DE202011105267U1

DE202011105267U1 - Device for generating three-dimensional images

Info

Publication number: DE202011105267U1
Application number: DE202011105267U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-01-16
Anticipated expiration: 2021-09-03

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung dreidimensional wirkender Bilder, die folgende Teilsysteme enthält: – ein Kamerasystem, das mehr als zwei Kameras (1, 2, 3) umfasst, jeweils mit Bildsensor und mit einem Objektiv, – ein Positionierungssystem (4) zur beweglichen Halterung und Positionierung der Kameras (1, 2, 3) des Kamerasystems, so dass jede Kamera (1, 2, 3) auf dem Positionierungssystem (4) verschiebbar ist, – wobei eine der Kameras Master-Kamera (1) für die Einstellungen der Schärfen- und/oder Belichtungsparameter der einen oder mehr Slave-Kameras (2) ist, und wobei eine weitere Kamera gemeinsam mit der Master-Kamera (1) Parameter-Kamera (3) ist, für die Ermittlung der Positionierung der Slave-Kameras (2), – eine Steuereinrichtung (6) mit Mitteln, insbesondere einem Datenverarbeitungsprogramm, zur Erfassung der Schärfen- und Belichtungsparametereinstellungen der Master-Kamera (1) und deren zumindest teilweisen Übertragung auf jede Slave-Kamera (2), mit Mitteln zur zeitlichen Ansteuerung aller Kameras (1, 2, 3) und mit Mitteln zum Auslesen der Bilder aller Kameras...Device for generating three-dimensional images, which contains the following subsystems: - a camera system, which comprises more than two cameras (1, 2, 3), each with an image sensor and with a lens, - a positioning system (4) for movable mounting and positioning of the Cameras (1, 2, 3) of the camera system, so that each camera (1, 2, 3) can be moved on the positioning system (4), - one of the cameras master camera (1) for the settings of the focus and / or exposure parameters of the one or more slave cameras (2), and a further camera together with the master camera (1) being a parameter camera (3) for determining the positioning of the slave cameras (2), a control device (6) with means, in particular a data processing program, for detecting the focus and exposure parameter settings of the master camera (1) and their at least partial transmission to each slave camera (2), with means for temporal A Control of all cameras (1, 2, 3) and with means for reading out the images of all cameras ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung dreidimensional wirkender Bilder und ein damit erzeugtes Lentikularbild.The invention relates to a device for generating three-dimensional images and a lenticular image generated therewith.

Es ist bekannt, dass eine dreidimensional wirkende Bildwiedergabe möglich ist, wenn Objekte aus voneinander abweichenden Winkelpositionen aufgenommen und die aufgenommenen Bilder derart gleichzeitig betrachtet werden, dass von zwei Bildern jedes Auge auf ein anderes sieht. Eine solche Bildwiedergabe entspricht dem menschlichen Sehen, bei dem beide, einige Zentimeter voneinander entfernte Augen unter einem anderen Blickwinkel auf das Objekt sehen und aus diesen beiden voneinander abweichenden Sinneseindrücken durch das Gehirn ein Bild mit räumlicher Wirkung erzeugt wird. Bei der hierfür verwendeten Stereofotografie hat der Betrachter der Bilder den Eindruck eines dreidimensionalen Bildes, wenn er es von vorn betrachtet.It is known that a three-dimensional image reproduction is possible when objects are taken from different angular positions and the recorded images are viewed in such a way that looks from two images, each eye to another. Such image reproduction corresponds to human vision, in which both eyes, a few centimeters apart, see the object from a different angle, and from these two divergent sensory impressions through the brain a picture with spatial effect is produced. In the stereo photography used for this purpose, the viewer of the images has the impression of a three-dimensional image when he looks at it from the front.

Für die Art der Verknüpfung der gleichzeitig zu betrachtenden Bilder, so dass jedes Auge ein anderes sieht, gibt es derzeit verschiedene Techniken. Diese hängen wesentlich von der Anwendung ab, da z. B. für Displays andere Möglichkeiten zur Verfügung stehen als für Leinwandwiedergaben oder für Druckerzeugnisse.There are currently various techniques for linking the images to be viewed simultaneously so that each eye sees another. These depend essentially on the application, since z. B. for displays other options are available as for screen reproductions or for printed products.

Allgemein bekannt sind Polarisationsverfahren und Stereobrillentechniken, bei denen die miteinander kombinierten Bilder durch unterschiedliche Filter vor jedem Auge getrennt werden. Für Displayanzeigen ist es auch möglich direkt auf dem Display eine Maske mit einer Serie von gleichförmigen Schlitzen aufzubringen, so dass beide Augen nur unterschiedliche Pixelbereiche sehen können. Diese Technik wird als Parallaxen-Barriere-Technik bezeichnet. Den beiden Pixelbereichen werden die beiden Bilder zugeordnet, so dass vergleichbar dem natürlichen Sehen ein räumlicher Bildeindruck entsteht.Commonly known are polarization methods and stereo-band techniques in which the combined images are separated by different filters in front of each eye. For displays, it is also possible to apply a mask with a series of uniform slits directly on the display so that both eyes can only see different pixel areas. This technique is called a parallax barrier technique. The two pixel areas are assigned to the two images, so that a spatial image impression is created comparable to natural vision.

Für Druckerzeugnisse ist seit längerem die Lentikulartechnik bekannt, welches vergleichbar dieser Technik anstelle einer Schlitzmaske ein sich wiederholendes Muster von zylindrischen Linsen so angeordnet, dass auch hier eine Separation in ein linkes und ein rechtes Bild erfolgt. Dementsprechend sind die Bilder analog der oben beschriebenen Pixelzuordnung abwechselnd streifenförmig verknüpft. Die Parallaxe zwischen den beiden sichtbaren Bildern vermittelt den räumlichen Eindruck.Lenticular technology has long been known for printed products, which, in a manner comparable to this technique, instead of a slit mask, arranges a repeating pattern of cylindrical lenses in such a way that a separation into a left and a right image also takes place here. Accordingly, the images are alternately linked strip-like analogous to the pixel allocation described above. The parallax between the two visible images gives the spatial impression.

Als Parallaxe wird die scheinbare Änderung der Position eines beobachteten Objekts relativ zum Vorder- oder Hintergrund durch eine Verschiebung der Position des Beobachters verstanden. Auf das räumliche Sehen bezogen entspricht der Blick mit dem rechten und der Blick mit dem linken Auge der Verschiebung der Beobachtungsposition, hier jedoch im Bereich von wenigen Zentimetern, so dass sich eine sehr geringe Parallaxe ergibt, die dem tatsächlichen Sehen entspricht. Dieser relativen Verschiebung ordnet das Gehirn folglich den gewohnten räumlichen Eindruck zu.Parallax is understood to be the apparent change in the position of an observed object relative to the foreground or background by a displacement of the position of the observer. In terms of spatial vision, the view with the right eye and the view with the left eye correspond to the displacement of the observation position, but here in the range of a few centimeters, so that a very small parallax results which corresponds to the actual vision. Consequently, the brain assigns the usual spatial impression to this relative displacement.

Mit der Lentikulartechnik können auch andere Effekte erzeugt werden, wie der sprunghafte Übergang von einem zum anderen Motiv oder eine Animation oder ein so genanntes Morphing, bei welchem ein Bild in ein anderes übergeht. Je mehr Bilder dafür im wiederkehrenden Wechsel streifenförmig aneinandergefügt werden, umso fließender ist der Übergang zwischen den Bildern beim Drehen des Bildes.With the lenticular technique, other effects can be generated, such as the erratic transition from one motif to another or an animation or a so-called morphing, in which one image passes into another. The more images that are joined together in a recurrent change in stripes, the more fluid is the transition between the images when the image is rotated.

Diese Technik kann auch zur Visualisierung von 3D-Abbildungen genutzt werde, mit dem Vorteil, dass kweine weiteren Hilfsmittel wie z. B. Spezialbrillen zur Betrachtung erforderlich sind. Dazu werden – im Unterschied zur oben beschriebenen Stereofotografie – mehr als ein Stereobildpaar benötigt. Dazu wird das Bild aus einer der Zahl der verwendeten Kameras entsprechende Anzahl von Teilbildern zusammengesetzt und durch ein über dem Gesamtbild befindliches entsprechendes optisches System aus Prismen oder Linsen dafür Sorge getragen, dass beim Verkippen des Gesamtbildes je nach Winkel jeweils andere Teilbilder sichtbar werden.This technique can also be used for the visualization of 3D images, with the advantage that kweine other aids such. B. special glasses are required for viewing. For this purpose - in contrast to the stereo photography described above - more than one pair of stereo images needed. For this purpose, the image is composed of a number of sub-images corresponding to the number of cameras used and a corresponding optical system of prisms or lenses over the entire image ensures that different sub-images become visible when tilting the overall image, depending on the angle.

Für die Aufnahme von Bildern, die für Stereofotografie oder für räumlich wirkende Lentikularbilder verwendbar sind, werden derzeit Fotoapparate angeboten, welche in einem Gehäuse zwei separate Bildaufnahmesysteme, jeweils mit Objektiv und Bildsensor, umfassen. Die Objektive sind ca. mit Augenabstand zueinander angeordnet. Die beiden mittels der unabhängigen Bildaufnahmesysteme gleichzeitig aufgenommenen Bilder können auf einem Kameradisplay angesehen und beurteilt werden. Eine derartige Kamera bedingt einen fixen und sehr geringen Abstand der Bildaufnahmesysteme zueinander, so dass die möglichen Objekte sehr stark eingeschränkt sind. Insbesondere sind nur spezielle Typen der Objekte, Objekttiefen und Objektdetails verwendbar. Auch ist die dreidimensionale Wirkung auf die Wirkung des stereoskopischen Sehens von einer bestimmten Position aus beschränkt.For taking pictures that can be used for stereoscopic photography or for spatially acting lenticular images, cameras are currently being offered, which comprise in a housing two separate image recording systems, each with a lens and image sensor. The lenses are arranged approximately at eye relief. The two images taken simultaneously by the independent imaging systems can be viewed and evaluated on a camera display. Such a camera requires a fixed and very small distance of the image recording systems to each other, so that the possible objects are very limited. In particular, only special types of objects, object depths and object details can be used. Also, the three-dimensional effect is limited to the effect of stereoscopic vision from a certain position.

Bekannt ist es ebenso, Objekte in einer bis zu 350° umrundenden Ansicht so aufzunehmen, das dessen Betrachtung von verschiedenen Positionen aus möglich ist. Hierfür wird eine sehr große Anzahl von Kameras auf einem Kreissegment oder Kreis um das Objekt angeordnet, absolut synchron ausgelöst und die Aufnahmen manuell auf einen Computer ausgelesen. Neben der synchronen Ansteuerung ist es für derartige Aufnahmen erforderlich, dass alle Kameras auf den Kreismittelpunkt gerichtet sind und dass das abzubildende Objekt so exakt wie möglich in den Mittelpunkt des Kreises bzw. des Kreissegments gebracht werden muss. Im Ergebnis ist das Objekt in einer Videosequenz vollumfänglich ohne optische Sprünge anzusehen. Hierbei geht es jedoch nicht um ein plastisch wirkendes Bild, sondern um eine Rundum-Ansicht.It is also known to record objects in a view that is up to 350 °, so that it can be viewed from different positions. For this purpose, a very large number of cameras are arranged on a circle segment or circle around the object, triggered absolutely synchronously and the images are read out manually to a computer. In addition to the synchronous control, it is necessary for such recordings that all cameras are directed to the center of the circle and that the object to be imaged is as accurate as possible must be brought into the center of the circle or the circle segment. As a result, the object in a video sequence is fully visible without optical leaps. However, this is not a plastic-looking image, but an all-round view.

Neben der exakten Positionierung des Objekts bzw. der Kameras im Bezug auf das Objekt bei Nutzung einer Vielzahl von Kameras z. B. bei einer oben beschriebenen Anordnung auf einem Kreis ist auch die Wahl der Schärfen- und Belichtungsparameter der verwendeten Kamera problematisch. Die Schärfen- und Belichtungsparameter müssen, um eine hohe Bildqualität zu erreichen, aufeinander abgestimmt werden, wobei die Einstellung dieser Parameter die Gegebenheiten des gesamten durch die Kamera abzubildenden Ausschnitts berücksichtigen sollte. Zudem führt eine fotografische Abbildung eines Objekts aus verschiedenen Positionen und dem nachfolgenden der aus verschiedenen Positionen erhaltenen Bilder zu Sprüngen aufgrund von Bildverzerrungen.In addition to the exact positioning of the object or the cameras with respect to the object when using a variety of cameras z. B. in an arrangement described above on a circle and the choice of the focus and exposure parameters of the camera used is problematic. The focus and exposure parameters need to be matched to achieve high image quality, and the adjustment of these parameters should take into account the realities of the entire excerpt to be imaged by the camera. In addition, a photographic image of an object from different positions and the subsequent one of the images obtained from different positions causes jumps due to image distortions.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der ein Bild mit verbesserter dreidimensionaler Wirkung kostengünstig in hoher Qualität, mit geringem Korrekturaufwand und unter Verminderung der bislang vorhandenen Einschränkungen des Objekts sowie der Aufnahmebedingungen bzgl. Position und Bewegung des abzubildenden Objekts erzeugt und auch der Herstellung eines Lentikularbildes zugrunde gelegt werden kann.The object of the present invention is to develop a device with which an image with improved three-dimensional effect can be produced inexpensively in high quality, with little correction effort and with reduction of the previously existing restrictions of the object and the recording conditions with respect to the position and movement of the object to be imaged can also be based on the production of a lenticular image.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Bilderzeugung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Ansprüche 2 bis 11 geben Ausführungsvarianten dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder.This object is achieved by a device for imaging with the features of claim 1. The claims 2 to 11 give embodiments of this device according to the invention again.

Mit der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung sind mit einer Bildaufnahme Serien von zumindest zwei oder, je nach Anzahl der vorhandenen und der für die jeweiligen Aufnahme – den jeweiligen Shot – verwendeten Kameras, mehr Bildern zu erzeugen, die als Lentikularbild oder als Vorlage für eine vergleichbare Displayanzeige zusammengesetzt dreidimensional wirken.With the device described below, series of at least two or, depending on the number of existing cameras and the cameras used for the respective shot - the respective shot, more images are produced which are composed as a lenticular image or as a template for a comparable display display work in three dimensions.

Ein mittels der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung gewonnenes Lentikularbild ergibt, ergänzt durch eine Linsenschicht, welche auf dem zusammengesetzten Bild angeordnet ist und aus einer Reihe von halbzylinderförmigen Linsen besteht, die in Breite und Anzahl der Einzelbildstreifen des zusammengesetzten Bildes entspricht, ein Lentikularbild, bei dem jeweils zwei Bilder, welche benachbarten Einzelbildstreifen zugrunde liegen, wie oben beschrieben eine Parallaxe zueinander aufweisen.A lenticular image obtained by means of the apparatus described below, supplemented by a lens layer which is arranged on the composite image and consists of a series of semi-cylindrical lenses corresponding in width and number of frame strips of the composite image, gives a lenticular image in which two each Images which are based on adjacent individual image strips, as described above have a parallax to each other.

Mittels der streifenförmigen Linsen erschließen sich den Augen des Betrachters die jeweils seiner Betrachtungsposition entsprechenden Einzelbildstreifen. Bewegt er das Lentikularbild, so erkennt er wiederum andere Einzelbildstreifen. Dabei führt die Verwendung der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur dreidimensionalen Bildererzeugung erhaltenen Einzelbilder im Vergleich zu bekannten, mit zwei Kameras erzeugten Bildern zu einem qualitativ sehr hochwertigen Eindruck des räumlichen Sehens und zu verstärkten Eindruck der Bildtiefe.By means of the strip-shaped lenses, the viewer's eyes can see the individual image strips corresponding to their respective viewing position. If he moves the lenticular image, he recognizes again other single image strips. In this case, the use of the individual images obtained with the apparatus according to the invention for three-dimensional image generation leads to a qualitatively very high-quality impression of the spatial vision and to an enhanced impression of the image depth compared to known images produced with two cameras.

Durch die Verwendung einer Kamera als Master-Kamera, dieser und einer weiteren Kamera als Parameter-Kamera und jeder anderen als der Master-Kamera als Slave-Kamera können, zielgerichtet auf die Art und Form des aufzunehmenden Objekts bezogen, alle relevanten Parameter der Master-Kamera ermittelt und unverändert oder auch systematisch geändert auf jede Slave-Kamera übertragen werden. Die Ermittlung der für das aktuelle Objekt und das gewünschte Bild optimalen Parameter erfolgt durch eine reale Bildaufnahme mittels der Parameter-Kameras.By using a camera as a master camera, this and another camera as a parameter camera and any other than the master camera as a slave camera, all relevant parameters of the master can be targeted to the type and shape of the object to be recorded. Camera determined and unchanged or systematically changed to be transmitted to each slave camera. The determination of the optimal parameters for the current object and the desired image is effected by a real image acquisition by means of the parameter cameras.

Durch eine oder mehr erste Aufnahmen wird der optimale Bildausschnitt festgelegt und die geometrische, dreidimensionale Situation des Objekts und relativ dazu der Kameras eingefangen. Insbesondere werden für den Raumeindruck wichtige Details, wie Oberflächenkrümmungen oder Kantenverzerrungen real erfasst und so die Grundlage für einen optimalen dreidimensionalen Effekt gebildet. Diese umfassende reale Erfassung ist die Basis für die nachfolgende Ermittlung der Positions- sowie Schärfe- und/oder Belichtungsparameter für alle Kameras der Vorrichtung.One or more first shots define the optimal image detail and capture the geometric, three-dimensional situation of the object and relative to the camera. In particular, important details, such as surface curvatures or edge distortions, are recorded in real terms for the impression of space, thus forming the basis for an optimal three-dimensional effect. This comprehensive real acquisition is the basis for the subsequent determination of the position and sharpness and / or exposure parameters for all cameras of the device.

Durch die Aufnahme mittels zweier Parameter-Kameras ist es im Gegensatz zu einer Entfernungsmessung zu einem zentralen Punkt des Objekts möglich, die Raumaufteilung des Objekts, d. h. dessen Verhältnis von Vorder- zu Hintergrund, dessen Raumtiefe und dessen sich daraus bei einer wählbaren Stereobasis ergebenden Parallaxe zu erfassen.By recording by means of two parameter cameras, it is possible, in contrast to a distance measurement to a central point of the object, the spatial distribution of the object, d. H. its ratio of foreground to background, its spatial depth and its resulting from a selectable stereo basis parallax to capture.

Als Parameter dienen zum einen alle Kameraparameter, die je nach verwendetem Kameratyp ansteuerbar sind, insbesondere jedoch die Schärfen- und/oder Belichtungsparameter, d. h. jener Parameter, welche die Lichtsammlung auf dem Bildaufnahmemittel beeinflussen. Beispielhaft seien hier genannt die Brennweite, die Nutzung von Variationen von Blenden, die Belichtungszeit, der Kontrast, der über eine entsprechende Signalverstärkung erreicht werden kann, ggf. die gewünschte Bildhelligkeit, Bildschärfe, die Farbsättigung bzw. einen Weißabgleich und vieles mehr. Zum anderen dienen auch die zeitliche Abfolge der Einzelaufnahmen mit jeder Kamera mit einem Shot sowie die Positionsdaten der Kameras zueinander und zum Objekt, wie z. B. die Distanz zum Objekt und zwischen den Kameras und damit die Stereobasis je für zwei benachbarte Aufnahmen sowie deren horizontaler und vertikaler Winkel zum Objekt, als Parameter der Beeinflussung der Bildaufnahmen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The parameters used on the one hand are all camera parameters which can be controlled depending on the camera type used, but in particular the sharpening and / or exposure parameters, ie those parameters which influence the light collection on the image recording means. Examples include the focal length, the use of variations of aperture, the exposure time, the contrast, which can be achieved via a corresponding signal amplification, possibly the desired image brightness, image sharpness, color saturation or white balance and much more. On the other hand, the temporal sequence of the individual shots with each camera is also used with a shot and the position data of the cameras to each other and the object, such. B. the distance to the object and between the cameras and thus the stereo base depending on two adjacent shots and their horizontal and vertical angle to the object, as a parameter of influencing the image recordings by means of the device according to the invention.

Durch die Wahl der Parameter anhand von zwei realen Bildaufnahmen, die mit zwei zueinander beabstandeten Kameras erzeugt wurden, sind entsprechend der dreidimensionalen Situation und der gewünschten Bildwirkung gezielt Lage und Umfang von Parallaxen herstellbar, so dass ein sehr plastisch wirkendes Bild erzeugt werden kann. Bei einer geeigneten Bildvorlage können so auch Ebenen sichtbar werden, die bei einem geraden, unbewegten, auch stereoskopischen Blick auf ein Objekt nicht sichtbar wären.By choosing the parameters based on two real image recordings, which were generated with two cameras spaced apart from each other, the position and extent of parallaxes can be selectively produced in accordance with the three-dimensional situation and the desired image effect, so that a very plastically effective image can be generated. In the case of a suitable image template, it is thus also possible to visualize levels that would not be visible in the case of a straight, stationary or stereoscopic view of an object.

Hierzu enthält eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung die folgenden Teilsysteme:
Ein Kamerasystem umfasst zumindest zwei Kameras. Die Kameras umfassen standardmäßig jeweils einen Bildsensor und ein Objektiv, welches als sammelndes optisches System eine reale Abbildung eines Objekts erzeugt. Eine Vorrichtung, die diese Komponenten umfasst, wird nachfolgend als Kamera bezeichnet, wobei es unerheblich ist, ob die Kamera ein eigenes Gehäuse aufweist oder mit weiteren Kameras in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist. Ebenso ist es möglich, dass Bildsensor und Kamera eine feste, aufeinander abgestimmte Einheit bilden, wie es von modernen Systemkameras bekannt ist. Diese können variabel verbaut und durch ein Bus miteinander und beispielsweise auch mit einer, gegebenenfalls örtlich getrennten, Bedieneinheit verbunden werden.For this purpose, a corresponding device according to the invention contains the following subsystems:
A camera system includes at least two cameras. As standard, the cameras each comprise an image sensor and a lens which, as a collecting optical system, generates a real image of an object. A device comprising these components is referred to below as a camera, it is irrelevant whether the camera has its own housing or is arranged with other cameras in a common housing. It is also possible that image sensor and camera form a fixed, coordinated unit, as is known from modern system cameras. These can be variably installed and connected by a bus with each other and, for example, with a, possibly spatially separated, control unit.

Die Kameras sind auf einem Positionierungssystem beweglich zueinander angeordnet. Bevorzugt sind die Kameras linear, d. h. auf einer Geraden nebeneinander liegend, angeordnet, z. B. auf einer Schiene, was eine gute horizontale Ausrichtung aller Kameras gewährleistet, die Sprünge senkrecht zu dieser Ausrichtung zwischen den Einzelbildern vermeidet und so das spätere Lentikularbild auch bei dessen Drehen ruhiger und damit dessen dreidimensionale Wirkung realer erscheinen lässt. Das Positionierungssystem wird senkrecht zur optischen Achse des Objektivs und regelmäßig horizontal angeordnet, wobei in Abhängigkeit vom Objekt auch eine vertikale Ausrichtung des Positionierungssystems möglich sein kann. Die Kameras können auf dem Positionierungssystem translatorisch bewegt und so relativ zueinander positioniert werden.The cameras are arranged movably on a positioning system. Preferably, the cameras are linear, d. H. lying next to one another on a straight line, arranged, for. B. on a rail, which ensures a good horizontal alignment of all cameras, the jumps perpendicular to this alignment avoids the frames and so the later lenticular image even when its turning calmer and thus makes its three-dimensional effect seems more real. The positioning system is perpendicular to the optical axis of the lens and regularly arranged horizontally, depending on the object and a vertical orientation of the positioning system may be possible. The cameras can be moved in translation on the positioning system and thus positioned relative to each other.

Die Positionierung der Kameras erfolgt derart, dass mit den gewählten Abständen zwischen den Kameras optimale Resultate für das Lentikularbild erzielt werden können. Hierzu werden bei der Aufnahme weiter entfernt befindlicher Objekte die Abstände zwischen den Kameras auch größer gewählt. Die linear variable Positionierung erlaubt ein Ausrichten der Kamera auf einen frei wählbaren Punkt des Objekts, auf welchen alle Kameras des Kamerasystems ausgerichtet werden. Die Kameras sind so positioniert, dass alle ein frei wählbares Detail des Objekts erfassen.The positioning of the cameras is done in such a way that with the selected distances between the cameras optimal results for the lenticular image can be achieved. For this purpose, the distances between the cameras are also chosen to be larger when taking objects further away. The linearly variable positioning allows the camera to be aligned to a freely selectable point of the object on which all cameras of the camera system are aligned. The cameras are positioned so that they all capture a freely selectable detail of the object.

Aufgrund der seitlich voneinander abweichenden Positionen der Kameras vermindert sich der für alle Kameras überlappende gemeinsame Bildausschnitt mit größer werdendem Abstand der beiden äußersten Kameras der Reihe. Je nach Größe des Objekts kann es deshalb entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung von Vorteil sein, wenn die Kameras um eine Achse schwenkbar sind, die senkrecht zur optischen Achse der Kamera steht, zur Ausrichtung zum Objekt mit einem wie auch die Position zuvor mittels der Parameter-Kameras ermittelten Winkel. Hierzu ist jede Kamera um eine eigene Vertikalachse, bevorzugt jener Vertikalachse, die durch den parallaxefreien Punkt des Objektivs verläuft, horizontal schwenkbar. Ergänzend kann auch eine vertikale Schwenkbarkeit um eine eigene Horizontalachse vorteilhaft sein. Insbesondere bei hohen Objekten kann eine zusätzliche Drehung der Kamera um eine Horizontalachse günstig sein. Unter Zuhilfenahme dieser beiden Achsen ist jeder beliebige Raumwinkel einstellbar.Due to the laterally divergent positions of the cameras, the overlapping common image section for all cameras decreases as the distance between the two outermost cameras in the row increases. Depending on the size of the object, according to an embodiment of the invention, it may therefore be advantageous if the cameras can be pivoted about an axis which is perpendicular to the optical axis of the camera, for alignment with the object as well as the position beforehand by means of the parameter Cameras detected angles. For this purpose, each camera is pivotable horizontally about its own vertical axis, preferably that vertical axis which runs through the parallax-free point of the objective. In addition, a vertical pivoting about its own horizontal axis can also be advantageous. Particularly with high objects, an additional rotation of the camera about a horizontal axis can be favorable. With the help of these two axes any solid angle is adjustable.

Zur entsprechenden hochpräzisen räumlichen Positionierung der Kamera kann jede Kamera eine eigene Positionierungseinrichtung besitzen. Diese kann manueller Natur sein oder sie wird durch automatische Elemente realisiert, z. B. mittels entsprechender Motoren, die eine digital eingegebene Position entsprechend realisieren können. Dies ermöglicht es insbesondere, alle Kameras des Kamerasystems präzise auf den gewünschten Punkt einzustellen.For the corresponding high-precision spatial positioning of the camera, each camera can have its own positioning device. This can be manual nature or it is realized by automatic elements, eg. B. by means of appropriate motors that can realize a digitally entered position accordingly. This makes it possible in particular to set all cameras of the camera system precisely to the desired point.

Das Schwenken der Kameras ermöglicht es, den Bildausschnitt aller Kameras aufeinander abzustimmen und so die Ausnutzung der Bildsensoren der Kameras zu optimieren. Das Schwenken kann zudem den dreidimensionale Effekt des späteren Lentikularbildes verstärken, wenn die Kameras so weit auseinander gerückt sind und das Schwenken derart erfolgt, das Hinterschnittebenen aufgenommen werden, so dass bei einem Drehen des Lentikularbildes der Eindruck von Bewegung am Objekt vorbei entsteht.Panning the cameras makes it possible to match the image section of all cameras and thus to optimize the utilization of the image sensors of the cameras. The panning may also enhance the three-dimensional effect of the later lenticular image when the cameras are so far apart and panning is done so that the undercut planes are picked up so that as the lenticular image rotates, the impression of movement past the object is created.

Das frei wählbare gemeinsame Detail des Objekts, das alle Kameras erfassen, ist regelmäßig ein Tiefendetail des Objekt, d. h. ein Detail, das nicht in der vordersten, der Kamera zugewandten Ebene des Objekts sondern in einer der tieferen, vom Kamerastandpunkt aus noch sichtbaren Ebene liegt. Ein Einschwenken der Kameras auf das gemeinsame Detail ist möglich, jedoch nicht erforderlich. Es muss lediglich von allen Kameras im überlappenden Bildausschnitt erfasst sein. Im Ergebnis wird die Positionierung der Einzelkameras den Raumverhältnissen des Objekts gerecht. Dieses ausgewählte Detail stellt im später zusammengesetzten Lentikularbild einen Fixpunkt dar, um den sich der Betrachter des Bildes durch Drehen des Lentikularbildes scheinbar bewegt und dabei Hinterschnittebenen sieht, die er durch eine einfache stereoskopische Aufnahme nicht sehen würde, weil sie von vorderen Teilen des Objekts verdeckt sind.The freely selectable common detail of the object, which is captured by all the cameras, is regularly a depth detail of the object, ie a detail not in the foremost camera-facing plane of the object but in one of the lower ones of the object Camera point of view is still visible level. Panning the cameras to the common detail is possible, but not required. It only has to be recorded by all cameras in the overlapping image section. As a result, the positioning of the individual cameras will do justice to the spatial conditions of the object. This selected detail represents in the later assembled lenticular image a fixed point around which the viewer of the image apparently moves by turning the lenticular image and sees undercut planes that he would not see through a simple stereoscopic image because they are obscured by front parts of the object ,

Die Ermittlung dieses gemeinsamen Details erfolgt mittels zweier Kameras, der Master-Kamera und einer der anderen Kameras. Letztere ist für die eigentliche Aufnahme der Einzelbilder auch als Slave-Kamera verwendbar, wird nachfolgend jedoch als Parameter-Kamera bezeichnet, da sie auch dazu dient, neben den Schärfen- und Belichtungsparametern der Master-Kamera Parameter für die Positionierung aller Slave-Kameras zu ermitteln, d. h. deren lateralen Abstände.The determination of this common detail is carried out by means of two cameras, the master camera and one of the other cameras. The latter can also be used as a slave camera for the actual recording of the individual images, but is referred to below as a parameter camera, since it also serves to determine parameters for the positioning of all slave cameras in addition to the sharpening and exposure parameters of the master camera , d. H. their lateral distances.

Die Positionsparameter sowie die Schärfen- und Belichtungsparameter werden mittels Kalibrieraufnahmen ermittelt, wobei eine Kalibrieraufnahme der Master-Kamera gleichzeitig der Bestimmung beider Parameterarten dienen kann. Für die Positionsparameter werden mit der Parameter-Kamera und der Master-Kamera, die in dieser Phase auch als Parameter-Kamera fungiert, möglichst bereits mit den später zu verwendenden Schärfen- und Belichtungsparametern zumindest zwei Kalibrieraufnahmen gemacht. Dabei ist es günstig, wenn die Parameter-Kamera mittels des Positionierungssystems mit einen möglichst großen Abstand zu Master-Kamera angeordnet ist.The position parameters as well as the sharpness and exposure parameters are determined by means of calibration recordings, wherein a calibration recording of the master camera can simultaneously serve the determination of both parameter types. With the parameter camera and the master camera, which also acts as a parameter camera in this phase, at least two calibration recordings are made for the position parameters as far as possible with the sharpening and exposure parameters to be used later. It is advantageous if the parameter camera is arranged by means of the positioning system with the greatest possible distance from the master camera.

Die Kalibrieraufnahmen für die Positionsparameter sollen ein für beide Aufnahmen gleiches Detail des Objekts aufweisen und eine gewünschte Parallaxe, um den beabsichtigten dreidimensionalen Effekt mit dem später zu erzeugenden zusammengesetzten Lentikularbild zu erzielen. Da die Kalibrieraufnahmen dazu dienen, die konkreten dreidimensionalen Gegebenheiten zu erfassen und die Positionierung und Einstellung aller Kameras auszuwerten, ist es auch möglich, eine sogenannte Live-View- oder Live-Preview-Funktion zur Ermittlung der Parameter zu verwenden. Bei einer solchen Funktion erfolgt keine tatsächliche Aufnahme, sondern es wird mit der jeweiligen Kamera auf das Objekt und dessen zunächst temporäres gemeinsames Detail fokussiert und ein Abbild des Objekts auf einem Display angezeigt, von welchem bereits die aktuellen Parameter abgegriffen und gegebenenfalls mittels eines weiteren Abbildes modifiziert werden können. Auch derartige temporäre Abbildungen, die ein Abgreifen der verwendeten Parameter gestatten, sollen hier als Kalibrieraufnahme verstanden sein. Gleiches betrifft auch die Belichtungsmessung. Diese kann in analoger Weise durch andere, auch temporär anzeigende Mittel durchgeführt werden, im einfachsten Fall durch eine herkömmliche Belichtungsmessung. In diesem Fall würde sich eine Kalibrieraufnahme aus einer Raumauffassung z. B. mittels Live-View-Funktion und einer danach durchgeführten Belichtungsmessung zusammensetzen.The calibration recordings for the positional parameters should have a similar detail of the object for both recordings and a desired parallax in order to achieve the intended three-dimensional effect with the compound lenticular image to be generated later. Since the calibration recordings serve to capture the concrete three-dimensional conditions and to evaluate the positioning and setting of all cameras, it is also possible to use a so-called live view or live preview function for determining the parameters. In such a function, no actual recording takes place, but it is focused with the respective camera on the object and its first temporary common detail and displays an image of the object on a display, from which already tapped the current parameters and optionally modified by means of another image can be. Even such temporary images, which allow a tapping of the parameters used, should be understood here as calibration recording. The same applies to the exposure measurement. This can be carried out in an analogous manner by other, also temporarily indicating means, in the simplest case by a conventional exposure measurement. In this case, a calibration recording from a spatial conception z. B. by means of live view function and a subsequent exposure measurement composed.

Sind die optimale Position beider Kameras ermittelt, stehen die Belichtungsparamter für alle Slave-Kameras fest und die Positionsparameter können von diesen beiden Positionen auf alle Slave-Kameras inter- und/oder extrapoliert werden, so dass ein ausgewogenes Lentikularbild zu bekommen ist, welches nah an der realen Wahrnehmung liegt.Once the optimal position of both cameras has been determined, the exposure parameters are fixed for all slave cameras and the position parameters can be interpolated and / or extrapolated from these two positions to all slave cameras so that a balanced lenticular image is obtained which is close to the real perception lies.

Für die Ermittlung aller Parameter wie auch für die eigentlichen Aufnahmen ist es günstig, wenn als Master-Kamera die Kamera ausgewählt wird, die sich in einer mittleren oder äußeren Position auf der Positionierungssystem befindet.For the determination of all parameters as well as for the actual recordings, it is advantageous if the camera is selected as the master camera, which is located in a middle or outer position on the positioning system.

Die Anzahl der verwendeten Kameras hängt wesentlich von der Größe des Objekts und der gewünschten dreidimensionalen Wirkung des Lentikularbildes ab. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Vorrichtung zumindest drei Kameras umfassen soll. Die realitätsnahe Wahrnehmung kann durch eine höhere Anzahl verbessert werden, wobei jedoch eine Abstimmung auf die verarbeitende Software zur Herstellung und Zusammensetzung der Einzelbildstreifen und auf die Auflösung des Druckverfahrens in Verbindung mit der Sensorausnutzung infolge der überlappenden Bildausschnitte der einzelnen Kameras sinnvoll ist.The number of cameras used depends essentially on the size of the object and the desired three-dimensional effect of the lenticular image. However, it has been found that the device should comprise at least three cameras. The realistic perception can be improved by a higher number, but a matching to the processing software for the production and composition of the single-image strips and to the resolution of the printing process in conjunction with the sensor utilization due to the overlapping image sections of the individual cameras makes sense.

Für das Lentikularbild ist es von Bedeutung, dass die Kameras untereinander abgeglichen werden können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch realisiert, dass eine der Kameras des Kamerasystems als Master-Kamera genutzt wird, deren Einstellung die jeweiligen Einstellungen aller anderen Kameras beeinflusst. Hierzu wird zunächst ein Kalibrationsbild mit dieser Kamera erzeugt und Positionen sowie Schärfen- und Belichtungsparameter ggf. weiter optimiert. Ist diese Kamera optimal eingestellt, werden die entsprechenden Parameter der Master-Kamera genutzt, um sie je nach Parameter entweder direkt auf die anderen Kameras zu übertragen bzw. unter Nutzung geometrischer Beziehungen wie Abstände der Kameras und des Objektes, Einbeziehung der Lichtverhältnisse u. ä. Korrekturen entsprechend optimale Parameter für die anderen Kameras des Kamerasystems zu bestimmen. Dies ist insbesondere günstiger als das Arbeiten mit externen Messsystemen, die häufig nur einzelne Referenzpunkte für die Parameterbestimmungen zu Hilfe nehmen und zudem nicht die Möglichkeit bieten, an einem realen Bild – wie das der Master-Kamera – die Schärfen- und Belichtungsparameter zu optimieren.For the lenticular image, it is important that the cameras can be compared with each other. According to the invention this is realized in that one of the cameras of the camera system is used as a master camera whose setting affects the respective settings of all other cameras. For this purpose, first of all a calibration image is generated with this camera and, if necessary, positions and sharpening and exposure parameters are further optimized. If this camera is optimally adjusted, the corresponding parameters of the master camera are used to transfer them either directly to the other cameras depending on the parameters or using geometric relationships such as distances between the cameras and the object, including the lighting conditions u. ä. Corrections according to optimal parameters for the other cameras of the camera system to determine. This is in particular more favorable than working with external measuring systems, which are often only individual reference points for the Use parameter determinations to help and also do not offer the opportunity to optimize on a real image - such as the master camera - the focus and exposure parameters.

Eine Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist Mittel auf, die der Erfassung zumindest der Belichtungsparametereinstellungen der Master-Kamera und deren Übertragung auf jede Slave-Kamera. Im Sinne des bekannten Master-Slave-Prinzips sind alle jene Kameras der Vorrichtung Slave-Kamera, die den diskreten Einstellungen der Master-Kamera unbeeinflusst folgt. Dies werden regelmäßig alle anderen Kameras des Kamerasystems sein. Alternativ können z. B. für kleinere Objekte oder größere Kameraabstände auch gezielt eine kleinere Anzahl von Kameras als Slave-Kameras eingesetzt werden.A control device of the device according to the invention comprises means for detecting at least the exposure parameter settings of the master camera and transmitting them to each slave camera. In the sense of the known master-slave principle, all those cameras of the device are slave cameras which follow the discrete settings of the master camera uninfluenced. This will be regularly all other cameras of the camera system. Alternatively, z. B. for smaller objects or larger camera distances also targeted a smaller number of cameras are used as slave cameras.

Die Steuereinrichtung weist außerdem Mittel zur zeitlichen Ansteuerung aller Kameras und Mittel zum Auslesen der Bilder aller Kameras in die Steuereinrichtung auf. Die zeitliche Ansteuerung aller Kameras kann entweder zeitsynchron erfolgen oder mit definiertem zeitlichen Abstand. Bei beweglichen Objekten, die jedoch nicht in ihrer Bewegung festgehalten werden sollen, sondern eine Augenblicksaufnahme erzeugt werden soll, ist ein absolut zeitsynchrones Auslösen aller Kameras eine notwendige Voraussetzung, um mit der entsprechenden Bilderserie ein scharfes Lentikularbild erzeugen zu können. Andererseits können Eindrücke von Bewegung gezielt durch ein zeitversetztes Auslösen der Kameras erzeugt werden.The control device also has means for timing all cameras and means for reading the images of all cameras in the control device. Timing of all cameras can either be time-synchronized or with a defined time interval. In the case of moving objects, which are not to be held in their motion, but rather a momentary image is to be generated, an absolutely time-synchronized triggering of all cameras is a necessary prerequisite in order to be able to produce a sharp lenticular image with the corresponding image series. On the other hand impressions of movement can be generated deliberately by a time-delayed release of the cameras.

Das Auslesen der Bilder aller Kameras in die Steuereinrichtung erfolgt zur weiteren Auswertung und im Ergebnis zur Verwendung für die Erzeugung von Bildstreifen für ein dreidimensional wirkendes Bild mittels Lentikular-Technik.The reading out of the images of all cameras in the control device is carried out for further evaluation and as a result for use for the generation of image strips for a three-dimensional image by means of lenticular technology.

Darüber hinaus umfasst die Steuereinrichtung ein grafikfähiges Anzeigesystem, welches die grafischen Einzelanzeigen der Kameras zur Kontrolle der Einzelbilder jeder Kamera unterstützt. Alternativ oder ergänzend kann auch ein zentrales Anzeigesystem angeordnet sein. Z. B. kann eine an einem Computer animierte Darstellung aller Aufnahmen eines Shots vorgenommen werden, um den erzielbaren dreidimensionalen Effekt bereits vor einem Druck abschätzen zu können. Anhand der ausgelesenen und ordnungsgemäß zugeordneten Einzelaufnahmen können mittels eines Anzeigesystems die Einzelbilder, auch Bildpaare stereoskopisch dargestellt, Überlagerungen von zwei oder mehr Bildern zwecks Parallaxenkontrolle vorgenommen oder Bildsequenzen z. B. als GIF, Flasch oder Video angezeigt werden.In addition, the controller includes a graphics-capable display system that supports the individual graphic displays of the cameras to control the frames of each camera. Alternatively or additionally, a central display system can also be arranged. For example, a computer-animated representation of all recordings of a shot can be made in order to estimate the achievable three-dimensional effect even before printing. Based on the read and properly assigned individual shots, the individual images, including pairs of images stereoscopically shown overlays of two or more images made for the purpose of parallax control or image sequences z. Gif, bottle or video.

Zumindest das Erfassen der Schärfen- und/oder Belichtungsparametereinstellungen der Master-Kamera und deren Übertragung auf jede Slave-Kamera, die zeitliche Ansteuerung der Kameras und das Auslesen der Bilder aller Kameras und die Bildanzeige kann effektiv und sehr variabel mittels eines Datenverarbeitungsprogramms erfolgen, welches die Steuereinrichtung konfiguriert, diese Abläufe auszuführen.At least the capture of the focus and / or exposure parameter settings of the master camera and their transmission to each slave camera, the timing of the cameras and the reading of the images of all cameras and the image display can be done effectively and very variable by means of a data processing program, which Controller configured to perform these operations.

Darüber hinaus kann ein Datenverarbeitungsprogramm z. B. den Ablauf der Einzelbildgewinnung, der Einzelbildkorrektur, wie bei Bildverzerrungen, verbliebene Helligkeits-Bildschärfe- und Farbunterschiede, und der finalen dreidimensionalen Bilderzeugung steuern. Dies ermöglicht eine weitgehende Automatisierung einer qualitativ hochwertigen dreidimensionalen Bilderzeugung, nachdem die hierfür notwendigen Einstellungen über die Kalibrierbilder der Master-Kamera erzielt wurden.In addition, a data processing program z. For example, the sequence of frame acquisition, frame correction, image distortion, remaining brightness-sharpness and color differences, and final three-dimensional image generation control. This allows a high degree of automation of a high-quality three-dimensional image generation, after the necessary settings on the calibration images of the master camera have been achieved.

Die Steuereinrichtung ist üblicherweise als Mikroprozessorsystem ausgeführt. Dieses setzt sich zusammen aus den Mikroprozessoren der einzelnen Kameras, die die jeweils mit diesen Kameras gemachten Aufnahmen verarbeiten, sowie einem zentralen Mikroprozessor, über den die Aufnahmen der einzelnen Kameras zusammengeführt werden können. Während dieser zentrale Mikroprozessor in einer vorteilhaften Ausführung mit den Kameras dieses Kamerasystems auch während der Aufnahmen gekoppelt ist, ist jedoch auch ein während der Aufnahme nicht mit den Kameras gekoppelter zentraler Mikroprozessor denkbar, der nach den Bildaufnahmearbeiten mit den Kameras verbunden wird und die Bilddaten der einzelnen Kameras im Nachgang verarbeitet.The control device is usually designed as a microprocessor system. This consists of the microprocessors of the individual cameras, which process the recordings made with these cameras, as well as a central microprocessor, via which the recordings of the individual cameras can be merged. While this central microprocessor is coupled in an advantageous embodiment with the cameras of this camera system during the recording, but also during the recording not coupled with the cameras central microprocessor is conceivable, which is connected to the image recording work with the cameras and the image data of the individual Cameras subsequently processed.

Die Verwendung eines Mikroprozessorsystems als Steuereinrichtung ermöglicht es, ein Speichersystem zu nutzen, das die Speicherkarten der Kameras und einen Zentralspeicher umfasst, das sofortige Speichern der Bilder in den jeweiligen Aufnahmekameras und das gezielte Abfragen der Bilder, gesteuert durch eine festgelegte Abfragereihenfolge der Einzelspeicher der Kameras, zur Ablage der Bilder – sowie des daraus final erarbeiteten Lentikularbilds – in einem Zentralspeicher. Auch hier versteht sich, dass eine dauerhafte Kopplung der Einzelspeicher der Kameras mit dem Zentralspeicher zwar günstig ist, aber auch ein sequenzielles Arbeiten möglich ist. Somit effektiviert ein Mikroprozessorsystem die Bildaufnahme und weitere Bildbehandlung.The use of a microprocessor system as a control device makes it possible to use a storage system comprising the memory cards of the cameras and a central memory, the immediate storage of the images in the respective recording cameras and the specific interrogation of the images, controlled by a fixed polling order of the individual memories of the cameras, for filing the pictures - as well as the finally developed lenticular picture - in a central memory. Again, it is understood that a permanent coupling of the individual memory of the cameras with the central memory is indeed low, but also a sequential work is possible. Thus, a microprocessor system makes image acquisition and further image processing more effective.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiter ein Eingabesystem. Dieses ermöglicht direkte Parametereingaben, die zumindest für die Bedienung der Master- und die Parameter-Kamera zur Gewinnung der Kalibrieraufnahmen notwendig sind. Ergänzend können auch an den Slave-Kameras die Einstellungen über das Eingabesystem erfolgen. Die Parametereingabe ist für Master- und die Parameter-Kamera oder auch für alle Slave-Kameras zentral manuell oder automatisch möglich, wobei das Eingabesystem jede dieser Varianten unterstützen kann.The device according to the invention further comprises an input system. This allows direct parameter inputs, which are necessary at least for the operation of the master and the parameter camera to obtain the calibration recordings. In addition to the slave cameras, the Settings are made via the input system. The parameter input is possible manually or automatically centrally for master and the parameter camera or also for all slave cameras, whereby the input system can support each of these variants.

Entsprechend verschiedener Ausgestaltungen können über das Eingabesystem spezifische Systemparameter, Vorgaben zu den gewünschten Einstellungen der Kameras, Vorgaben zur Kopplung und zeitlichen Synchronisation, Parameter zum geometrischen Aufbau des Objektes, Zielparameter, die den Druck betreffen wie z. B. Parallaxe und Druckformat, Auflösung und verwendete Folie berücksichtigt werden.According to various embodiments, specific input system system parameters, specifications for the desired settings of the cameras, specifications for the coupling and timing synchronization, parameters for the geometric structure of the object, target parameters that affect the pressure such. As parallax and print format, resolution and film used are taken into account.

In Fällen, bei denen aufgrund der Objektgröße die einzelnen Kameras der erfindungsgemäßen Vorrichtung so nah zueinander positioniert werden müssten, dass der entsprechende Platz hierfür gar nicht ausreicht, ist es in einer besonderen Ausführungsvariante möglich, dass die Stelleinrichtungen zumindest einer, meist jedoch aller Slave-Kameras von Objektiv und Bildsensor der jeweiligen Kamera räumlich getrennt angeordnet sind.In cases where due to the object size, the individual cameras of the device according to the invention would have to be positioned so close to each other that the corresponding space is not sufficient for this, it is possible in a particular embodiment that the adjusting devices at least one, but usually all slave cameras are arranged spatially separated from the lens and image sensor of the respective camera.

Ergänzend oder alternativ können auch Mittel zum Umlenken von Licht zwischen Objektiv und Bildsensor zumindest einer, bevorzugt aller Slave-Kameras angeordnet sein, um die Anordnung der Objektive, die aufgrund des für eine Aufnahme optimalen Lichteinfalls stets einen Platzbedarf von einigen Zentimetern benötigen, zu spreizen. Die Eingänge dieser Mittel, z. B. Lichtleiter, können im Vergleich zu den Objektiven deutlich enger angeordnet werden.Additionally or alternatively, means for deflecting light between the objective and the image sensor of at least one, preferably all slave cameras may be arranged in order to spread the arrangement of the lenses, which always require a space of a few centimeters due to the optimal light incidence for a recording. The inputs of these funds, z. B. optical fiber, can be arranged much narrower compared to the lenses.

Ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbares Lentikularbild enthält wie oben dargelegt eine Vielzahl von sich periodisch abwechselnden, parallel zueinander versetzten Einzelbildstreifen. Diese Einzelbildstreifen sind Ausschnitte aus einer Serie von Einzelbildern, die mit den Kameras der beschriebenen Vorrichtung aufgenommen werden. Für die dreidimensionale Wirkung des Lentikularbilds ist es wichtig, dass die Reihenfolge der Einzelbildstreifen den Anforderungen des Druckverfahrens in der entsprechend richtigen Zuordnung erfolgt. Folglich ist insbesondere für das automatische Auslesen der Bilder aus allen Kameras eine vordefinierte Zuordnung von Bedeutung. Damit kann sowohl in die Reihenfolge der Einzelbilder eines Shots als auch in die richtige Reihenfolge bei mehreren aufeinander folgenden Shots reproduzierbar gestaltet werden.As can be seen above, a lenticular image achievable with the device according to the invention contains a multiplicity of periodically alternating, mutually offset, individual image strips. These frame strips are sections of a series of frames taken with the cameras of the described device. For the three-dimensional effect of the lenticular image, it is important that the order of the individual image strips meets the requirements of the printing process in the correspondingly correct allocation. Consequently, in particular for the automatic readout of the images from all cameras a predefined assignment of importance. Thus, both in the sequence of frames of a shot as well as in the correct order in several consecutive shots can be made reproducible.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Steuereinrichtung einen Datenspeicher umfasst, in welchem jeder Kamera eine separate Speichereinheit zugeordnet ist und wobei die Steuereinrichtung mittels des Datenverarbeitungsprogramms derart konfiguriert ist, dass nach jeder Aufnahme der Vorrichtung das Bild jeder Kamera in die zugehörige Speichereinheit auslesbar sind. Auf diese Weise ist sowohl eine Zuordnung sicher möglich als auch die automatische Weiterverarbeitung der Einzelbilder eines oder mehrerer Shots in der richtigen Reihenfolge für eine softwaregesteuerte Erzeugung des einen oder mehrerer Lentikularbilder.It proves to be advantageous if the control device comprises a data memory in which each camera is assigned a separate memory unit and wherein the control device is configured by means of the data processing program such that the image of each camera in the associated memory unit can be read out after each recording of the device. In this way, an assignment is certainly possible as well as the automatic further processing of the individual images of one or more shots in the correct order for a software-controlled generation of the one or more lenticular images.

Varianten in der optischen Wirkung sind auch mittels der Schärfen- und Belichtungsparameter erzielbar, wobei die dreidimensionale Wirkung des Lentikularbildes variiert oder verstärkt werden kann. So kann durch Variation der Schärfen- und Belichtungsparameter während einer Abfolge von Bildaufnahmen eines Shots die HDR-(High Dynamic Range)Fotografie auf die Lentikularfotografie angewendet werden, so dass bei geeigneter Darstellungstechnik ein dreidimensional wirkendes Bild zusätzlich die natürlich vorkommenden großen Helligkeitsunterschiede wiedergeben kann.Variants in the optical effect can also be achieved by means of the sharpening and exposure parameters, wherein the three-dimensional effect of the lenticular image can be varied or amplified. Thus, by varying the focus and exposure parameters during a sequence of image captures of a shot, HDR (High Dynamic Range) photography can be applied to lenticular photography, so that, with suitable imaging technique, a three-dimensional image can additionally reproduce the naturally occurring large brightness differences.

Zur Verbesserung der Bildqualität des Lentikularbildes kann sich in einer Periode Einzelbildstreifen reell erzeugter Bilder mit Einzelbildstreifen aus den jeweiligen Nachbarbildern errechneter Bilder ablösen. Dies vermindert die Sprünge zwischen zwei innerhalb einer Periode nebeneinanderliegenden Einzelbildstreifen.In order to improve the image quality of the lenticular image, it is possible in a period for individual image strips of real images with individual image strips to detach from the respective neighboring images of calculated images. This reduces the jumps between two frame strips adjacent to each other within a period.

Der dreidimensionale Effekt kann mit der beschriebenen Vorrichtung aufgrund der realen Erfassung der dreidimensionalen Situation des Objekts mittels Parameter-Kameras und der Parameterermittlung anhand dieser Erfassung gezielt beeinflusst werden. Zu diesem Zweck werden mit den Parameter-Kameras für die Einstellung aller Kameras zwei verschiedene Tiefen-Ebenen des Objekts definiert, die durch die Einstellungen der Kameras in Übereinstimmung gebracht werden oder getrennt bleiben können. Als Tiefenebene sollen solche vertikalen Ebenen bezeichnet werden, die parallel zur linearen Kameraanordnung verlaufen. Die erste Ebene ist die Schärfenebene, jene Ebene, in welcher das gemeinsame, scharf abgebildete Detail liegt. Die zweite Ebene ist durch einen Objektausschnitt definiert, welcher ebenfalls in einer Tiefenebene des Objekts liegt und bezogen auf die Kameras der Vorrichtung parallaxefrei ist. Diese Ebene soll nachfolgend als parallaxefreie Ebene bezeichnet sein.The three-dimensional effect can be influenced in a targeted manner with the described device on the basis of the real detection of the three-dimensional situation of the object by means of parameter cameras and the determination of parameters on the basis of this detection. For this purpose, the parameter cameras for setting all cameras define two different depth planes of the object, which can be matched by the settings of the cameras or kept separate. The depth plane is to be understood as meaning those vertical planes that run parallel to the linear camera arrangement. The first level is the focus plane, the plane in which the common, sharply imaged detail lies. The second plane is defined by an object detail, which is also located in a depth plane of the object and is parallax-free relative to the cameras of the device. This level should be referred to below as a parallax-free plane.

Wenn beide Ebenen übereinstimmen, kann bei einem Drehen des Lentikularbildes ein intensiver, gegebenenfalls auch scheinbar bewegter dreidimensionaler Effekt hervorgerufen werden, wie oben beschrieben. Rückt die Schärfenebene vor oder hinter die parallaxefreie Ebene, können über die gezielte Unschärfe weitere Effekte ergänzt werden.If both planes coincide, a turning of the lenticular image can cause an intense, possibly also seemingly moving, three-dimensional effect, as described above. If the focus plane is in front of or behind the parallax-free plane, additional effects can be added via the targeted blur.

Die erfindungsgemäße Lösung soll nun anhand eines Anwendungsbeispiels erläutert werden.The solution according to the invention will now be explained with reference to an application example.

1 zeigt in Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur dreidimensionalen Bilderzeugung, deren Kamerasystem elf auf einem Positionierungssystem 4 angeordnete einzelne Kameras 1, 2, 3 gleichen Typs enthält. Das Positionierungssystem 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schienensystem ausgebildet. Dabei wird die mittlere Kamera als Master-Kamera 1 verwendet, über die die zu verwendenden Schärfen- und Belichtungsparameter der anderen Kameras 2, 3, Slave-Kameras 2 genannt, bestimmt werden. Die Master-Kamera 1 ist im Ausführungsbeispile senkrecht zur Schiene des Positionierungssystems 4 auf das Objekt 5 ausgerichtet. Andere Ausrichtungen der Masterkamera sind möglich. Die äußerste rechte Kamera wird als Parameter-Kamera 3 verwendet, zur Ermittlung der Positionsparameter aller Kameras. 1 shows in plan view a device according to the invention for three-dimensional imaging, the camera system eleven on a positioning system 4 arranged single cameras 1 . 2 . 3 of the same type. The positioning system 4 is formed in the illustrated embodiment as a rail system. The middle camera is the master camera 1 used, over which the sharpening and exposure parameters of the other cameras to be used 2 . 3 , Slave cameras 2 be determined. The master camera 1 is in Ausführungsbeispile perpendicular to the rail of the positioning system 4 on the object 5 aligned. Other orientations of the master camera are possible. The far right camera is called a parameter camera 3 used to determine the positional parameters of all cameras.

Nach einer ersten Kalibrieraufnahme mit der Master-Kamera 1 und der daraus folgenden Bestimmung der Schärfen- und Belichtungsparameter und einer weiteren Kalibrieraufnahme mittels der Parameter-Kamera 3 mit den zuvor ermittleten Schärfen- und Belichtungsparametern. Zu diesem Zweck ist die Parameter-Kamera 3 auf ein als gemeinsames Detail 11 gemäß obiger Beschreibung geeigneten Punkt in einer Tiefenebene des Objekts 5 fokussiert und ausgerichtet, der auch bereits Fixpunkt 11 der ersten Kalibriermessung war. Ergibt jedoch die erste Kalibriermessung, dass das dafür angenommene Detail 11 nicht geeignet ist, wird ein dafür besser geeignetes Detail 11 festgelegt und/oder die laterale und Winkelposition zumindest der Parameter-Kamera 3 geändert sowie eine oder beide Kalibriermessungen wiederholt.After a first calibration recording with the master camera 1 and the consequent determination of the sharpening and exposure parameters and a further calibration recording by means of the parameter camera 3 with the previously determined focus and exposure parameters. For this purpose, the parameter camera 3 on as a common detail 11 as described above suitable point in a depth plane of the object 5 focused and aligned, which also already fixed point 11 the first calibration measurement was. However, the first calibration measurement yields that the detail assumed for it 11 is not suitable, is a more suitable for this detail 11 set and / or the lateral and angular position of at least the parameter camera 3 changed and one or both calibration measurements repeated.

Die Wiederholungen erfolgen gegebenenfalls so oft, bis ein geeignetes Detail des Objekts 5 bestimmt wurde und dafür die Schärfen- und Belichtungsparameter sowie die Positionsparameter ermittelt sind. Im Ergebnis können mit der Festlegung des Details 11 die Besonderheiten des aktuellen Objekts 5 in seiner Umgebung, d. h. die aktuelle Raumaufteilung, und die gewünschte dreidimensionale Wirkung für die eigentlichen Aufnahmen sehr variabel berücksichtigt werden.If necessary, the repetitions are repeated until a suitable detail of the object 5 was determined and for the sharpness and exposure parameters and the position parameters are determined. In conclusion, with the determination of the details 11 the peculiarities of the current object 5 in its environment, ie the current room layout, and the desired three-dimensional effect for the actual shots are considered very variable.

Die Positionsparameter ergeben sich aus den Winkelstellungen der Master-Kamera 1 in Relation zur Parameter-Kamera 3. Die Abstände der zwischen beiden angeordneten Slave-Kameras 2 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel gleichmäßig verteilt und ebenso die Winkeländerung. Andere Abstands- und Winkelverteilungen sind möglich. Anhand der Positionsparameter werden alle Slave-Kameras 2 auf der Schiene des Positionierungssystems 4 entsprechend in ihre Positionen verschoben und mit dem ermittelten Winkel auf das Objekt ausgerichtet. Auch die Parameter-Kamera 3 setzt die Reihe der Positionen der Slave-Kameras 2 fort und nutzt die Paramter der Master-Kamera 1, so dass die Parameter-Kamera 3 gleichzeitig auch eine Slave-Kamera 2 darstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht beschränkend werden spiegelbildlich zur Master-Kamera 1 weitere Slave-Kameras 2 auf dem Positionierungssystem 4 angeordnet, die in Zahl und Position den positionierten Slave-Kameras 2 und der Parameter-Kamera 3 entsprechen.The position parameters result from the angular positions of the master camera 1 in relation to the parameter camera 3 , The distances between the two arranged slave cameras 2 is evenly distributed in the illustrated embodiment and also the angle change. Other distance and angular distributions are possible. Based on the position parameters are all slave cameras 2 on the rail of the positioning system 4 moved accordingly in their positions and aligned with the determined angle to the object. Also the parameter camera 3 sets the series of positions of the slave cameras 2 and uses the parameters of the master camera 1 , so the parameter camera 3 at the same time a slave camera 2 represents. In the illustrated embodiment, but not limiting are mirror images of the master camera 1 additional slave cameras 2 on the positioning system 4 arranged in number and position the positioned slave cameras 2 and the parameter camera 3 correspond.

Im Anschluss wird eine Serie von elf Bildern durch die elf Kameras K1 bis K11 unter Verwendung der optimalen Schärfen- und Belichtungsparameter aufgenommen, wobei in diesem Fall die Auslösung der einzelnen Kameras absolut synchron erfolgt. Diese Bilder werden zunächst auf der Speicherkarte jeder einzelnen Kamera gespeichert und dann mittels eines Datenverarbeitungsprogramms der Steuereinrichtung 6 über eine entsprechende Kopplung 10 in festgelegter Reihenfolge an einen zentralen Datenspeicher 7 der Steuereinrichtung 6 weitergegeben oder, im Falle von Systemkameras, sofort an die Steuereinheit übertragen.Subsequently, a series of eleven pictures are taken by the eleven cameras K1 to K11 using the optimum focus and exposure parameters, in which case the triggering of the individual cameras takes place absolutely synchronously. These images are first stored on the memory card of each individual camera and then by means of a data processing program of the control device 6 via a corresponding coupling 10 in fixed order to a central data store 7 the control device 6 passed on or, in the case of system cameras, immediately transmitted to the control unit.

Die Bearbeitung der Einzelbilder und die Erzeugung des Lentikularbildes erfolgt mittels der Steuereinrichtung 6. Das Gesamtbild, das Grundlage eines späteren Lentikularbilds werden soll, kann auf dem zentralen Anzeigesystem 8 beurteilt werden, da letzteres über ein entsprechendes Programm verfügt, das die Anzeige in Einzelstreifen und die Aktivierung von darüber befindlichen Streifenmasken und/oder die oben beispielhaft genannten Visualisierungsformen zum Zweck der Datenkontrolle und Datenauswertung steuert.The processing of the individual images and the generation of the lenticular image by means of the control device 6 , The overall picture, which is to become the basis of a later lenticular image, can be displayed on the central display system 8th since the latter has a corresponding program which controls the display in individual strips and the activation of strip masks located above them and / or the visualization forms mentioned above by way of example for the purposes of data control and data evaluation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Master-KameraMaster camera
22: Slave-KameraSlave camera
33: Parameter-KameraParameter camera
44: Positionierungssystempositioning system
55: Objektobject
66: Steuereinrichtung,Controller,
77: Datenspeicherdata storage
88th: Anzeigesystemdisplay system
99: Eingabesysteminput system
1010: Kopplung der Einzelkameras an SteuereinrichtungCoupling of the individual cameras to the control device
1111: Detaildetail
1212: Schwenkachseswivel axis
2020: Papiersubstratpaper substrate
2121: EinzelbildstreifenFrame strips
2222: Lentikularlinsenlenticular

Claims

Device for generating three-dimensional images containing the following subsystems: - a camera system that has more than two cameras ( 1 . 2 . 3 ), in each case with image sensor and with a lens, - a positioning system ( 4 ) for moveable support and positioning of the cameras ( 1 . 2 . 3 ) of the camera system, so that each camera ( 1 . 2 . 3 ) on the positioning system ( 4 ) is displaceable, - whereby one of the cameras master camera ( 1 ) for the settings of the focus and / or exposure parameters of the one or more slave cameras ( 2 ) and another camera together with the master camera ( 1 ) Parameter camera ( 3 ), to determine the positioning of the slave cameras ( 2 ), - a control device ( 6 ) with means, in particular a data processing program, for recording the focus and exposure parameter settings of the master camera ( 1 ) and their at least partial transmission to each slave camera ( 2 ), with means for timing all cameras ( 1 . 2 . 3 ) and means for reading the images of all cameras ( 1 . 2 . 3 ) into the control device ( 6 ) and with a display system ( 8th ) for displaying the recorded images and - an input system ( 9 ) for parameter input and for the operation of the cameras ( 1 . 2 . 3 ).

Apparatus according to claim 1, wherein the cameras ( 1 . 2 . 3 ) in a linear arrangement by the positioning system ( 4 ) being held.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein each camera ( 1 . 2 . 3 ) about at least one perpendicular to the optical axis pivot axis ( 12 ) is pivotable.

Apparatus according to claim 3, wherein the pivot axis of at least one of the cameras ( 1 . 2 . 3 ) passes through their parallax-free optical point.

Device according to one of the preceding claims, wherein the input system ( 9 ) a separate component of the device or a component of the control device ( 6 ).

Device according to one of the preceding claims, wherein means for the time-synchronized triggering of all cameras ( 1 . 2 . 3 ) or to trigger with a defined time interval of all cameras ( 1 . 2 . 3 ) of the camera system.

Device according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 6 ) is configured by means of the data processing program such that the images are stored according to a predefined assignment to one of the cameras ( 1 . 2 . 3 ) are readable.

Apparatus according to claim 7, wherein the control device ( 6 ) a data memory ( 7 ) in which each camera ( 1 . 2 . 3 ) is assigned a separate memory unit and wherein the control device ( 6 ) is configured by means of the data processing program such that after each recording of the device the image of each camera ( 1 . 2 . 3 ) are readable in the associated memory unit.

Device according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 6 ) is configured by means of the data processing program such that errors in the image of at least one camera ( 1 . 2 . 3 ), which are caused by incorrect positioning and / or erroneous sharpening and exposure parameters, are computationally correctable.

Device according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 6 ) is configured by means of the data processing program such that a sequence of image recordings of the device with varying sharpening and exposure parameters can be recorded.

Device according to one of the preceding claims, wherein at least one slave camera ( 2 ) Comprises means for deflecting light to the lens of the camera and / or between the lens and the image sensor of the camera.

Device according to one of the preceding claims, wherein all cameras ( 1 . 2 . 3 ) are aligned and adjusted to an object, so that each camera ( 1 . 2 . 3 ) sharply images the same detail of the object which is in a plane parallel to the linear camera array, designated as a sharpness plane, and so that for each camera an object section in a common, called parallaxefrei, plane of the object is parallax-free, wherein the focal plane and the parallax-free plane coincide or not.

Device according to one of claims 3 to 12, wherein each camera ( 1 . 2 . 3 ) relative to each camera adjacent to it ( 1 . 2 . 3 ) is aligned with an angle on the object which, with a maximized image overlap of all cameras ( 1 . 2 . 3 ) ensures a maximized geometric utilization of all image sensors.