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Die vorliegende Beschreibung betrifft eine Vorrichtung mit einer intelligenten drehbaren, beweglichen sowie steuerbaren Beleuchtungseinheit z. B. für die 1D-, 2D-, 3D-, 360°-, sowie eine x-y-, z-Koordinaten Erfassung von Objekten.
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Aufgrund der technischen Entwicklungen in Bezug auf die möglichst realitätsgetreue Darstellung von Objekten im Bereich der Unterhaltung, der Schulung, der Präsentation und Werbung, der Forschung und Untersuchung und der industriellen Produktion, das heißt im Bereich der „virtual reality” und der „augmented reality”, besteht die Notwendigkeit reale Objekte für die weitere Bearbeitung und Präsentation derart zu digitalisieren, dass Objekte welche beispielsweise dreidimensional dargestellt werden und über mehrere Ansichtsachsen betrachtet werden können. Hierfür ist eine möglichst qualitativ hochwertige Erfassung der Objekte notwendig. Bei einer dreidimensionalen oder auch bei einer 360°-Objekterfassung kommt es häufig zu Reflexionen bzw. Schattenbildung auf der Objektoberfläche, bedingt durch eine statische Beleuchtungseinheit die bei der Erfassung verwendet wird. Mit Hilfe dieser, sich parallel zum z. B. Scantisch oder anderen erfindungsgemäßen Erfassungsplatz mitdrehenden Beleuchtungseinheit, wird für jeden Erfassungswinkel eine identische Ausleuchtung des Objekts erreicht und somit entfällt das anschließende Retuschieren von Schattenwürfen oder Reflektionen, was den Erfassungsvorgang qualitativ hochwertiger, zeitsparender und somit wirtschaftlicher gestaltet.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es eine reproduzierbare, für jeden Erfassungswinkel identische, Beleuchtung eines Objekts, welches auf einer drehbaren Ablage bzw. Vorrichtung wie zum Beispiel einem Scantisch oder anderen erfindungsgemäßen Erfassungsplatz platziert wird.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei der anschließenden 3D- oder 360°-Erfassung des Objekts, welches auf einer drehbaren Ablage bzw. Vorrichtung oder Erfassungsplatz wie zum Beispiel einem Scantisch platziert wird, die Beleuchtungseinheit parallel zum Scantisch mitgedreht wird. Durch diese neuartige Beleuchtungsvariante kann für jeden verwendeten Erfassungswinkel eine identische Beleuchtung des Objekts reproduzierbar generiert und somit das Auftreten von Reflektionen oder Schattenwürfen auf der Objektoberfläche unterbunden werden.
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Beispielhafte Anwendung der Erfindung
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Ein Beispiel betrifft eine Vorrichtung mit einer intelligenten drehbaren, beweglichen sowie steuerbaren Beleuchtungseinheit z. B. für die 1D-, 2D-, 3D-, 360°-, sowie eine x-y-, z-Koordinaten Erfassung von Objekten mit den Schritten:
- – Bereitstellen einer drehbaren Vorrichtung oder Ablage z. B. Scantisch für das Platzieren des Objekts z. B. für die 3D- und/oder 360°-Erfassung
- – mittiges Platzieren des zu erfassenden Objektes auf dem z. B. Scantisch
- – bereitstellen der Vorrichtung mit einer drehbaren Beleuchtungseinheit, bestehend u. a. aus mehreren Blitzlicht- und anderen Lichtquellen, welche parallel z. B. zum Scantisch mitgedreht wird und somit für jeden Drehwinkel eine identische Ausleuchtung des Objektes generiert, die z. B. oberhalb des Objekts montiert wird
- – bereitstellen eines Erfassungssystems, hierfür können alle, für eine optische Erfassung jeglicher Art, geeigneten Erfassungssysteme wie z. B. eine Digitalkamera verwendet werden
- – die Erfassung des Objekts mittels des verwendeten Erfassungssystems und abspeichern der erzeugten Daten auf dem integrierten Speicher der z. B. Digitalkamera oder einem anderen Speicher bzw. Speichervolumen
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Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung einer drehbaren Beleuchtungsvorrichtung, bestehend u. a. aus mehreren Blitzlicht- und Lichtquellen, z. B. für die 3D- und 360°-Erfassung von Objekten, parallel zu dem z. B. Scantisch gedreht und auch auf die gewünschte Entfernung zum Objekt eingestellt. Im Gegensatz zu einer statischen, um den z. B. Scantisch angeordneten, Beleuchtungseinheit, kann somit für jeden Erfassungswinkel eine reproduzierbar identische Beleuchtung des zu erfassenden Objekts generiert werden um somit auftretende Reflektionen oder auch Schattenwürfe zu verhindern.
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Jedes Objekt bzw. jeder zu beleuchtende Körper erfordert eine individuelle Einstellung der Beleuchtungsvorrichtung um eine reflektions- und schattenfreie Ausleuchtung zu gewährleisten. Zusätzlich kann eine Ab- und Zuschaltung einzelner Lichtquellen bzw. diese jeweils mit unterschiedlichen Lichtwerten zu betreiben erforderlich sein. Alle Parameter der Beleuchtungsvorrichtung wie z. B. Lichtfarbe, Lichtintensität der einzelnen Lichtquellen, sowie deren jeweilige Position können erkannt bzw. ausgelesen, in Profilen gespeichert oder registriert und jeder Zeit erneut eingelesen bzw. eingestellt werden, um so bei wiederholten Erfassen und Einscannen eines Objekts eine identische Beleuchtung zu generieren und damit eine absolute Wiederholgenauigkeit von Aufnahmen in Ihrem fotorealistischen Qualitätsanspruch zu gewährleisten.
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Die Erfassung des Objekts erfolgt mittels einer Erfassungseinrichtung wie z. B. einer Digitalkamera oder anderem Erfassungsgerät, welche vor dem z. B. Scantisch oder anderen erfindungsgemäßen Erfassungs- oder Aufnahmeplatz auf Objekthöhe positioniert ist. Die Steuerung der Erfassungseinrichtung, sowie die Anschließende Speicherung der erzeugten Daten werden von einer zentralen Steuerungseinheit z. B. einem Computer oder Platine durchgeführt.
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Die Einzigartigkeit der Erfindung ist die parallele Mitbewegung und Abstandskontrolle der flexiblen Beleuchtungseinrichtung zu dem drehbaren oder statischem z. B. Scantisch. Die Erfindung zeichnet sich durch die gleichmäßige Beleuchtung des zu erfassenden Objektes aus welches eine Erfassung in optimaler Fotoqualität ermöglicht.
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Eine Neuheit der Erfindung verdeutlicht ein Beispiel, indem eine Person in einem Raum steht und aus verschiedenen Perspektiven fotografiert werden soll. Im Normalfall bewegt sich die Person und richtet sich in jeder Pose zu der Kamera des Fotografen und der Beleuchtung des Settings. Mit Hilfe dieser Erfindung kann ein Fotograf oder eine technische Einrichtung frei um die zu erfassende Person, oder das zu erfassende Objekt herum Aufnahmen gestalten, in dem z. B. ein Model auf dem z. B. Scantisch oder anderen erfindungsgemäßen Erfassungs- oder Aufnahmeplatz stehend, gedreht und automatisch erfasst wird während es reflektions- und schattenfrei ausgeleuchtet wird. Mit Hilfe der Erfindung ist es ebenfalls möglich z. B. den Knochenaufbau bzw. die Wachstumsentwicklung von z. B. Kindern zu überwachen und zu kontrollieren indem in, einem vom Arzt festgelegten Zeitraum, regelmäßig Erfassungen des Kindes oder der Person durchgeführt werden und diese anschließend analysiert werden können.
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Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung können ebenfalls unkontrollierte Bewegungen des Objekts mit Hilfe einer Vorrichtung erkannt und korrigiert werden, was zu einer besseren Erfassungsqualität, insbesondere bei z. B. lebenden Objekten wie z. B. Tieren, führt. In diesem Falle verändert sich die Beleuchtungsvorrichtung automatisch, sobald das zu erfassende Objekt oder die Erfassungseinrichtung seine jeweilige Position (automatisch) verändert, sodass die erfindungsgemäße Ausleuchtung erreicht wird. Die jeweiligen Stellparameter und Daten der Vorrichtung können abgespeichert bzw. registriert und jederzeit im Einzelnen oder als Profil wieder geöffnet bzw. eingestellt werden.
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Ebenfalls kann eine kontrollierte Bewegung, z. B. bei der Erfassung eines Snowboarders der sein Snowboard in die Höhe hält, als Vorgang ebenfalls erfasst und anschließend in eine dreidimensionale animierte Darstellung am Computer, in jedem Video, Bild oder Darstellungsformat gewandelt werden und digital, holografisch oder mittels eines anderer Darstellungsverfahren oder Anzeigemedien erfindungsgemäß angezeigt, projiziert oder generiert werden.
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Des Weiteren kann eine dreidimensionale bzw. 360°-Erfassung ohne die Drehung des Objektes erzeugt werden. Es ist ebenfalls möglich die mindestens eine Erfassungsvorrichtung um das Objekt zu drehen. Bei der Erfassung von z. B. Autos ist die Erfassungsvorrichtung erfindungsgemäß rechteckig um das zu erfassende Auto angeordnet.
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Eine Anwendung der Erfindung ist, z. B. im Rahmen der Qualitätssicherung des produzierenden Gewerbes, hier insbesondere die Integration in eine Produktionslinie. So kann für jedes Produkt ein Profil mit den einzelnen Beleuchtungseinstellungen erstellt werden und während der laufenden Produktion geöffnet werden, sodass eine erfindungsgemäße Ausleuchtung z. B. für die automatische optische Inspektion (eng. automated optical inspection, AOI), die z. B. bei der Leiterplatinenbestückung, erreicht wird.
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Die Beleuchtungseinheit kann auch auf einem verfahrbaren System, wie z. B. ein Schienensystem, montiert werden, welches wiederum beispielsweise schneckenförmig z. B. unter der Decke eines Saals für Veranstaltungen, eines Stadions oder über einer Rennbahn jeglicher Art montiert sein kann, um dort jeweils bewegte Objekte wie z. B. einzelne Menschen, Musikbands, Autos oder Produkte reproduzierbar erfindungsgemäß auszuleuchten und bei Bedarf dementsprechend zu erfassen.
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Das erfindungsgemäße Ergebnis wird also durch die Bewegung der Lichtquellen über oder unter Objekt montiert, oder durch die Bewegung der (ggf. beweglichen oder unbeweglichen) Erfassungsvorrichtung welche über, unter oder auf Objekthöhe montiert sein kann, erreicht.
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Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsforme der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert. Einzelne Merkmale der gezeigten bevorzugten Ausführungsform können zu weiteren bevorzugten Ausführungsformen kombiniert werden. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines schematischen Aufbaus einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer drehbaren Beleuchtungseinheit für die 3D- und 360°-Erfassung von Objekten
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Die 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung mit einer drehbaren Beleuchtungseinheit für die 3D- und 360°-Erfassung von Objekten (1).
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Gezeigt ist das zu erfassende Objekt (3) welches auf einer drehbaren Vorrichtung, z. B. Drehtisch oder Scantisch oder eines anderen erfindungsgemäßen Erfassungs- oder Aufnahmeplatz (2) platziert ist. Oberhalb ist die ebenfalls drehbare Vorrichtung mit einer Beleuchtungseinheit (4) bestehend u. a. aus mindestens einer Lichtquelle und z. B. Blitzquelle (5). Neben dem Aufbau ist das Erfassungssystem z. B. eine Digitalkamera so positioniert, dass damit z. B. eine 360°- oder 3D-Erfassung des Objektes ermöglicht werden kann und die jeweils erzeugten Daten sowie alle Beleuchtungsparameter auf der Steuer- und Speichereinheit z. B. einem Computer, einer Platine oder eines Speicher oder Speichervolumen (7), was ebenfalls in der Erfassungsvorrichtung integriert sein kann, gespeichert bzw. registriert werden können.
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Die Steuereinheit übernimmt ebenfalls die Aufgabe der parallelen Ansteuerung von (2) und (4). Diese müssen parallel angesteuert werden und sich dementsprechend auch parallel drehen, damit für jeden Erfassungswinkel eine identische Objektausleuchtung generiert werden kann, über das Öffnen der zuvor erzeugten Profile kann dies jederzeit reproduziert werden, sodass identische oder ähnliche Objekte erfindungsgemäß vorteilhaft gleich beleuchtet werden um dadurch eine Erfassung in hochwertiger Fotoqualität zu ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung mit einer intelligenten drehbaren, beweglichen sowie steuerbaren Beleuchtungseinheit z. B. für die 1D-, 2D-, 3D-, 360°-, sowie eine x-y-, z-Koordinaten Erfassung von Objekten
- 2
- Drehbare oder auch nicht drehbare Vorrichtung zur Objektplatzierung, hier exemplarisch ein Scantisch
- 3
- Zu erfassendes Objekt
- 4
- Drehbare Vorrichtung mit einer Beleuchtungseinheit bestehend u. a. aus mindestens einer Lichtquelle und z. B. Blitzquelle
- 5
- Exemplarisch gezeigte Licht- bzw. Blitzquelle
- 6
- Erfassungssystem z. B. Digitalkamera
- 7
- Steuer- und Speichereinheit z. B. ein Computer, eine Platine oder ein Speicher oder Speichervolumen, welche(s) auch in der Erfassungsvorrichtung integriert sein kann
