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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung, insbesondere eine Codelesevorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
WO 2011/005545 A2 ist bereits eine Bildaufnahmevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
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Aus der
WO 2016/073731 A1 ist zudem eine Beleuchtungseinheit zur Umgebungsbeleuchtung und/oder Arbeitsplatzbeleuchtung bekannt, welche einen elektrisch schaltbaren Diffusor aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Flexibilität bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Bildaufnahmevorrichtung, insbesondere einer Codelesevorrichtung, zur Aufnahme eines in einem Bildaufnahmebereich angeordneten Objekts, mit einer Beleuchtungseinheit, welche in zumindest einem ersten Betriebszustand eine diffuse Beleuchtung und in zumindest einem zweiten Betriebszustand eine gerichtete Beleuchtung des Bildaufnahmebereichs bereitstellt, und mit einer Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines Abbilds des Bildaufnahmebereichs.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit zumindest einen optischen Diffusor aufweist, welcher im ersten Betriebszustand in zumindest einem Teilbereich für zumindest eine Lichtwellenlänge ein erstes Streumaß und im zweiten Betriebszustand in dem Teilbereich für die Lichtwellenlänge ein vom ersten Streumaß verschiedenes zweites Streumaß aufweist.
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Hierdurch kann eine Flexibilität gesteigert werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Flexibilität bezüglich einer Ausgestaltung einer Beleuchtungsgeometrie und einer Bauraumausnutzung erreicht werden. Ferner kann eine Bauteileanzahl, insbesondere bezüglich von Lichtquellen, reduziert werden, wodurch insbesondere Kosten und ein Bauraumbedarf reduziert werden können. Es kann außerdem eine Bildaufnahmevorrichtung, insbesondere eine Codelesevorrichtung, bereitgestellt werden, welche einen erhöhten Bedienkomfort aufweist, da insbesondere eine Masse reduziert werden kann. Dadurch kann die Bildaufnahmevorrichtung zur Aufnahme von Abbildern unterschiedlicher Objekte, insbesondere Objekten mit unterschiedlichem Reflexionsgrad, verwendet werden. Außerdem kann eine erhöhte Sicherheit bereitgestellt werden, indem zum Beispiel bei einer ungewollten Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung der Diffusor automatisch den Betriebszustand wechselt.
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Unter einer „Bildaufnahmevorrichtung“ soll insbesondere ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Bildaufnehmers verstanden werden. Die Bildaufnahmevorrichtung kann als Teil eines Codelesers ausgebildet und insbesondere dazu vorgesehen sein, Aufnahmen von Schriftzeichen und/oder Ziffern und/oder Markierungen und/oder Symbolen bereitzustellen. Außerdem kann die Bildaufnahmevorrichtung als Teil einer Kamera ausgebildet sein. Insbesondere kann die Bildaufnahmevorrichtung als Teil eines optischen Messgeräts und/oder Kontrollgeräts ausgebildet sein und insbesondere dazu vorgesehen sein, Aufnahmen von Objekten zu Ermittlung von Messgrößen und/oder Aufnahmen von Objekten zur Ausführung von Kontrollfunktionen, beispielsweise einer Vollständigkeitskontrolle, bereitzustellen.
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Vorteilhaft weist die Beleuchtungseinheit zumindest eine Lichtquelle auf, welche insbesondere auf einer von dem Bildaufnahmebereich abgewandten Seite des Diffusors angeordnet ist, wodurch eine vorteilhafte Konstruktion erreicht werden kann. Die Lichtquelle ist insbesondere dazu vorgesehen Licht bereitzustellen, welches den Aufnahmebereich in zumindest einem ersten Betriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung als gerichtete Beleuchtung und in zumindest einem zweiten Betriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung als diffuse Beleuchtung erreicht.
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Unter einem „Streumaß“ eines Körpers soll insbesondere ein Verhältnis einer Streulichtintensität auf einer Ausgangsseite des Körpers zu einer Eingangslichtintensität auf einer Eingangsseite des Körpers verstanden werden. Insbesondere besitzt ein theoretisches, perfekt transparentes Material ein Streumaß von Null.
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Unter einer „Transparenz“ soll insbesondere die Eigenschaft eines Körpers verstanden werden, einfallendes Licht zu insbesondere höchstens 10 %, vorteilhaft höchstens 5 % und besonders vorteilhaft höchstens 1 % zu streuen. Unter einer „diffusen Beleuchtung“ soll insbesondere eine Beleuchtung verstanden werden, deren Strahlungsleistung sich während einer Zeitdauer von mindestens einer Stunde unmittelbar an einer dem Bildaufnahmebereich zugewandten Oberfläche des Diffusors im Mittel insbesondere homogen über einen dem Bildaufnahmebereich zugewandten Raumwinkelbereich von mindestens π, vorzugsweise von zumindest 3/2π und besonders vorteilhaft von 2π verteilt. Unter einer „gerichteten Beleuchtung“ soll insbesondere eine Beleuchtung verstanden werden, deren Strahlungsleistung sich während einer Zeitdauer von mindestens einer Stunde unmittelbar an einer dem Bildaufnahmebereich zugewandten Oberfläche des Diffusors im Mittel über einen dem Bildaufnahmebereich zugewandten Raumwinkelbereich von weniger als π, vorzugsweise von weniger als 2/5π und besonders vorteilhaft von weniger als 1/5π verteilt. Eine gerichtete Beleuchtung kann beispielsweise durch die Verwendung eines Kollimators im Strahlengang der Lichtquelle und/oder die Verwendung eines Lasers und/oder einer LED mit kleinem bis mittlerem Abstrahlwinkel als Lichtquelle bereitgestellt werden. Insbesondere befindet sich der Kollimator auf einer dem Bildaufnahmebereich abgewandten Seite des Diffusors. Insbesondere trifft das Licht der gerichteten Beleuchtung in zumindest dem ersten Betriebszustand der Beleuchtungseinheit zumindest im Wesentlichen den Teilbereich des Diffusors.
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Vorzugsweise beträgt eine relative Differenz des ersten Streumaßes und des zweiten Streumaßes zumindest 50 %, vorzugsweise mindestens 70 % und besonders vorteilhaft mindestens 90 %. Insbesondere beträgt die maximale Differenz des ersten Streumaßes und des zweiten Streumaßes 100 %. Vorzugsweise ist der Diffusor dazu vorgesehen, für von der Lichtquelle bereitgestelltes Licht zumindest einen Wechsel zwischen gerichteter und diffuser Beleuchtung des Bildaufnahmebereichs bereitzustellen. Insbesondere weist zumindest ein Teilbereich des Diffusors mindestens eine Streueinheit auf, welche mindestens ein Material umfasst, welches in mindestens einem Betriebszustand, insbesondere dem ersten Betriebszustand, ein von Null verschiedenes Streumaß aufweist. Die Beleuchtungseinheit kann zumindest eine Schalteinheit aufweisen, welche mit der Streueinheit wirkverbunden und dazu vorgesehen ist, zumindest einen Wechsel zwischen Betriebszuständen der Beleuchtungseinheit bereitzustellen. Unter einem „Teilbereich“ des Diffusors soll insbesondere ein räumlicher Bereich des Diffusors, insbesondere der Streueinheit, verstanden werden, welcher insbesondere zumindest einen Teil eines dem Bildaufnahmebereich zugewandten Bereichs des Diffusors und/oder einen Teil eines vom Bildaufnahmeberiech abgewandten Bereichs des Diffusors umfasst. Insbesondere kann sich der Teilbereich über die gesamte Streueinheit des Diffusors erstrecken. Insbesondere kann der Diffusor mehrere Teilbereiche aufweisen, die in dem ersten Betriebszustand und/oder dem zweiten Betriebszustand voneinander verschiedene Streumaße aufweisen.
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Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Diffusor im ersten Betriebszustand in dem Teilbereich für die Lichtwellenlänge transluzent und im zweiten Betriebszustand für die Lichtwellenlänge transparent ist. Unter einem „transluzenten“ Körper soll insbesondere ein Körper verstanden werden, welcher ein Streumaß von mindestens 50 %, vorteilhaft mindestens 70 % und besonders vorteilhaft mindestens 90 % aufweist. Transluzente Körper können insbesondere auch als „milchglasartig“ bezeichnet werden. Hierdurch können besonders vorteilhaft verschiedene Beleuchtungsarten bereitgestellt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Diffusor in einem dritten Betriebszustand in dem Teilbereich für die Lichtwellenlänge ein von dem ersten Streumaß und von dem zweiten Streumaß verschiedenes drittes Streumaß aufweist. Vorzugsweise beträgt eine relative Differenz des ersten Streumaßes und des dritten Streumaßes zumindest 10 %, vorzugsweise mindestens 20 % und besonders vorteilhaft mindestens 30 %. Vorzugsweise beträgt eine relative Differenz des zweiten Streumaßes und des dritten Streumaßes zumindest 10 %, vorzugsweise mindestens 20 % und besonders vorteilhaft mindestens 30 %. Insbesondere ist denkbar, dass der Diffusor in weiteren Betriebszuständen weitere Streumaße aufweist, die sich von den übrigen Streumaßen übriger Betriebszustände unterscheidet. Insbesondere kann die Bildaufnahmevorrichtung eine Vielzahl von Betriebszuständen aufweisen, wodurch vorteilhaft eine zumindest im Wesentlichen stufenlose Einstellung des Streumaßes des Diffusors bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann der Diffusor mehrere Teilbereiche aufweisen, die in dem ersten Betriebszustand und/oder dem zweiten Betriebszustand und/oder dem dritten Betriebszustand voneinander verschiedene Streumaße aufweisen. Dadurch kann eine Verbesserung der Flexibilität und Anpassung erreicht werden. Insbesondere kann die Beleuchtung präzise an einen Reflexionsgrad eines Objekts und dessen Oberflächenbeschaffenheit im Aufnahmebereich angepasst werden, wodurch insbesondere eine Zuverlässigkeit einer Erkennung des Objekts verbessert werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Diffusor zumindest teilweise, insbesondere auf zumindest einer Seite, insbesondere einer dem Bildaufnahmebereich zugewandten Seite, konvex, insbesondere konisch, ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Diffusor die Form einer Halbkugelschale oder eines Hohlkegels annehmen. Dadurch kann vorteilhaft der diffus ausgeleuchtete Bildaufnahmebereich vergrößert werden.
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Vorteilhaft ist der Diffusor zur Einstellung des Streumaßes schaltbar, insbesondere mittels der Schalteinheit der Beleuchtungseinheit. Insbesondere lässt sich bei einem Schaltvorgang das Streumaß des Diffusors, insbesondere der Streueinheit, ändern, wodurch insbesondere die Bildaufnahmevorrichtung von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand und vorzugsweise auch in den dritten Betriebszustand überführbar ist. Dadurch kann vorteilhaft ein Wechsel zwischen Betriebszuständen ermöglicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Diffusor elektrisch schaltbar ist. Insbesondere kann der Diffusor, insbesondere die Streueinheit, mindestens ein elektrotropes Material aufweisen, beispielsweise LC-Glas, welches einen Flüssigkristallfilm zwischen zwei Glas- oder Kunststoffschichten aufweist. Besonders vorteilhaft kann die Streueinheit ein Element, welches aus LC-Glas gebildet ist, aufweisen. Die Schalteinheit kann beispielsweise elektrische Anschlüsse aufweisen, durch welche eine vorzugsweise einstellbare elektrische Spannung an die Streueinheit anlegbar ist. Insbesondere können die elektrischen Anschlüsse als insbesondere flächige Elektroden ausgebildet sein, die vorzugsweise eine Beschichtung der Streueinheit bilden. Hierdurch kann besonders vorteilhaft eine Schaltbarkeit des Diffusors bereitgestellt werden.
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Wenn der Diffusor thermisch schaltbar ist, kann eine weitere Möglichkeit zur Schaltung des Diffusors bereitgestellt werden. Insbesondere kann der Diffusor, insbesondere die Streueinheit, mindestens ein thermochromes Material aufweisen, beispielsweise ein vanadiumoxidhaltiges und/oder titandioxidhaltiges Glas. Denkbar ist, dass die Schalteinheit zumindest ein Heizelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, die Streueinheit zu beheizen. Das Heizelement kann insbesondere dazu vorgesehen sein, die Streueinheit indirekt, vorzugsweise mittels Wärmestrahlung, oder direkt, vorzugsweise mittels eines direkten Kontakts, zu beheizen. Insbesondere kann das Heizelement an der Streueinheit angeordnet sein, beispielsweise als eine Beschichtung. Vorzugsweise ist das Heizelement dabei transparent ausgebildet, um insbesondere eine Beleuchtung des Bildaufnahmebereichs wenig zu beeinträchtigen. Die Schalteinheit kann insbesondere eine Steuereinheit zur Einstellung einer Heizleistung des Heizelements aufweisen.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Diffusor optisch schaltbar ist. Insbesondere kann der Diffusor, insbesondere die Streueinheit, mindestens ein phototropes Material aufweisen, beispielsweise silberhalogenidhaltige Gläser. Beispielsweise kann die Schalteinheit mindestens eine Strahlungsquelle, insbesondere eine weitere Lichtquelle und vorzugsweise eine UV-Lampe, aufweisen, welche in zumindest einem Betriebszustand die Streueinheit zur Einstellung des Streumaßes beleuchtet. Die Schalteinheit kann eine Steuereinheit zur Einstellung einer Strahlungsintensität der Strahlungsquelle aufweisen. Hierdurch kann eine vorteilhafte Möglichkeit zur Schaltung des Diffusors bereitgestellt werden, da insbesondere auf bereits vorhandene Lichtquellen zurückgegriffen werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Diffusor, insbesondere die Streueinheit, durch zumindest eine auf den Diffusor wirkende Kraft schaltbar ist. Insbesondere kann die Streueinheit ein piezochromes Material aufweisen, beispielsweise eine Schicht, in die piezochrome Polymere eingebettet sind. Beispielsweise kann die Schalteinheit zumindest ein Kraftbeaufschlagungselement aufweisen, welches dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf den Diffusor auszuüben. Das Kraftbeaufschlagungselement kann dazu vorgesehen sein, die Kraft durch eine thermische Ausdehnung und/oder durch eine mechanische Bewegung und/oder besonders bevorzugt durch einen Druck, vorzugsweise einen Fluiddruck, bereitzustellen. Es wäre insbesondere denkbar, dass die Schalteinheit ein Piezoelement, an das Piezoelement anliegende Elektroden und eine mit den Elektroden verbundene Steuereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen sind, eine Volumenveränderung des Piezoelements aufgrund einer Spannungsänderung bereitzustellen. Alternativ kann die Schalteinheit ein Element mit einem zu dem Diffusor unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizient, eine an das Element anliegende Heizeinheit und eine mit der Heizeinheit verbundene Steuereinheit aufweisen, welche dazu vorgesehen sind, eine Volumenänderung des Elements aufgrund einer Temperaturänderung bereitzustellen. Hierdurch kann eine rein mechanische Schaltbarkeit des Diffusors ermöglicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Diffusor zumindest teilweise aktiv farbveränderlich ist. Insbesondere kann der Diffusor eine Farbveränderungseinheit aufweisen, welche in zumindest einem Betriebszustand eine Farbe aufweist, welche sich von einer Farbe in zumindest einem anderen Betriebszustand unterscheidet. Insbesondere kann die Farbveränderungseinheit einstückig mit der Streueinheit ausgebildet sein. Alternativ ist denkbar, dass die Farbveränderungseinheit getrennt von der Streueinheit ausgebildet und insbesondere zwischen der Lichtquelle und der Streueinheit und/oder zwischen der Streueinheit und dem Bildaufnahmebereich angeordnet ist. Beispielsweise könnte die Farbveränderungseinheit ein thermochromes Material aufweisen, beispielsweise ein vanadiumoxidhaltiges und/oder titandioxidhaltiges Glas welches insbesondere in der Streueinheit eingebettet sein könnte. Alternativ könnte das thermochromes Material an einer Oberfläche der Streueinheit angeordnet sein, vorzugsweise in Form einer Beschichtung. Dadurch kann vorteilhaft eine Verbesserung der Flexibilität erreicht werden. Insbesondere kann hierdurch vorteilhaft ein schaltbarer Interferenzfilter bereitgestellt werden. Ferner kann eine Beleuchtung, welche in unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Farben aufweist, besonders einfach bereitgestellt werden, wobei insbesondere zumindest teilweise auf Lichtquellen unterschiedlicher Farbe verzichtet werden kann. Hierdurch können ferner ein Bauraumbedarf, eine Masse und/oder Kosten reduziert werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinheit zumindest ein optisches Element aufweist, welches in zumindest einem Betriebszustand einen Strahlengang eines von der Lichtquelle bereitgestellten Lichts beeinflusst. Insbesondere kann das optische Element als Reflektor und/oder als Lichtleiter und/oder als optisches Gitter und/oder als Prisma und/oder als Lochblende und/oder als Linse, insbesondere als eine Fresnel-Linse, ausgebildet sein. Dadurch kann vorteilhaft eine Verbesserung der Beleuchtungsintensität und Homogenität der Ausleuchtung erreicht werden.
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Das optische Element könnte insbesondere zwischen dem Diffusor und dem Bildaufnahmebereich angeordnet sein. Vorzugsweise ist das optische Element jedoch zwischen dem Diffusor und der Lichtquelle angeordnet, wodurch eine vorteilhafte Konstruktion erreicht werden kann.
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Die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind 6 Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 einen als Codeleser ausgebildeten Bildaufnehmer mit einer Bildaufnahmevorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 2 einen Teil der Bildaufnahmevorrichtung mit einem elektrisch schaltbaren Diffusor,
- 3 einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung mit einem optisch schaltbaren Diffusor,
- 4 einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung mit einem thermisch schaltbaren Diffusor,
- 5 einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung mit einem Diffusor, welcher mittels einer auf den Diffusor wirkenden Kraft schaltbar ist,
- 6 einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung mit einem konvex ausgebildetem Diffusor und einem optischen Element zur Beeinflussung eines Strahlengangs und
- 7 einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung mit einem aktiv farbveränderlichen Diffusor.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt einen als Codeleser ausgebildeten Bildaufnehmer 22a in einer schematischen isometrischen Darstellung. Der Bildaufnehmer 22a umfasst eine Bildaufnahmevorrichtung.
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2 zeigt einen Teil der Bildaufnahmevorrichtung. Die Bildaufnahmevorrichtung ist zur Aufnahme eines in einem Bildaufnahmebereich 10a angeordneten Objekts vorgesehen. Die Bildaufnahmevorrichtung weist eine Beleuchtungseinheit 12a auf, welche in zumindest einem ersten Betriebszustand eine diffuse Beleuchtung und in zumindest einem zweiten Betriebszustand eine gerichtete Beleuchtung des Bildaufnahmebereich 10a bereitstellt. Außerdem weist die Bildaufnahmevorrichtung eine Bildaufnahmeeinheit 14a auf, welche eine Aufnahme eines Abbilds des Bildaufnahmebereichs 10a bereitstellt. Darüber hinaus weist die Beleuchtungseinheit 12a einen optischen Diffusor 16a auf.
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Der Diffusor 16a weist im ersten Betriebszustand in zumindest einem Teilbereich für zumindest eine Lichtwellenlänge ein erstes Streumaß und im zweiten Betriebszustand in dem Teilbereich für die Lichtwellenlänge ein vom ersten Streumaß verschiedenes zweites Streumaß auf. Der Diffusor 16a ist im ersten Betriebszustand in dem Teilbereich für die Lichtwellenlänge transluzent und im zweiten Betriebszustand für die Lichtwellenlänge transparent. Der Diffusor 16a kann in einer weiteren Ausgestaltung in einem dritten Betriebszustand in dem Teilbereich für die Lichtwellenlänge ein von dem ersten Streumaß und von dem zweiten Streumaß verschiedenes drittes Streumaß aufweisen. Der Teilbereich ist von einer Streueinheit 36a des Diffusors 16a gebildet.
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Der Diffusor 16a ist zur Einstellung des Streumaßes schaltbar. Die Beleuchtungseinheit 12a weist hierzu eine Schalteinheit 38a auf. Im vorliegenden Fall ist der Diffusor 16a elektrisch schaltbar. Die Schalteinheit 38a weist Schichtelektroden 24a auf. Die Schichtelektroden 24a sind beidseitig an einander gegenüberliegenden Oberflächen der Streueinheit 36a angeordnet. Die Schichtelektroden 24a sind zumindest im sichtbaren Lichtbereich transparent ausgebildet. Die Schichtelektroden 24a sind als Beschichtungen der Streueinheit 36a ausgebildet. Diese sind mit einer Steuereinheit der Schalteinheit 38a verbunden (nicht dargestellt), über welche eine elektrische Spannung an die Streueinheit 36a anlegbar ist. Die Streueinheit 36a weist zumindest ein elektrotropes Element auf, beispielsweise LC-Glas, welches einen Flüssigkristallfilm zwischen zwei Glas- oder Kunststoffschichten aufweist. Die Streueinheit 36a ist aus LC-Glas gebildet. Durch Anlegen der elektrischen Spannung ist das Streumaß der Streueinheit 36a veränderlich und ein Umschalten zwischen einer gerichteten und einer diffusen Beleuchtung des Bildaufnahmebereichs 10a möglich.
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Die Beleuchtungseinheit 12a weist eine Lichtquelleneinheit 28a mit zumindest einer Lichtquelle 18a auf, welche auf einer von dem Bildaufnahmebereich 10a abgewandten Seite des Diffusors 16a angeordnet ist. Die Lichtquelleneinheit 28a weist einen Lichtquellenträger und eine Vielzahl von Lichtquellen 18a auf, welche insbesondere Licht unterschiedlicher Farben, insbesondere rot, blau oder grün, emittieren können.
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In den 3 bis 7 sind fünf weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 3 bis 7 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis f ersetzt.
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3 zeigt einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung. Ein Diffusor 16b ist zur Einstellung eines Streumaßes optisch schaltbar. Eine Streueinheit 36b des Diffusors 16b weist ein phototropes Element auf, beispielsweise silberhalogenidhaltige Gläser. Eine Beleuchtungseinheit 12b weist eine Schalteinheit 38b mit UV-Lichtquellen 26b auf. Die Schalteinheit 38b ist dabei zumindest teilweise einstückig mit einer Lichtquelleneinheit 28b ausgebildet. Die Schalteinheit 38b weist eine Steuereinheit auf, mittels welcher eine von den UV-Lichtquellen 26b abzugebende Strahlungsintensität einstellbar ist. Durch Einstellen der Strahlungsintensität kann ein Wechsel zwischen einer gerichteten und einer diffusen Beleuchtung eines Bildaufnahmebereichs 10b bereitgestellt werden.
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4 zeigt einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung. Ein Diffusor 16c ist zur Einstellung eines Streumaßes thermisch schaltbar. Eine Streueinheit 36c des Diffusors 16c weist ein thermochromes Element auf, beispielsweise ein vanadiumoxidhaltiges und/oder titandioxidhaltiges Glas. Eine Beleuchtungseinheit 12c weist eine Schalteinheit 38c mit einem Heizelement 30c auf. Das Heizelement 30c ist durch eine zumindest im sichtbaren Wellenlängenbereich transparente Heizfolie gebildet, die auf einer Oberfläche der Streueinheit 36c angeordnet ist. Die Schalteinheit 38c weist eine Steuereinheit auf, mittels welcher eine Heizleistung und/oder Temperatur des Heizelements 30c einstellbar ist. Durch Einstellen der Heizleistung und/oder Temperatur kann ein Wechsel zwischen einer gerichteten und einer diffusen Beleuchtung eines Bildaufnahmebereichs 10c bereitgestellt werden.
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5 zeigt einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung. Ein Diffusor 16d ist zur Einstellung eines Streumaßes durch zumindest eine auf den Diffusor 16d wirkende Kraft 32d schaltbar. Eine Streueinheit 36d des Diffusors 16d weist ein piezochromes Element auf, beispielsweise eine Schicht, in die piezochrome Polymere eingebettet sind. Eine Beleuchtungseinheit 12d weist eine Schalteinheit 38d mit einem Kraftbeaufschlagungselement auf, welches dazu vorgesehen ist, auf die Streueinheit 36d die Kraft 32d auszuüben. Das Kraftbeaufschlagungselement weist ein mit Gas- oder Luftdruck befüllbares Luftkissen auf, welches abhängig von einem Befüllungsgrad die Kraft 32d auf die Streueinheit 36d ausübt. Die Schalteinheit 38d umfasst eine Steuereinheit, durch welche die wirkende Kraft 32d einstellbar ist. Durch Einstellen der Kraft 32d kann ein Wechsel zwischen einer gerichteten und einer diffusen Beleuchtung eines Bildaufnahmebereichs 10d bereitgestellt werden.
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6 zeigt einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung. Ein Diffusor 16e ist zumindest teilweise konvex ausgebildet. Der Diffusor 16e ist als stumpfer Hohlkegel ausgebildet, dessen Spitze in Richtung der Bildaufnahmeeinheit 14e geöffnet ist und dessen Basis in Richtung des Bildaufnahmebereichs geöffnet ist. Eine Beleuchtungseinheit 12e weist ein optisches Element 20e auf. Das optische Element 20e ist als eine Fresnel-Linse ausgebildet. Das optische Element 20e beeinflusst in zumindest einem Betriebszustand einen Strahlengang eines von einer Lichtquelle 18e bereitgestellten Lichts. Das optische Element 20e ist zwischen dem Diffusor 16e und der Lichtquelle 18e angeordnet. Eine konvexe Ausbildung eines Diffusors und/oder eine Verwendung eines optischen Elements sind insbesondere auch mit allen anderen Ausführungsbeispielen kombinierbar.
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7 zeigt einen Teil einer weiteren Bildaufnahmevorrichtung. Ein Diffusor 16f ist zumindest teilweise aktiv farbveränderlich. Der Diffusor 16f ist zur Einstellung des Streumaßes schaltbar. Die Beleuchtungseinheit 12f weist hierzu eine Schalteinheit 38f auf. Im vorliegenden Fall ist der Diffusor 16f elektrisch schaltbar. Die Schalteinheit 38f weist Schichtelektroden 24f auf. Die Schichtelektroden 24f sind beidseitig an einander gegenüberliegenden Oberflächen der Streueinheit 36f angeordnet.
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Die Schichtelektroden 24f sind zumindest im sichtbaren Lichtbereich transparent ausgebildet. Die Schichtelektroden 24f sind als Beschichtungen der Streueinheit 36f ausgebildet. Diese sind mit einer Steuereinheit der Schalteinheit 38f verbunden (nicht dargestellt), über welche eine elektrische Spannung an die Streueinheit 36f anlegbar ist.
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Der Diffusor 16f weist eine thermochrome Beschichtung auf, beispielsweise eine Beschichtung, welche ein vanadiumoxidhaltiges und/oder titandioxidhaltiges Glas aufweist. Die Schalteinheit 38f weist ein Heizelement 30f auf. Das Heizelement 30f ist durch eine zumindest im sichtbaren Wellenlängenbereich transparente Heizfolie gebildet, die auf einer Oberfläche der Streueinheit 36f angeordnet ist. Die Schalteinheit 38c weist eine Steuereinheit auf, mittels welcher eine Heizleistung und/oder Temperatur des Heizelements 30f einstellbar ist. Durch Einstellen der Heizleistung und/oder Temperatur des Heizelements 30f kann eine Farbänderung der thermochromen Beschichtung 34f bereitgestellt werden.
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Der Diffusor 16f kann auch eine Vielzahl thermochromer Beschichtungen aufweisen. Die Beleuchtungseinheit 12f kann ausschließlich Lichtquellen 18f aufweisen, welche Licht in einem vordefinierten Wellenlängenbereich bereitstellen.
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Eine aktive Farbveränderlichkeit eines Diffusors ist insbesondere mit allen übrigen Ausführungsbeispielen kombinierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bildaufnahmebereich
- 12
- Beleuchtungseinheit
- 14
- Bildaufnahmeeinheit
- 16
- Diffusor
- 18
- Lichtquelle
- 20
- Optisches Element
- 22
- Bildaufnehmer
- 24
- Schichtelektroden
- 26
- UV-Lichtquellen
- 28
- Lichtquelleneinheit
- 30
- Heizelement
- 32
- Kraft
- 34
- Thermochrome Beschichtung
- 36
- Streueinheit
- 38
- Schalteinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/005545 A2 [0002]
- WO 2016/073731 A1 [0003]
