DE102015214047B3

DE102015214047B3 - Smartphone lens attachment

Info

Publication number: DE102015214047B3
Application number: DE102015214047.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Terhalle; Sebastian Smerat; Dr. Borgsmüller Stefan; Kay Schulte-Wieking
Original assignee: Tesa Scribos GmbH
Current assignee: Scribos GmbH
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2035-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aufsatz für mobile Endgeräte (1) mit einer Kamera (3) und einer Lichtquelle (4), mit einer auf einer dem mobilen Endgerät (1) abgewandten Seite des Aufsatzes (6) angeordneten Auflagefläche (7) zur Auflage auf einer Probenoberfläche (8) und einer Linsenanordnung (13), die zwischen der Kamera (3) und der Auflagefläche (7) angeordnet ist und die wenigstens eine Sammellinse aufweist und auf der Probenoberfläche (8) angeordnete Bilder vergrößert in die Kamera (3) abbildet, wobei der Aufsatz (6) in einem aufgesetzten Zustand sowohl vor der Kamera (3) als auch vor der Lichtquelle (4) positioniert ist und gekennzeichnet durch eine im Strahlengang (12) der Lichtquelle (4) angeordnete Umlenkeinrichtung (14, 16) für den Strahlengang (12) auf die Auflagefläche (7) und wobei die Linsenanordnung (13) in einem von der Auflagefläche (7) reflektierten Strahlengang der Lichtquelle (4) angeordnet ist.The invention relates to an attachment for mobile terminals (1) with a camera (3) and a light source (4), with a on one of the mobile terminal (1) facing away from the attachment (6) arranged support surface (7) for resting on a Sample surface (8) and a lens assembly (13) which is arranged between the camera (3) and the support surface (7) and which has at least one condenser lens and enlarged images arranged on the sample surface (8) in the camera (3), wherein the attachment (6) is positioned in an attached state both in front of the camera (3) and in front of the light source (4) and characterized by a deflecting device (14, 16) arranged in the beam path (12) of the light source (4) for the camera Beam path (12) on the support surface (7) and wherein the lens arrangement (13) in one of the support surface (7) reflected beam path of the light source (4) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufsatz für mobile Endgeräte mit einer Kamera und einer Lichtquelle, mit einer auf einer dem mobilen Endgerät abgewandten Seite des Aufsatzes angeordneten Auflagefläche zur Auflage auf einer Probenoberfläche und einer Linsenanordnung, die zwischen der Kamera und der Auflagefläche angeordnet ist und die wenigstens eine Sammellinse aufweist und auf der Probenoberfläche angeordnete Bilder vergrößert in die Kamera abbildet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Aufnahme eines Bildes einer Probenoberfläche mit einem mobilen Endgerät mit einer Kamera und einer Lichtquelle.The invention relates to an attachment for mobile devices with a camera and a light source, with a arranged on a side remote from the mobile terminal side of the essay support surface for support on a sample surface and a lens assembly which is disposed between the camera and the support surface and the at least one Coming lens has and images arranged on the sample surface magnified images in the camera. The invention also relates to a method for capturing an image of a sample surface with a mobile terminal with a camera and a light source.

Aufsätze von Mobiltelefonen sind im Stand der Technik bekannt. Aus US 9,007,522 B1 ist ein Aufsatz für Mobiltelefone bekannt mit einer Optik, die vor die Kamera des Mobiltelefons klemmbar ist. Nachteilig bei diesem System ist, dass Bilder von hochreflektierenden Oberflächen, also glänzenden Oberflächen, nur unzureichend aufgenommen werden können, da diese durch das Spiegelbild der Kamera selbst überlagert und durch das Spiegelbild dominiert werden.Articles of mobile phones are known in the art. Out US 9,007,522 B1 is an article for mobile phones known with an optic that is clamped in front of the camera of the mobile phone. The disadvantage of this system is that images of highly reflective surfaces, ie shiny surfaces, can only be recorded inadequately since they are superimposed by the mirror image of the camera itself and are dominated by the mirror image.

Aus US 8,891,187 B2 ist ebenfalls ein Aufsatz für Mobiltelefone bekannt; der Aufsatz weist eine Optik auf, die über eine in das Mobiltelefon integrierte LED gesetzt wird und dann ermöglicht, ringförmige Blitzlichte zu erzeugen. Auch dieser Aufsatz eignet sich nicht zur Aufnahme von hochauflösenden Strukturen, insbesondere nicht bei spiegelnden Oberflächen.Out US 8,891,187 B2 is also known an essay for mobile phones; the attachment has an optic which is placed over an LED integrated in the mobile phone and then allows to generate annular flashlights. This article is also not suitable for recording high-resolution structures, especially not in reflective surfaces.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs genannten Aufsatz für mobile Endgeräte zur Verfügung zu stellen, der die erwähnten Nachteile vermeidet oder zumindest verringert.It is therefore an object of the present invention to provide the above-mentioned article for mobile devices, which avoids the disadvantages mentioned or at least reduced.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein eingangs genanntes Verfahren zur Aufnahme eines Bildes zur Verfügung zu stellen, das die oben genannten Nachteile verringert oder vermeidet.It is also an object of the invention to provide an aforementioned method for receiving an image available, which reduces or avoids the disadvantages mentioned above.

Die Aufgabe wird in ihrem ersten Aspekt durch einen eingangs genannten Aufsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object is achieved in its first aspect by an article mentioned at the beginning with the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Aufsatz macht von der Idee Gebrauch, neben einer Linsenanordnung, die im Aufsatz integriert ist, eine Umlenkeinrichtung für eine Lichtquelle des mobilen Endgerätes zur Verfügung zu stellen und einen Strahlengang der Lichtquelle auf die Auflagefläche des Aufsatzes umzulenken. Da die Auflagefläche im aufgesetzten Zustand des Aufsatzes im Wesentlichen mit der Probenoberfläche übereinstimmt und darüber hinaus transparent für das Licht der Lichtquelle ausgebildet ist, wird durch die Umlenkung des Strahlenganges der Lichtquelle durch die Umlenkeinrichtung eine Ausleuchtung der Probenoberfläche ermöglicht. The attachment according to the invention makes use of the idea of providing a deflection device for a light source of the mobile terminal in addition to a lens arrangement which is integrated in the attachment, and to deflect a beam path of the light source onto the support surface of the attachment. Since the support surface in the mounted state of the attachment substantially coincides with the sample surface and, moreover, is transparent to the light of the light source, the deflecting of the beam path of the light source by the deflection device makes it possible to illuminate the sample surface.

Die Linsenanordnung ist im aufgesetzten Zustand des Aufsatzes zwischen der Kamera und der Auflagefläche angeordnet, und sie ist gleichzeitig in einem von der Auflagefläche reflektierten Strahlengang der Lichtquelle angeordnet. Insbesondere bei Probenoberflächen, die stark und gerichtet reflektieren, also sehr glatten, spiegelnden Oberflächen, wird durch die Reflexion des umgelenkten Lichtes ein besonders dominantes Bild erzeugt, das auch mögliche Reflexionen vom Mobiltelefon selbst, vom Aufsatz oder anderen Gegenständen überlagert und daher gut von der Kamera erfasst werden kann. Durch die oben beschriebene Positionierung der Linsenanordnung kann das von der Probenoberfläche hell reflektierte Bild vergrößert und damit deutlicher und leichter lesbar von der Kamera eingefangen werden.The lens assembly is arranged in the attached state of the attachment between the camera and the support surface, and it is simultaneously arranged in a light reflected from the support surface beam path of the light source. Particularly with sample surfaces that reflect strongly and directionally, ie very smooth, reflecting surfaces, the reflection of the deflected light produces a particularly dominant image which also superimposes possible reflections on the mobile phone itself, on the attachment or other objects and therefore well on the camera can be detected. By positioning the lens assembly as described above, the image brightly reflected from the sample surface can be enlarged and thus captured more clearly and more easily read by the camera.

Unter einer Linsenanordnung ist hier allgemein eine Anordnung optischer Elemente, wie von Sammel- oder Streulinsen, Filtern oder Ähnlichem zu verstehen, die in geeigneter Weise ein auf der Probenoberfläche angeordnetes Bild vergrößern und das vergrößerte Bild in die Kamera abbilden. Die Linsenanordnung ist nicht auf Linsen beschränkt. Die Linsenanordnung umfasst zumindest eine Sammellinse. Im einfachsten Fall kann es sich bei der Linsenanordnung um eine einzelne Sammellinse mit einer geeigneten Brennweite handeln, wobei die Sammellinse so angeordnet ist, dass die Probenoberfläche vorzugsweise zwischen der einfachen und doppelten Brennweite der Sammellinse liegt, sodass die Sammellinse ein vergrößertes Bild in die Kamera abbildet.A lens arrangement is to be understood here in general as an arrangement of optical elements, such as collecting or scattering lenses, filters or the like, which suitably enlarge an image arranged on the sample surface and image the enlarged image into the camera. The lens arrangement is not limited to lenses. The lens arrangement comprises at least one converging lens. In the simplest case, the lens arrangement may be a single converging lens having a suitable focal length, the condenser lens being arranged such that the sample surface is preferably between the single and double focal lengths of the condenser lens so that the condenser lens images an enlarged image into the camera ,

Die Lichtquelle ist vorzugsweise eine LED oder eine Vielzahl an LEDs, bei der Kamera handelt es sich vorzugsweise um eine Digitalkamera, typischerweise mit CMOS-Sensoren, doch auch CCD-Sensoren sind gebräuchlich. Sowohl die LED als auch die Kamera sind in herkömmlicher Weise in Mobiltelefonen eingebaut. Sie sind nebeneinander beabstandet an einer Rückseite des Mobiltelefons vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf Mobiltelefone, sondern auch auf andere Endgeräte, wie Tablets oder Ähnliches, anwendbar, wenn auch sie eine Kamera und eine neben der Kamera angeordnete Lichtquelle umfassen.The light source is preferably an LED or a plurality of LEDs, the camera is preferably a digital camera, typically with CMOS sensors, but CCD sensors are also common. Both the LED and the camera are conventionally built into mobile phones. They are next to each other at a distance provided on a rear side of the mobile phone. However, the invention is applicable not only to mobile phones but also to other terminal devices such as tablets or the like, although they include a camera and a light source disposed beside the camera.

Günstigerweise ist die Linsenanordnung im aufgesetzten Zustand des Aufsatzes in einer optischen Achse der Kamera angeordnet, und der Lichtstrahl der Lichtquelle ist koaxial in die optische Achse umgelenkt oder eingekoppelt, d. h. der Lichtstrahl der Lichtquelle wird durch die Umlenkeinrichtung vorzugsweise derart ein- oder zweimal oder auch häufiger umgelenkt oder auch kontinuierlich umgelenkt, dass der Lichtstrahl entlang der optischen Achse, vorzugsweise exakt parallel zur optischen Achse, auf die Probenoberfläche trifft, wenn der Aufsatz bestimmungsgemäß am mobilen Endgerät angeordnet ist und der Aufsatz mit mobilem Endgerät auf die Probenoberfläche aufgelegt ist.Conveniently, the lens assembly is arranged in the mounted state of the attachment in an optical axis of the camera, and the light beam of the light source is coaxially deflected or coupled into the optical axis, ie the light beam of the light source is preferably once or twice or more often by the deflection deflected or also continuously deflected, that the light beam along the optical axis, preferably exactly parallel to the optical axis, is incident on the sample surface when the article is intended to be arranged on the mobile terminal and the attachment is placed with a mobile terminal on the sample surface.

Es ist hier auch denkbar, dass neben dem koaxialen Umlenken ein schräger Lichteinfall in einem geringen Einfallswinkel oder ein stark diffuser Lichteinfall in einem geringen oder auch größeren Einfallswinkel auf die Probenoberfläche treffen.It is also conceivable here that in addition to the coaxial deflection, an oblique incidence of light at a low angle of incidence or a strongly diffuse incidence of light impinge on the sample surface in a small or even larger angle of incidence.

Unter einer Umlenkeinrichtung wird hier allgemein ein optisches Element verstanden, mit dem der Strahlengang in seiner Richtung umgelenkt wird. Erfindungsgemäß wird der Strahlengang der Lichtquelle auf die Auflagefläche und ggf. die Probenoberfläche umgelenkt. Die Umlenkeinrichtung kann durch eine Anordnung von Spiegeln und Strahlteilern ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, die Umlenkeinrichtung durch biegsame Lichtleiter und eine Kombination von Spiegeln, Strahlteilern und Lichtleitern auszubilden.Under a deflection is generally understood here an optical element with which the beam path is deflected in its direction. According to the invention, the beam path of the light source is deflected onto the support surface and possibly the sample surface. The deflection device can be formed by an arrangement of mirrors and beam splitters. But it is also possible to form the deflection by flexible optical fiber and a combination of mirrors, beam splitters and optical fibers.

In einer besonders günstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsatzes ist die Umlenkeinrichtung durch einen Spiegel in einem Strahlengang der Lichtquelle ausgebildet, der im aufgesetzten Zustand des Aufsatzes gegenüber der Lichtquelle positioniert ist und schräg gestellt ist, und neben dem Spiegel ist im Strahlengang der Lichtquelle ein Strahlteiler angeordnet, der gleichzeitig auch in der optischen Achse angeordnet ist, neben der Linsenanordnung, sodass der Strahlteiler zumindest einen Teil des am Spiegel reflektierten Lichtes der Lichtquelle entlang der optischen Achse auf die Probenoberfläche reflektiert. Durch diese Anordnung wird ein koaxiales Umlenken des Lichtstrahls auf die optische Achse der Kamera und der Linsenanordnung ermöglicht.In a particularly favorable embodiment of the attachment according to the invention the deflection device is formed by a mirror in a beam path of the light source, which is positioned in the attached state of the attachment relative to the light source and is inclined, and next to the mirror, a beam splitter is arranged in the beam path of the light source, which is also arranged in the optical axis, adjacent to the lens array, so that the beam splitter reflects at least a portion of the reflected light of the mirror of the light source along the optical axis to the sample surface. By this arrangement, a coaxial deflection of the light beam is made possible on the optical axis of the camera and the lens assembly.

Die koaxiale Umlenkung des Lichtstrahles in die optische Achse ist insbesondere bei sehr glatten, sehr präzise reflektierenden Probenoberflächen bzw. Bildern der Probenoberflächen bevorzugt, weil in diesem Fall das koaxial einfallende Licht entlang der optischen Achse zurückreflektiert wird und der durch den Strahlteiler durchtretende Anteil des zurückreflektierten Lichtes durch die Linse auf die Kamera gelenkt wird, wo ein helles Bild des reflektierten Bildes aufgenommen werden kann. The coaxial deflection of the light beam in the optical axis is particularly preferred for very smooth, very precisely reflecting sample surfaces or images of the sample surfaces, because in this case, the coaxial incident light is reflected back along the optical axis and the passing through the beam splitter portion of the back-reflected light through the lens to the camera where a bright image of the reflected image can be captured.

Problematisch ist es jedoch, wenn die Probenoberfläche rau ist, also kleine Unebenheiten aufweist, weil diese Unebenheiten den geraden und konzentrierten Lichtstrahl aus dem Erfassungsbereich der Kamera herausreflektieren. Insbesondere bei rauen Oberflächen ist daher vorzugsweise ein Diffusormittel im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes angeordnet. However, it is problematic if the sample surface is rough, ie has small unevenness, because these unevenness reflect the straight and concentrated light beam out of the detection range of the camera. In particular, in the case of rough surfaces, a diffuser is therefore preferably arranged in the beam path of the light emitted by the light source.

Das Diffusormittel kann als Diffusor ausgebildet sein, der im Strahlengang angeordnet ist, vorzugsweise ist der Diffusor zwischen dem Spiegel und dem Strahlteiler im Strahlengang der Lichtquelle vorgesehen. Der Diffusor streut das durch ihn hindurchtretende Licht in unterschiedlichen Winkeln, sodass nach der Reflexion am Strahlteiler das diffuse Licht in ebenfalls unterschiedlichen Einfallswinkeln auf die Probenoberfläche gelangt und von dort zumindest wiederrum Teile des diffusen Lichtes entlang der optischen Achse zurückreflektiert werden und von der Kamera erfasst werden können.The diffuser means may be formed as a diffuser, which is arranged in the beam path, preferably, the diffuser is provided between the mirror and the beam splitter in the beam path of the light source. The diffuser scatters the light passing through it at different angles, so that after the reflection at the beam splitter the diffused light also reaches the sample surface at different angles of incidence and from there at least parts of the diffused light are reflected back along the optical axis and detected by the camera can.

Das Diffusormittel kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch als diffus reflektierende Oberfläche des Spiegels ausgebildet sein, der dadurch erzielte Effekt entspricht jedoch im Wesentlichen dem oben beschriebenen Effekt der Erzeugung von diffusem Licht durch einen Diffusor.The diffuser means may in another embodiment of the invention also be embodied as a diffusely reflecting surface of the mirror, but the effect achieved thereby essentially corresponds to the above-described effect of producing diffused light by means of a diffuser.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Auflagefläche des Aufsatzes gekrümmt ausgebildet. Die Auflagefläche ist die Fläche des Aufsatzes, die auf der Probenoberfläche aufliegt. Bei ebener Probenoberfläche ist die Auflagefläche vorzugsweise ebenfalls eben ausgebildet, sodass bei der Auflage des Aufsatzes auf die Probenoberfläche das Endgerät und der Aufsatz in eine bestimmte Position relativ zueinander gezwungen werden, derart, dass die optische Achse der Kamera senkrecht auf die Probenoberfläche gerichtet ist. Diese erzwungene Anordnung ist bei gekrümmten Probenoberflächen und ebenen Auflageflächen nicht mehr gegeben. Das Mobiltelefon mit Aufsatz liegt nicht stabil auf, sondern wackelt quasi auf der gekrümmten Probenoberfläche. Hier ist es daher bevorzugt, Auflageflächen vorzusehen, die ebenfalls gekrümmt sind, wobei die Krümmung der Auflagefläche der Krümmung der Probenfläche angepasst ist, vorzugsweise beide Krümmungen identisch sind, sodass beim Aufsetzen des Mobiltelefons mit Aufsatz auf die gekrümmte Probenoberfläche ebenfalls eine bestimmte Position erzwungen wird, in der die optische Achse der Kamera wiederum im Wesentlichen senkrecht, zumindest senkrecht auf einem zentralen Bereich des zu fotografierenden Bildes angeordnet ist.In a further preferred embodiment of the invention, a support surface of the attachment is curved. The support surface is the surface of the attachment that rests on the sample surface. With a flat sample surface, the support surface is preferably likewise flat, so that when the attachment is placed on the sample surface, the terminal and the attachment are forced into a specific position relative to one another, such that the optical axis of the camera is directed perpendicular to the sample surface. This forced arrangement is no longer given curved sample surfaces and flat bearing surfaces. The mobile phone with attachment is not stable, but wobbles on the curved sample surface. Here, it is therefore preferable to provide bearing surfaces which are likewise curved, the curvature of the bearing surface being adapted to the curvature of the specimen surface, preferably both curvatures being identical, so that a specific position is likewise forced when the cellphone is placed on the curved specimen surface, in which the optical axis of the camera in turn is arranged substantially perpendicular, at least perpendicular to a central region of the image to be photographed.

Günstigerweise sind lösbare Befestigungsmittel vorgesehen, mit denen der Aufsatz beispielsweise in Form eines Klippverschlusses, eines elastischen Gummiaufsatzes oder Ähnlichem am mobilen Endgerät leicht befestigt und auch wieder gelöst werden kann.Conveniently, releasable fastening means are provided, with which the attachment can be easily attached and also released again, for example in the form of a clip closure, an elastic rubber attachment or the like on the mobile terminal.

Die Aufgabe wird in ihrem zweiten Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Durchführung mit einem der oben beschriebenen Aufsätze für mobile Endgeräte.The object is achieved in its second aspect by a method having the features of claim 9. The method is particularly suitable for carrying out with one of the above-described essays for mobile devices.

Verfahrensgemäß ist zur Aufnahme eines Bildes einer Probenoberfläche mit einem mobilen Endgerät mit einer Kamera und einer Lichtquelle vorgesehen, einen Aufsatz mit einer Linsenanordnung und einer Umlenkeinrichtung für den Lichtstrahl der Lichtquelle auf dem Endgerät anzuordnen. According to the method, to receive an image of a sample surface with a mobile terminal with a camera and a light source, it is intended to arrange an attachment with a lens arrangement and a deflection device for the light beam of the light source on the terminal.

Der Aufsatz kann lösbar am mobilen Endgerät angeordnet sein, beispielsweise wie oben genannt in Form eines Klipp- oder sonstigen Verschlusses. Insbesondere kann der Aufsatz eine Haube aufweisen, die über eine schmale Stirnseite des Mobiltelefons gesteckt wird.The attachment can be arranged detachably on the mobile terminal, for example as mentioned above in the form of a clip or other closure. In particular, the article may have a hood which is inserted over a narrow end face of the mobile phone.

Eine auf einer dem Endgerät abgewandten Seite des Aufsatzes angeordnete Auflagefläche wird auf eine Probenoberfläche gelegt. Die Probenoberfläche weist das zu fotografierende Bild, beispielsweise eine hochauflösende Struktur, die stark spiegelnd oder auch diffus streuend ausgebildet sein kann, auf. Die Auflagefläche ist günstigerweise eben ausgebildet, sie kann transparent ausgebildet sein oder auch nur aus einem Auflagestreifen bestehen, der den Aufsatz seitlich umläuft.A bearing surface arranged on a side of the attachment remote from the terminal is placed on a sample surface. The sample surface has the image to be photographed, for example, a high-resolution structure, which may be highly reflective or diffuse scattering formed on. The support surface is conveniently designed flat, it may be transparent or even consist of a support strip that rotates the attachment laterally.

Erfindungsgemäß wird das Licht der Lichtquelle mit der Umlenkeinrichtung auf die Probenoberfläche umgelenkt, und das von der Probenoberfläche reflektierte Bild wird durch die Linsenanordnung vergrößert in die Kamera abgebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren macht also von der Idee Gebrauch, die im Mobiltelefon integrierte Kamera bzw. deren Licht dazu zu nutzen, ein kontrastreicheres, verbessertes Bild von der Probenoberfläche aufzunehmen, indem mit dem Licht der Lichtquelle die Probenoberfläche ausgeleuchtet wird. Das Umlenken des Lichtes geschieht durch eine Umlenkeinrichtung, dabei kann es sich um Spiegel in Verbindung mit Strahlteilern wie oben genannt handeln, es kann jedoch auch ein Lichtleiter vorgesehen sein, es sind auch andere Formen der Umlenkungseinrichtung denkbar. According to the invention, the light of the light source with the deflection device is deflected onto the sample surface, and the image reflected by the sample surface is magnified by the lens arrangement and imaged into the camera. The method according to the invention therefore makes use of the idea of using the camera or its light integrated in the mobile telephone to record a higher-contrast, improved image of the sample surface by illuminating the sample surface with the light of the light source. The deflection of the light is done by a deflection, it may be mirror in conjunction with beam splitters as mentioned above, but it can also be provided a light guide, there are also other forms of the deflection conceivable.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl vor dem Auftreffen auf die Probenoberfläche diffus gestreut, um auch die Aufnahme von Bildern rauer Oberflächen zu ermöglichen.In one embodiment of the method according to the invention, the light beam emanating from the light source is diffusely scattered before impinging on the sample surface, in order to also enable the acquisition of images of rough surfaces.

Die Erfindung wird anhand von vier Ausführungsbeispielen in vier Figuren beschrieben, dabei zeigen:The invention will be described with reference to four embodiments in four figures, in which:

1 eine schematische Seitenansicht eines Mobiltelefons mit aufgesetztem erfindungsgemäßem Aufsatz und einer Probe in einer ersten Ausführungsform, 1 1 a schematic side view of a mobile telephone with an attachment according to the invention and a sample in a first embodiment,

2 eine schematische Seitenansicht eines Mobiltelefons mit erfindungsgemäßem Aufsatz und die Probe in einer zweiten Ausführungsform, 2 1 a schematic side view of a mobile telephone with an attachment according to the invention and the sample in a second embodiment,

3 eine schematische Seitenansicht eines Mobiltelefons mit erfindungsgemäßem Aufsatz und die Probe in einer dritten Ausführungsform, 3 3 a schematic side view of a mobile telephone with an attachment according to the invention and the sample in a third embodiment,

4 eine schematische Seitenansicht eines Mobiltelefons mit erfindungsgemäßem Aufsatz und die Probe in einer vierten Ausführungsform. 4 a schematic side view of a mobile phone with inventive attachment and the sample in a fourth embodiment.

1 zeigt im oberen Bereich einen Querschnitt eines herkömmlichen Mobiltelefons 1 mit einer Rückseite 2. An der Rückseite 2 sind eine Kamera 3 und etwas beabstandet zur Kamera 3 eine LED 4 angeordnet. Ein erfindungsgemäßer Aufsatz 6 ist in der Figur durch das gestrichelte Quadrat schematisch in seiner äußeren Kontur dargestellt. 1 shows in the upper area a cross section of a conventional mobile phone 1 with a back 2 , At the back 2 are a camera 3 and a little bit apart from the camera 3 an LED 4 arranged. An inventive article 6 is shown schematically in the figure by the dashed square in its outer contour.

Der Aufsatz 6 ist durch eine nicht dargestellte Klippbefestigung an der Rückseite 3 des Mobiltelefons 1 lösbar befestigt. The essay 6 is by a clip not shown on the back 3 of the mobile phone 1 releasably secured.

Der Aufsatz 6 weist auf einer dem Mobiltelefon 1 abgewandten Seite eine Auflagefläche 7 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel eben ausgebildet ist. Die Auflagefläche 7 ist zur formschlüssigen Auflage auf einer Probenoberfläche 8 bestimmt, die Probenoberfläche 8 weist hochaufgelöste Strukturen auf, die von der Kamera 3 erfasst und ausgewertet werden sollen. Die hochaufgelösten Strukturen können spiegelnd oder diffus reflektierend ausgebildet sein. The essay 6 points to a mobile phone 1 facing away from a support surface 7 on, which is flat in this embodiment. The bearing surface 7 is for form-fitting support on a sample surface 8th determines the sample surface 8th has high-resolution structures on the camera 3 recorded and evaluated. The high-resolution structures can be designed to be reflective or diffusely reflective.

Der erfindungsgemäße Aufsatz 6 weist in seiner ersten Ausführungsform auf einer dem Mobiltelefon 1 zugewandten Seite eine erste Öffnung 9 und eine zweite Öffnung 10 auf, die erste Öffnung 9 ist kreisförmig ausgebildet und zentral um eine optische Achse 11 der Kamera 3 angeordnet, während die zweite Öffnung 10 zentral um einen Strahlengang 12 der LED 4 des Mobiltelefons 1 angeordnet ist, wenn sich der Aufsatz 6 in seiner funktionsgemäßen Anordnung am Mobiltelefon 1 befindet. The article of the invention 6 points in its first embodiment on a mobile phone 1 facing side a first opening 9 and a second opening 10 up, the first opening 9 is circular and centrally about an optical axis 11 the camera 3 arranged while the second opening 10 centrally around a beam path 12 the LED 4 of the mobile phone 1 is arranged when the essay 6 in its functional arrangement on the mobile phone 1 located.

Innen im Aufsatz 6 ist ein Stück weit von der ersten Öffnung 9 beabstandet, entlang der optischen Achse 11 der Kamera 3 eine Linse 13 vorgesehen, entlang der optischen Achse 11 ist auf der der Kamera 3 gegenüberliegenden Seite des Weiteren ein Strahlteiler 14 angeordnet. Die Auflagefläche 7 ist für das Licht der LED 4 transparent ausgebildet, beispielsweise kann sie transparente Bereiche aufweisen oder sie kann eine oder mehrere Öffnungen aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die Auflagefläche 7 lediglich aus einem den Aufsatz 6 umlaufenden rahmenartigen Streifen zur Auflage auf der Probenoberfläche 8 besteht. Ein Stück von der zweiten Öffnung 10 des Aufsatzes 6 beabstandet, ist ein schräg gestellter Spiegel 16 im Strahlengang 12 der LED 4 angeordnet, der von der LED 4 ausgesendetes Licht in einem rechten Winkel auf den Strahlteiler 14 reflektiert, derart, dass das reflektierte Licht koaxial in die optische Achse 11 der Kamera 3 eingekoppelt wird. Ein von der Durchlässigkeit des Strahlteilers 14 abhängiger Teil des am schräg gestellten Spiegel 16 reflektierten Lichtes wird auch am Strahlteiler 14 auf die Probenoberfläche 8 reflektiert. Die Reflexion auf die Probenoberfläche 8 erfolgt koaxial zur optischen Achse 11. Wir sprechen hier auch von einem Einkoppeln des Lichtes der LED 4 in die optische Achse 11 der Kamera 3. Von der Probenoberfläche 8 wird das Licht wiederum reflektiert und ein entsprechender Teil des reflektierten Lichtes durchquert den Strahlteiler 14 und wird durch die Linse 13 auf die Kamera 3 abgebildet.Inside in the tower 6 is a bit far from the first opening 9 spaced along the optical axis 11 the camera 3 a lens 13 provided along the optical axis 11 is on the camera 3 Furthermore, a beam splitter 14 arranged. The bearing surface 7 is for the light of the LED 4 transparent, for example, it may have transparent areas or it may have one or more openings. It is also conceivable that the bearing surface 7 only one of the essay 6 circumferential frame-like strips for resting on the sample surface 8th consists. A piece from the second opening 10 of the essay 6 spaced, is a tilted mirror 16 in the beam path 12 the LED 4 Arranged by the LED 4 emitted light at a right angle to the beam splitter 14 such that the reflected light is coaxial with the optical axis 11 the camera 3 is coupled. One from the transmission of the beam splitter 14 dependent part of the slanted mirror 16 reflected light is also at the beam splitter 14 on the sample surface 8th reflected. The reflection on the sample surface 8th takes place coaxially to the optical axis 11 , We are talking here also of a coupling of the light of the LED 4 in the optical axis 11 the camera 3 , From the sample surface 8th the light is reflected again and a corresponding part of the reflected light passes through the beam splitter 14 and gets through the lens 13 to the camera 3 displayed.

Das koaxiale Einkoppeln des Strahlenganges 12 der LED 4 in die optische Achse 11 der Kamera 3 hat insbesondere den Vorteil, dass ein deutlich konturschärferes und kontrastreicheres, reflektiertes Bild einer hochaufgelösten Struktur 17 auf der Probenoberfläche 8 auf die Kamera 3 abgebildet wird. Insbesondere bei spiegelnden Probenoberflächen würde bei Anhalten des Mobiltelefons 1 an die spiegelnde Oberfläche lediglich das Spiegelbild des Mobiltelefons 1 in der Kamera 3 zu erkennen sein oder zumindest vorwiegend zu erkennen sein und die hochauflösende Struktur 17 sehr stark überlagern. Durch das Einkoppeln des Strahlenganges 12 der LED 4 in die optische Achse 11 der Kamera 3 wird das LED-Licht, zumindest der Teil, der durch die Reflexion am Spiegel 16 und dem Strahlteiler 14 noch auf die hochauflösende Struktur 17 gelangt, reflektiert, wodurch die hochauflösende Struktur 17 selbst deutlich kontrastreicher und stärker vor dem Spiegelbild des Mobiltelefons 1 hervortritt und leichter durch die Kamera 3 ausgelesen werden kann.The coaxial coupling of the beam path 12 the LED 4 in the optical axis 11 the camera 3 has the particular advantage that a clearly contoured and high-contrast, reflected image of a high-resolution structure 17 on the sample surface 8th to the camera 3 is shown. In particular, with specular surfaces mirroring would stop when the mobile phone 1 to the reflective surface only the mirror image of the mobile phone 1 in the camera 3 be recognizable or at least predominantly recognizable and the high-resolution structure 17 superimpose very strongly. By coupling the beam path 12 the LED 4 in the optical axis 11 the camera 3 is the LED light, at least the part through the reflection on the mirror 16 and the beam splitter 14 still on the high-resolution structure 17 passes, reflecting, causing the high-resolution structure 17 even clearer contrast and stronger in front of the mirror image of the mobile phone 1 emerges and easier through the camera 3 can be read out.

2 zeigt eine gegenüber der 1 zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsatzes 6, gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier, wie auch in den nachfolgenden Ausführungsformen, gleiche Merkmale. In den Strahlengang 12 der LED 4 ist hier zwischen dem Spiegel 16 und dem Strahlteiler 14 ein Diffusor 18 eingebracht, der den sehr geraden Lichtstrahl der LED 4 streut, und somit findet nach der Reflexion am Strahlteiler 14 eine diffuse Ausleuchtung der Probenoberfläche 8 statt. Die Probenoberfläche 8 der 2 weist kleine Vertiefungen und Erhebungen auf, d. h. die Probenoberfläche 8 ist rau. Die Größe der Vertiefungen und Erhebungen befindet sich üblicherweise im Mikro- bis Millimeterbereich. Problematisch dabei ist, dass sehr stark konzentriertes Licht an den Schrägen der Vertiefungen und Erhebungen aus dem Blickfeld der Kamera 3 herausreflektiert wird, diese Stellen erscheinen im Bild, das die Kamera 3 erfasst, als dunkle Bereiche. Zur Vermeidung dieser Bildeinschränkungen ist der Diffusor 18 in den Strahlengang 12 der LED 3 eingesetzt. Das durch den Diffusor 18 erzeugte diffuse Licht setzt sich aus Lichtanteilen mit unterschiedlichen Einfallswinkeln zusammen und ermöglicht dadurch eine homogene Ausleuchtung von rauen Probenoberflächen 8. 2 shows one opposite the 1 second embodiment of the article according to the invention 6 Like reference numerals refer to like features in the following embodiments. In the beam path 12 the LED 4 is here between the mirror 16 and the beam splitter 14 a diffuser 18 introduced, the very straight light beam of the LED 4 scatters, and thus takes place after reflection at the beam splitter 14 a diffuse illumination of the sample surface 8th instead of. The sample surface 8th of the 2 has small depressions and elevations, ie the sample surface 8th is rough. The size of the depressions and elevations is usually in the micro to millimeter range. The problem with this is that very strong concentrated light at the slopes of the wells and surveys from the field of view of the camera 3 is reflected out, these places appear in the image that the camera 3 captured as dark areas. To avoid these image limitations is the diffuser 18 in the beam path 12 the LED 3 used. That through the diffuser 18 produced diffuse light is composed of light components with different angles of incidence and thus allows a homogeneous illumination of rough sample surfaces 8th ,

Auch auf der Idee, raue Probenoberflächen 8 durch diffuses Licht auszuleuchten, basiert die dritte Ausführungsform gemäß 3, bei der an Stelle des Diffusors 18 der Spiegel 16 mit einer diffus reflektierenden Oberfläche 19 vorgesehen ist. Hinsichtlich der Ausleuchtung der Probenoberfläche 8 gilt sinngemäß das zu 2 Gesagte.Also on the idea, rough sample surfaces 8th illuminated by diffused light, the third embodiment is based according to 3 , in place of the diffuser 18 the mirror 16 with a diffusely reflecting surface 19 is provided. Regarding the illumination of the sample surface 8th applies mutatis mutandis to 2 Said.

4 betrifft einen Aufsatz 6 mit einer gekrümmten Auflagefläche 7; einige Probenoberflächen 8, beispielsweise die Oberflächen von Weinflaschen, Dosen usw., können gleichmäßig über einen größeren Bereich gekrümmt sein. Angepasst auf diese Krümmung ist eine Krümmung der Auflagefläche 7 des Aufsatzes 6 vorgesehen, dabei kann die gesamte Auflagefläche 7 gekrümmt sein oder, wie in 4, nur ein Teil der Auflagefläche 7 kann gekrümmt sein. 4 concerns an essay 6 with a curved support surface 7 ; some sample surfaces 8th For example, the surfaces of wine bottles, cans, etc., may be evenly curved over a larger area. Adapted to this curvature is a curvature of the bearing surface 7 of the essay 6 provided, while the entire bearing surface 7 be curved or, as in 4 , only part of the support surface 7 can be curved.

Die Krümmungen der Probenoberfläche 8 und der Auflagefläche 7 des Aufsatzes 6 sind einander angepasst. Damit die hochauflösende Struktur 17 auf der Probenoberfläche 8 ein möglichst scharfes Bild in der Kamera 3 erzeugt, muss das Mobiltelefon 1 möglichst parallel zur Probenoberfläche 8 gehalten werden, sodass die optische Achse 11 senkrecht auf der Probenoberfläche 8 angeordnet ist. Bei ebenen Probenoberflächen 8 und ebenen Auflageflächen 7 wird diese Stellung durch Auflegen des Mobiltelefons 1 mit dem Aufsatz 6 auf die Probenoberfläche 8 automatisch erzwungen. Bei gekrümmter Probenoberfläche 8 kann der Aufsatz 6 mit ebener Auflagefläche 7 kippeln, es sei denn, die Auflagefläche 7 ist, wie in 4 dargestellt, ebenfalls und in gleicher Weise gekrümmt ausgebildet, somit wird die ein scharfes Bild erzeugende Stellung des Mobiltelefons 1 ebenfalls automatisch erzwungen. Darüber hinaus schattet der Aufsatz 6 durch die Krümmung der Auflagefläche 7 Streulicht ab.The curvatures of the sample surface 8th and the bearing surface 7 of the essay 6 are adapted to each other. Thus the high-resolution structure 17 on the sample surface 8th a sharpest possible picture in the camera 3 generated, the mobile phone needs 1 as parallel as possible to the sample surface 8th be held so that the optical axis 11 perpendicular to the sample surface 8th is arranged. For flat sample surfaces 8th and flat bearing surfaces 7 This position is replaced by hanging up the mobile phone 1 with the essay 6 on the sample surface 8th automatically enforced. With curved sample surface 8th can the essay 6 with flat support surface 7 tilt, unless the support surface 7 is how in 4 shown, also formed and curved in the same way, thus, the sharp image forming position of the mobile phone 1 also automatically enforced. In addition, the essay shadows 6 by the curvature of the support surface 7 Scattered light off.

Bei der hochauflösenden Struktur 17 handelt es sich beispielsweise um ein Sicherheitsetikett, das einen oder mehrere Sicherheitscodes enthält.In the high-resolution structure 17 For example, it is a security tag that contains one or more security codes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Mobiltelefon mobile phone
22: Rückseite Mobiltelefon Rear side of mobile phone
33: Kamera camera
44: LED LED
66: Aufsatz essay
77: Auflagefläche bearing surface
88th: Probenoberfläche sample surface
99: erste Öffnung first opening
1010: zweite Öffnung second opening
1111: optische Achse optical axis
1212: Strahlengang beam path
1313: Linse lens
1414: Strahlteiler beamsplitter
1616: Spiegel mirror
1717: hochaufgelöste Struktur high-resolution structure
1818: Diffusor diffuser
1919: diffus reflektierende Oberfläche diffuse reflecting surface

Claims

Attachment for mobile devices ( 1 ) with a camera ( 3 ) and a light source ( 4 ), with one on a mobile device ( 1 ) facing away from the essay ( 6 ) arranged contact surface ( 7 ) for resting on a sample surface ( 8th ) and a lens assembly ( 13 ) between the camera ( 3 ) and the bearing surface ( 7 ) is arranged and which has at least one converging lens and on the sample surface ( 8th ) is zoomed into the camera ( 3 ), characterized in that the article ( 6 ) in an attached state both in front of the camera ( 3 ) as well as in front of the light source ( 4 ) is positioned and characterized by a in the beam path ( 12 ) of the light source ( 4 ) arranged deflection device ( 14 . 16 ) for the beam path ( 12 ) on the support surface ( 7 ) and characterized in that the lens arrangement ( 13 ) in one of the support surface ( 7 ) reflected beam path of the light source ( 4 ) is arranged.

Attachment according to claim 1, characterized in that the lens arrangement ( 13 ) in the mounted state in an optical axis ( 11 ) the camera ( 3 ) is arranged and the beam path ( 12 ) of the light source ( 4 ) coaxial with the optical axis ( 11 ) is deflected.

An attachment according to claim 1 or 2, characterized by a mirror ( 16 ) in the beam path ( 12 ) of the light source ( 4 ) facing the light source ( 4 ), one beside the mirror ( 16 ) in the beam path ( 12 ) of the light source ( 4 ) arranged beam splitter ( 14 ), which in the optical axis ( 11 ) between support surface ( 7 ) and lens arrangement ( 13 ) is arranged.

Attachment according to claim 1, 2 or 3, characterized by a diffuser means ( 18 . 19 ), in the beam path ( 12 ) of the light source ( 4 ) emitted light is arranged.

Attachment according to one of the preceding claims, characterized in that the diffuser means as a diffuser ( 18 ) in the beam path ( 12 ) of the light source ( 4 ) is trained.

Attachment according to one of the preceding claims, characterized in that the diffuser means as a diffusely reflecting surface ( 19 ) of the mirror ( 16 ) is trained.

Attachment according to one of the preceding claims, characterized in that the support surface ( 7 ) is curved.

Attachment according to one of the preceding claims, characterized by a detachable fastening means for detachable attachment to the mobile terminal ( 1 ).

Method for taking an image of a sample surface ( 8th ) with a mobile terminal ( 1 ) with a camera ( 3 ) and a light source ( 4 ) by adding an essay ( 6 ) with a lens arrangement ( 13 ) and a deflection device ( 14 . 16 ) for the light beam of the light source ( 4 ) on the mobile terminal ( 1 ) and one on a mobile terminal ( 1 ) facing away from the essay ( 6 ) arranged contact surface ( 7 ) on the sample surface ( 8th ) and light of the light source ( 4 ) with the deflection device ( 14 . 16 ) on the sample surface ( 8th ) is deflected so that one of the sample surface ( 8th ) reflected image through the lens array ( 13 ) enlarged into the camera ( 3 ) is displayed.

Method according to claim 9, characterized in that the light beam of the light source ( 4 ) is scattered diffusely and then the sample surface ( 8th ) illuminated.