegel aufgeteilt werden. Ein Teil wird in die Kameraoptiken der Ebene E2 gespiegelt, der andere Teil wird zu den Kameraoptiken der Ebene E1 durchgelassen.
5 eine Prinzipzeichnung der in 4 beschriebenen Aufnahmevorrichtung mit Blick von der Seite, bei der der Strahlengang der Kameraebenen verdeutlicht wird. Durch den halbdurchlässigen Spiegel werden die Objektstrahlen auf die Kameraoptiken in Ebene E2 und auf die in Ebene E1 aufgeteilt.
6 eine Prinzipzeichnung der in 4 und 5 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Hier wird die durch den halbdurchlässigen Spiegel erreichte halbe Stereobasis A/2 verdeutlicht.
7 eine Prinzipzeichnung der in 4 bis 6 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Durch den halbdurchlässigen Spiegel mit 50% Transmission und 50% Reflexion wird die Objekthelligkeit in die Ebenen E1 und E2 auf jeweils die Hälfte aufgeteilt.
8 eine Prinzipzeichnung der in 4 bis 7 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Durch den halbdurchlässigen Spiegel mit 50% Transmission und 50% Reflexion wird die Objekthelligkeit auf den Kamerabildern der Ebenen E1 und E2 halbiert. Zusätzlich sind die Bilder der Kameras in Ebene E2 spiegelverkehrt und stehen auf dem Kopf.
9 eine Prinzipzeichnung einer Aufnahmevorrichtung mit Blick von seitlich oben, bei der die Kameras K1 bis K12 auf drei Ebenen angeordnet sind. Die Ebene E2 befindet sich im 90°-Winkel zu der Ebene E1 nach oben gekippt, und die Kameras K1, K4, K7, K10 darauf sind um ein Drittel der Stereobasis gegenüber den Kameras K2, K5, K8, K11 auf Ebene E1 versetzt. Ein Teil der Objektstrahlen wird durch einen teildurchlässigen Spiegel in die Kameraoptiken der Ebene E2 gespiegelt, der andere Teil durch den ersten Spiegel hindurch gelassen. Zusätzlich befindet sich eine Ebene E3 im 90°-Winkel zu der Ebene E1 nach unten gekippt (somit parallel zu Ebene E2), und die Kameras K3, K6, K9, K12 darauf sind um ein Drittel der Stereobasis gegenüber den Kameras auf Ebene E1 in die entgegen gesetzte Richtung versetzt. Die durch den ersten teildurchlässigen Spiegel hindurch gelassenen Objektstrahlen werden durch einen weiteren halbdurchlässigen Spiegel wiederum aufgeteilt. Ein Teil der Objektstrahlen wird in die Kameraoptiken der Ebene E3 gespiegelt, der andere Teil durch den ersten Spiegel hindurch in die Kameraoptiken der Ebene E1 gelassen.
10 eine Prinzipzeichnung der in 9 beschriebenen Aufnahmevorrichtung mit Blick von der Seite, bei der der Strahlengang in die drei Kameraebenen E1, E2, E3 verdeutlicht wird. Durch die halbdurchlässigen Spiegel werden die Objektstrahlen auf die Kameraoptiken in Ebene E2 und nach Passieren des ersten teildurchlässigen Spiegels durch einen weiteren halbdurchlässigen Spiegel auf die in Ebenen E3 und E1 aufgeteilt.
11 eine Prinzipzeichnung der in 9 und 10 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Hier wird die verzahnte Anordnung der Kameras auf ein Drittel der Stereobasis A/3 verdeutlicht.
12 eine Prinzipzeichnung der in 9 bis 11 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Durch den ersten teildurchlässigen Spiegel mit 66,6% Transmission und 33,3% Reflexion und den zweiten halbdurchlässigen Spiegel mit 50% Transmission und 50% Reflexion wird die Bildhelligkeit auf den Kamerabildern der Ebenen E1 bis E3 gedrittelt.
13 eine Prinzipzeichnung der in 9 bis 12 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Durch die beiden teildurchlässigen Spiegel wird die Bildhelligkeit auf den Bildern der Ebenen E1 bis E3 gedrittelt. Zusätzlich sind die Bilder der Kameras K1, K4, K7, K10 in Ebene E2 spiegelverkehrt und stehen auf dem Kopf, in Ebene E3 sind die Bilder lediglich spiegelverkehrt.
14 eine Alternative zur in 12 beschriebenen Aufnahmevorrichtung. Anstelle der beiden unterschiedlichen Reflexions- und Transmissionswerte für die teildurchlässigen Spiegel, werden hier Spiegel mit exakt 50% Transmission bzw. Reflexion verwendet. Dafür ist ein Angleich der Helligkeit für die Kameras in Ebene E2 notwendig. Dies erfolgt durch einen Filter F mit 50% Transmission.
15 in diesem Prinzipbild (die Kameras K sind hier der Übersichtlichkeit halber sehr schmal gezeichnet) wird der Zusammenhang zwischen den Wegen, die die einzelnen Kameras K bei Verstellung der Stereobasis zurückzulegen haben, deutlich gemacht. Dies erfolgt unter der Anforderung, dass die Kameras K unabhängig von der gewählten Stereobasis proportional immer die gleichen Abstände (A bzw. B) zueinander haben müssen. In dieser Zeichnung gilt: A = 3B
16 eine gekoppelte Verstellung der Kameraabstände bei Anpassung der Stereobasis an ein Aufnahmeobjekt unter Wahrung der Proportionen. Alle vier Kameras K1 bis K4 bzw. deren Kameramontageplatten (die auch hier der Übersichtlichkeit halber sehr schmal gezeichnet sind) sitzen horizontal verschiebbar auf Führungsstangen F. Jeweils zwei Kameras (hier die beiden äußeren K1 und K4 bzw. die beiden inneren Kameras K2 und K3) befinden sich spiegelsymmetrisch auf je einer Spindel, die jeweils links der Mitte ein linksläufiges Gewinde (L) – für die Kameras links der Mitte – und rechts der Mitte ein rechtsläufiges Gewinde (R) – für die Kameras rechts der Mitte – aufweisen. Die beiden inneren Kameras K2 und K3 bewegen sich mit einer konstanten Ge schwindigkeit v jeweils zur Mitte hin. Die beiden äußeren Kameras K 1 und K4, die auf einer gemeinsamen Spindel sitzen, bewegen sich mit dreifacher Geschwindigkeit 3v zur Mitte zu. Die Spindel, auf der die beiden äußeren Kameras K1 und K4 sitzen, hat die dreifache Umdrehungszahl gegenüber der Spindel, auf der die beiden inneren Kameras K2 und K3 sitzen.

Claims

Vorrichtung zur fotografischen Aufnahme von Objekten aus verschiedenen Perspektiven für Bilddarstellungstechniken, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kameras (K), deren Optiken in die gleiche Richtung zeigen, in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, wobei ihre optischen Achsen eine erste Ebene (E1) aufspannen, dass eine zweite Reihe von Kameras (K) in analoger Weise, jedoch – in Bezug auf eine Projektion auf die erste Ebene (E1) – um eine halbe Stereobasis (A/2) versetzt in einer zweiten Ebene (E2) angeordnet sind, die zur ersten Ebene (E1) gekippt ist, dass die Objektstrahlen mit einem teildurchlässigen und teilreflektierenden Spiegel, der in der winkelhalbierenden Ebene zwischen der ersten und zweiten Ebene (E1, E2) angeordnet ist, so auf die beiden Ebenen (E1, E2) aufgeteilt werden, dass die Kameras (K) auf der zweiten Ebene (E2) jeweils ein Objektteilbild aufnehmen können, das bezüglich der Kameras (K) auf der ersten Ebene (E1) um eine halbe Stereobasis (A/2) versetzt ist, und dass eine Bilderverarbeitungsvorrichtung in Form einer Zentraleinheit oder eines angeschlossenen PCs vorhanden ist, die alle Bilder aus den Kameras (K) zu dem einen plastischen Bild zusammenfügt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Spiegel einen Reflexionsgrad von 0,5 und einen Transmissionsgrad von 0,5 besitzt.
Vorrichtung zur fotografischen Aufnahme von Objekten aus verschiedenen Perspektiven für Bilddarstellungstechniken, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kameras (K), deren Optiken in die gleiche Richtung zeigen, in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, wobei ihre optischen Achsen eine erste Ebene (E1) aufspannen, dass eine zweite Reihe von Kameras in analoger Weise, jedoch – in Bezug auf eine Projektion auf die erste Ebene (E1) – um eine drittel Stereobasis (A/3) versetzt in einer zweiten Ebene (E2) angeordnet sind, die zur ersten Ebene (E1) gekippt ist, dass eine dritte Reihe von Kameras in analoger Weise, jedoch – in Bezug auf die Projektion auf die erste Ebene (E1) – um eine drittel Stereobasis (A/3) in die – gegenüber der zweiten Ebene (E2) – andere Richtung versetzt in einer dritten Ebene (E3) angeordnet sind, die ebenfalls zur ersten Ebene (E1) aber gegenläufig zur zweiten Ebene (E2) gekippt ist, dass die Objektstrahlen mit einem teildurchlässigen und teilreflektierenden ersten Spiegel, der in der Winkelhalbierenden Ebene zwischen der ersten und zweiten Ebene (E1, E2) angeordnet ist und durch einen zweiten teildurchlässigen und teilreflektierenden Spiegel, der in der Winkelhalbierenden Ebene zwischen der ersten und dritten Ebene (E1, E3) angeordnet ist, so auf die Kameras (K) der jeweiligen Ebenen aufgeteilt werden, dass die Kameras (K) einer Ebene ein um ein Drittel Stereobasis (A/3) versetztes Objektteilbild bezüglich den jeweiligen Kameras (K) auf jeweils der benachbarten Ebene aufnehmen, und dass eine Bilderverarbeitungsvorrichtung in Form einer Zentraleinheit oder eines angeschlossenen PCs vorhanden ist, die alle Bilder aus den Kameras (K) zu dem einen plastischen Bild zusammenfügt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Spiegel einen Reflexionsgrad von 0,5 und einen Transmissionsgrad von 0,5 besitzen und dass ein zusätzlicher Filter, der in den Strahlengang der zuerst ausgespiegelten Ebene eingebracht wird, die Bildhelligkeit dem Niveau der beiden übrigen Kameraebenen angleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel einen Reflexionsgrad von 0,333 und einen Transmissionsgrad von 0,666 und der zweite Spiegel einen Reflexionsgrad von 0,5 und einen Transmissionsgrad von 0,5 besitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebenen jeweils senkrecht auf der benachbarten Ebene stehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (K) jeweils in einer Ebene in Richtung der optischen Achse parallel stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nodalpunkte der Kameras (K) gleichen Abstand zueinander besitzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (K) jeweils in einer Ebene nebeneinander auf einer Geraden angeordnet und ihre optischen Achsen auf ein Objekt eingeschwenkt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nodalpunkte der Kameras (K) gleichen Abstand zueinander besitzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (K) jeweils in einer Ebene auf einer Kurve um das Objekt angeordnet sind und ihre optischen Achsen auf das Objekt eingeschwenkt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nodalpunkte der Kameras (K) gleichen Abstand zueinander besitzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (K) jeweils in einer Ebene auf einer Kreisbahn um das Objekt angeordnet sind und ihre optischen Achsen auf das Objekt eingeschwenkt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nodalpunkte der Kameras (K) gleichen Abstand zueinander besitzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (K) und/oder der/die halbdurchlässigen Spiegel in x-Richtung und/oder y-Richtung und/oder Höhe und/oder horizontalen und/oder vertikalen Drehwinkel mechanisch justierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (K) und/oder der/die halbdurchlässigen Spiegel in x-Richtung und/oder y-Richtung und/oder Höhe und/oder horizontalen und/oder vertikalen Drehwinkel elektrisch durch Schrittmotoren justierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Kameras (K) zueinander proportional in x-Richtung und/oder y-Richtung und/oder Höhe und/oder horizontalen und/oder vertikalen Drehwinkel mechanisch gekoppelt justierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Kameras (K) zueinander proportional in x-Richtung und/oder y-Richtung und/oder Höhe und/oder horizontalen und/oder vertikalen Drehwinkel elektrisch durch Schrittmotoren gekoppelt justierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bilddarstellungstechnik um eine mehrkanalige Bilddarstellungstechnik handelt.
Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kameras (K) gleichzeitig ausgelöst werden.
Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kameras (K) zeitlich versetzt ausgelöst werden.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung manuell oder durch die Zentraleinheit oder ein Computerprogramm oder durch die optische oder physikalische Veränderung des Aufnahmeobjektes selbst geschehen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kameras (K) mit der Zentraleinheit verbunden werden, mit der die Kameras ausgelöst werden.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die notwendigen Parameter zum Betrieb der Kameras (K) automatisiert eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit oder ein daran angeschlossener PC oder lediglich ein an die Kameras angeschlossener PC automatisch alle Bilder aus den Kameras (K) ausliest.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder auf einem Datenträger abspeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder in der entsprechenden Kamerareihenfolge benannt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder bearbeitet und automatisch zu dem einen plastischen Bild zusammenfügt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder an einem geeigneten Monitor angezeigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit oder ein daran angeschlossener PC automatisch nach Eingabe von Objektparametern die Position der Kameras (K)/Spiegel berechnet.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit oder ein daran angeschlossener PC die Positionsangaben automatisch an die Zentraleinheit übergibt oder verarbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit automatisch alle notwendigen Einstellungen steuert und ausführt.