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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Kameravorrichtung für statische oder Videoaufnahmen, welche von einem kugelförmigen Gehäuse oder einer kugelförmigen Schale umschlossen ist, sodass die Vorrichtung in einem gewissen Ausmaß rollen oder sich drehen und dabei in der Bewegung Bilder oder Videos aufnehmen kann. Aufgrund ihres kleinen flachen Bodens kann die Vorrichtung jedoch auch still auf einem Tisch oder auf dem Boden stehenbleiben, falls dies erforderlich ist.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Hier sind
US 20130210563 und die Ricoh Theta S Kamera als Beispiele zu nennen. Insbesondere werden mit
US 20130210563 konventionelle kugelförmige Kameras bereitgestellt, die dazu konstruiert wurden, in eine Flugbahn in der Luft geworfen oder ausgeworfen zu werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung geht zunächst davon aus, dass es, obwohl die Kugelform für eine Kameravorrichtung, insbesondere eine 360-Grad-Kameravorrichtung, mehrere Vorteile bietet, ein Problem darstellt, ein vollständig kugelförmiges Objekt ohne andere Fixierungs- oder Stützvorrichtungen, beispielsweise einem Stativ, in einer Position zu fixieren und es somit schwierig ist, mit herkömmlichen kugelförmigen Kameras stabile Bilder oder Videos aufzunehmen. Es ist auch nicht praktikabel, vom Benutzer zu verlangen, neben der Kamera auch stets ein Stativ mit sich zu führen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung und als Reaktion auf den oben beschriebenen Bedarf ist eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem im Wesentlichen kugelförmigen Gehäuse und mindestens zwei Kameras ausgestattet. Verglichen mit einer vollständigen Kugelform (d. h., wie durch den Stand der Technik gelehrt), wird mit der vorliegenden Erfindung eine kleine, flache Schnittfläche am kugelförmigen Gehäuse als Boden vorgesehen. Zwar wird durch die flache Schnittfläche eventuell eine nicht vollkommene aerodynamische Leistung hervorgerufen, wie sie durch
US 20130210563 des Standes der Technik vermieden werden soll, doch die hier dargestellte Aufnahmevorrichtung weist Vorteile auf, da sie mit ihrem flachen Boden still auf einem Tisch steht, und zwar ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Fixierungs- oder Stützvorrichtungen. Durch diesen Vorteil wird der Benutzer in hohem Maße angeregt, die hier dargestellte Bildaufnahmevorrichtung im täglichen Leben oder ad hoc zu verwenden, da er kein Stativ mit sich tragen muss.
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Da der flache Boden jedoch relativ klein ist, wodurch die hier dargestellte Bildaufnahmevorrichtung im Großen und Ganzen immer noch einer Billardkugel ähnelt, kann sie die sich durch die Kugelform bietenden Vorteile beibehalten. Beispielsweise könnte die vorliegende Bildaufnahmevorrichtung mit ihrer Kugeloberfläche gerollt oder gedreht werden, während sie, je nach Ausstattung mit einer oder mehreren Kameras, Bilder aufnimmt, was unter Umständen bei der Erzeugung von 360-Grad-Bildern oder -Videos von Vorteil ist.
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Um eine geringere Abweichung von der kugelförmigen Oberfläche zu erzielen, kann bei der vorliegenden Erfindung gemäß einem anderen Aspekt die Fläche des flachen Bodens gut ausgenutzt werden. Beispielsweise könnten an der flachen Bodenfläche I/O-Daten-Ports oder elektrische Kontakte für das Aufladen mit Strom angeordnet sein. Dies ist auch im Hinblick auf die Herstellung einfacher. Des Weiteren könnten Befestigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Verbindungslöcher, Nuten oder magnetische Verbindungsstücke, an dem flachen Boden oder um diesen herum vorgesehen sein, sodass die hier dargestellte Bildaufnahmevorrichtung, wenn nötig, noch auf beispielsweise einem Dreibeinstativ oder an einer Kühlschranktür befestigt werden könnte.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Bildaufnahmevorrichtung:
- – ein im wesentlichen kugelförmiges Gehäuse, wobei das Gehäuse einen flachen Boden aufweist, so dass die Bildaufnahmevorrichtung mit der flachen Unterseite auf einer ebenen Fläche stillstehen kann, und die Fläche des flachen Bodens kleiner ist als 1/4 oder vorzugsweise kleiner ist als 1/9 des größten Querschnitts des Gehäuses; und
- – zwei Kameras, die über dem flachen Boden und im Wesentlichen einander gegenüberliegend in dem Gehäuse angeordnet und im Wesentlichen waagerecht zu dem flachen Boden ausgerichtet sind. Optional weisen die beiden Kameras jeweils eine Fischaugenlinse bzw. ein Fischaugenobjektiv (beide im Folgenden nur als Fischaugenobjektiv bezeichnet) auf und die Summe aus den Sichtfeldern der beiden Kameras beträgt mindestens 360°. Jedes Fischaugenobjektiv hat beispielsweise ein Sichtfeld von 190°.
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Die folgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist die Vorderansicht der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist die Rückansicht der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ist die linke Ansicht der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ist die rechte Ansicht der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ist die Draufsicht auf die Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ist die Unteransicht der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7–10 sind die perspektivischen Ansichten der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aus verschiedenen Winkeln.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 und 2 zeigen die Vorderansicht bzw. die Rückansicht der Bildaufnahmevorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, während 3 und 4 die linke Ansicht bzw. die rechte Ansicht der Bildaufnahmevorrichtung 10 zeigen. Man beachte, dass in dieser besonderen Ausführungsform die Vorderansicht und die Rückansicht im Wesentlichen gleich sind, und die linke und rechte Ansicht sind im Wesentlichen ebenfalls identisch. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Anders formuliert, könnten in anderen Ausführungsformen die Vorderansicht und die Rückansicht unterschiedlich sein, und die linke und die rechte Ansicht könnten unterschiedlich sein.
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Wie in den 1–4 gezeigt, weist die Bildaufnahmevorrichtung 10 ein im Wesentlichen kugelförmiges Gehäuse 11 und zwei Kameras 20 auf. Insbesondere hat das Gehäuse 11 einen flachen Boden 12, und zwei Kameras 20 sind über dem flachen Boden 12 und im Wesentlichen einander gegenüber im Gehäuse angeordnet. Wie gezeigt, ist das Gehäuse 11, abgesehen von dem flachen Boden 12, im Wesentlichen durch eine glatte Kugeloberfläche gebildet, die es der Bildaufnahmevorrichtung 10 ermöglicht, wie eine Billardkugel zu rollen oder sich wie eine Billardkugel zu drehen. Die Fläche des flachen Bodens 12 ist kleiner als 1/4, vorzugsweise kleiner als 1/9 des größten Querschnitts des Gehäuses 11. Man beachte ferner, dass der flache Boden 12 eine runde Kante aufweist, wie dargestellt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
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In dieser Ausführungsform sind zwei identische Kameras 20 vorgesehen, in anderen Ausführungsformen können die Kameras aber auch unterschiedlich sein. Beispielsweise könnten sie unterschiedliche maximale Auflösungen oder ein unterschiedliches Sichtfeld aufweisen. Vorzugsweise weist jede Kamera 20 ein Fischaugenobjektiv 22 oder eine Weitwinkellinse bzw. ein Weitwinkelobjektiv (Letztere nachfolgend nur als Weitwinkelobjektiv bezeichnet) auf. Falls die Kameras 20 kein Weitwinkelobjektiv aufweisen oder nur eine Kamera 20 verwendet wird, könnte(n) die Kamera(s) 20 eine Reihe von Bildern aus unterschiedlichen Perspektiven aufnehmen, während die Bildaufnahmevorrichtung 10 rollt oder sich dreht, so dass durch ”Stitching”-Bearbeitung dennoch ein 360-Grad-Bild erhalten werden kann.
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Hingegen weist bei der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die Bildaufnahmevorrichtung 10 mit genau zwei Kameras 20 ausgestattet ist, jede Kamera 20 ein Fischaugenobjektiv 22 mit einem Sichtfeld von 190 Grad auf; die Kameras weisen in entgegengesetzte Richtungen und im Wesentlichen waagerecht zu dem flachen Boden 12. Zusammen erzielen die beiden Kameras 20 ein Gesamtsichtfeld von mehr als 360 Grad ohne die Notwendigkeit des Rollens oder Drehens der Bildaufnahmevorrichtung 10. Daher könnte, auch wenn die Bildaufnahmevorrichtung 10 still steht (d. h. sich nicht dreht oder rollt), ein 360-Grad-Bild oder -Video durch ein Stitching der separat von den beiden Kameras 20 aufgenommenen Bilder erhalten werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist und dass die hier dargestellte Bildaufnahmevorrichtung in anderen Ausführungsformen noch mehr Kameras, zum Beispiel 4 Kameras, aufweisen kann.
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Da die Bildaufnahmevorrichtung 10 für eine Roll- oder Drehbewegung konzipiert ist, können die Kameras 20, wie in den 3 und 4 dargestellt, transparente Objektiv- bzw. Linsenabdeckungen 24 (beide nachfolgend nur als Objektivabdeckung bezeichnet) zum Schutz des Objektivs bzw. der Linse 22 aufweisen. Die Objektivabdeckung 24 kann kratzfest und/oder, wenn Kratzer aufgetreten sind, austauschbar sein. In einer Ausführungsform kann die Objektivabdeckung 24 eine gekrümmte Fläche zur Anpassung an die kugelförmige Oberfläche des Gehäuses 11 aufweisen, wie in den 3 und 4 gezeigt. Jedoch kann aufgrund von optischen Erwägungen die Objektivabdeckung 24 stärker oder weniger stark gekrümmt sein als die kugelförmige Oberfläche des Gehäuses 11.
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Die Bildaufnahmevorrichtung 10 kann Statusanzeigeeinrichtungen 18 auf dem Gehäuse 11 aufweisen, wie in den 3 und 4 dargestellt, um dem Benutzer den Betriebszustand anzuzeigen. Die Statusanzeigeeinrichtung 18 kann auch nur eine kleine LED sein, sodass sie im Hinblick auf die kugelförmige Oberfläche des Gehäuses 11 nicht nachteilig ist. Alternativ dazu kann die kleine LED durch eine LCD- oder LED-Anzeige (nicht gezeigt) ersetzt werden, wenn dem Benutzer mehr Daten angezeigt werden sollen. In einem solchen Fall wird zur Anpassung an die kugelförmige Oberfläche des Gehäuses ein gekrümmter Bildschirm bevorzugt.
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Wie in den 1–4 gezeigt, können für die Montage Ringe 26 auf dem Gehäuse vorgesehen sein, welche die Linse bzw. das Objektiv 22 und die Objektivabdeckung 24 umgeben. Vorzugsweise bildet der Ring 26 einen Teil einer Antenne. Diese Anordnung ist hilfreich, wenn die Bildaufnahmevorrichtung 10 die Möglichkeit der drahtlosen Kommunikation bietet aber ein Metallgehäuse 11 aufweist, durch das die Freiheit der Antennenkonstruktion aufgrund der Abschirmung und aufgrund von Interferenzen eingeschränkt ist. Bei Verwendung des freiliegenden Rings 26 können bei der Antenne, verglichen mit einer vollständig in dem Gehäuse eingebetteten Antenne 11, weniger Abschirmung und Interferenzprobleme auftreten.
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Nachfolgend wird auf 6 Bezug genommen, in welcher der Boden 12 detaillierter dargestellt ist. Wie gezeigt, sind Verbindungsnuten 13 oder ähnliche Verbindungsöffnungen (nicht gezeigt) an der Unterseite 12 vorgesehen und könnten dazu verwendet werden, ein Stativ (nicht gezeigt) anzuschließen. Es wird darauf hingewiesen, dass, in einer nicht dargestellten Ausführungsform, die Nuten 13 auch direkt über dem flachen Boden 12 angeordnet sein können. Alternativ hierzu ist an dem Boden 12 ein magnetisches Verbindungsstück 15 vorgesehen, das zur Befestigung an einem Metallgegenstand oder an einem anderen magnetischen Verbindungsstück (beide nicht gezeigt) in einer leicht lösbaren Weise verwendet werden kann. An dem Boden 12 sind elektrische Kontakte 14 vorgesehen, die als I/O-Daten-Ports oder für das Aufladen mit Strom verwendet werden können.
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Ferner ist in 5 ein Schaltknopf 17 dargestellt, der sich an der Oberseite der Bildaufnahmevorrichtung 10 befindet. Über den Schaltknopf 17 kann der Benutzer die Bildaufnahmevorrichtung 10 steuern. Insbesondere ist für den Benutzer, dann wenn die Bildaufnahmevorrichtung 10 mit dem Boden 12 auf einem Tisch (nicht gezeigt) stillsteht, die Lage des Schaltknopfes 17 gegenüber dem Boden 12 beim Hinunterdrücken des Knopfes hilfreich sein, um nicht versehentlich eine ungewollte horizontale Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung 10 zu verursachen. Der Knopf 17 kann zur Anpassung an die Kugelfläche des Gehäuses 11 eine gekrümmte Oberfläche aufweisen.
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7–10 sind perspektivische Ansichten der Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aus verschiedenen Winkeln und sind zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
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Als ein Beispiel für die hier dargestellte Bildaufnahmevorrichtung kann die Luna-Kamera, konstruiert von MEMORA Inc., genannt werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Luna-Kamera beschränkt ist.
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Wie beispielsweise im Falle der Luna-Kamera wird der Fachmann in der Lage sein zu erkennen, dass die hier dargestellte Bildaufnahmevorrichtung mit nur 3 bis 7 cm Durchmesser und einem Gewicht von nur wenig mehr als 180 g umgesetzt werden könnte. Sie könnte auch Wi-Fi-fähig sein, um es dem Benutzer zu ermöglichen, auf seinem/ihrem Smartphone 360°-Aufnahmen interaktiv in der Vorschau anzuzeigen, diese sofort und drahtlos auf seinen/ihren Geräten zu speichern, in sozialen Medien zu teilen und sogar ein Live-Streaming von Momenten in 360° durchzuführen. Mit bestimmtem Zubehör und mobilen Applikationen kann sich der Benutzer die Videos auch als immersive virtuelle Realität ansehen.
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In einer nicht dargestellten Anwendung umfasst eine Bildaufnahmevorrichtung:
- – ein im Wesentlichen kugelförmiges Gehäuse, das dazu geeignet ist, auf einer Fläche oder dem Boden gerollt zu werden, wobei das Gehäuse aus abriebbeständigen Materialien hergestellt ist, das Gehäuse wasserdicht ist, das Gehäuse einen flachen Teil aufweist, sodass das Gehäuse mit dem flachen Teil auf einer ebenen Fläche stillstehen kann, und die Fläche des flachen Teils kleiner ist als 1/4 des größten Querschnitts des Gehäuses, wobei der Durchmesser des größten Querschnitts des Gehäuses etwa 3 cm, 5 cm, 6 cm oder 7 cm beträgt;
- – eine Befestigungsvorrichtung, beispielsweise eine Magnetplatte, die auf dem flachen Teil angeordnet ist, so dass die Vorrichtung mit der Befestigungsvorrichtung an einem anderen Gegenstand angebracht werden kann, wie beispielsweise einer Lade-Dockingstation (Power Dock) oder einem Projektor, wobei die Befestigungsvorrichtung weiterhin Kontaktelektroden für den Empfang von Ladestrom aufweist und/oder eines externen Steuersignals und/oder eines externen Erfassungssignals, das von einem anderen Gegenstand bereitgestellt wird, wobei die Dockingstation eine eigene Verarbeitungsschaltung zum Senden des externen Steuersignals sowie Sensoren für das externe Erfassungssignal aufweisen kann, oder in manchen Fällen die Lade-Dockingstation ein Mini-Computer ist, auf dem ein Betriebssystem läuft;
- – wenigstens zwei Kameras, die im Wesentlichen einander gegenüberliegend in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei jede Objektivabdeckung austauschbar oder kratzfest (z. B. Corning® Gorilla® Glass) ist; wobei jede Kamera ein Sichtfeld von mindestens 185° oder vorzugsweise mindestens 190° aufweist;
- – eine Steuereinheit, die als Prozessor oder als IC-Chip ausgebildet sein könnte und die auf einen Benutzerbefehl oder das externe Steuersignal reagiert, der bzw. die über die Befestigungseinrichtung empfangen wurde, um eine erste Kamera für das Aufnehmen eines ersten Bildes zu steuern und eine zweite Kamera für das Aufnehmen eines zweiten Bildes, im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, zu steuern, wobei das erste Bild und das zweite Bild überlappende Bereiche aufweisen, um ein nachfolgendes Feature-Point-Stitching zu erleichtern, wobei falls die erste Kamera und die zweite Kamera mit Fischaugenobjektiven ausgestattet sind, die Steuereinheit darüber hinaus das erste Bild und das zweite Bild entzerrt oder vorläufig korrigiert;
- – mindestens einen Sensor, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Sensor ein Erfassungssignal für das erste Bild oder das zweite Bild erzeugt, der Sensor aus der Gruppe der Beschleunigungsmesser, Lagesensoren, Gyro-Sensoren, Tiefensensoren, Neigungssensoren, Stimmendetektoren, Lichtsensoren, Schwingungssensoren, Näherungssensoren, Temperatursensoren und Swipe/Slide-Sensoren ausgewählt sein kann,
- – wobei:
- (i) die Steuereinheit über die Befestigungsvorrichtung das erste Bild, das zweite Bild und das Erfassungssignal zusammen an ein anderes Objekt zur weiteren Verarbeitung, Übertragung und/oder Anzeige zumindest eines Teils des ersten Bildes oder des zweiten Bildes ausgeben kann und die Befestigungsvorrichtung gleichzeitig Ladestrom empfangen kann, und/oder
- (ii) die Vorrichtung ferner eine drahtlose Datenausgabeeinheit umfasst, um drahtlos, in Echtzeit, das erste Bild, das zweite Bild, das Erfassungssignal und/oder das externe Erfassungssignal zusammen an ein Benutzergerät oder an einen Cloud-Service auszugeben zur Verarbeitung für die Erzeugung eines Videos, insbesondere eines 360°-Videos, wobei das Benutzergerät oder der Cloud-Service das erste Bild und das zweite Bild in einer Weise verarbeitet, die von dem Erfassungssignal und/oder dem externen Erfassungssignal abhängt, und/oder
- (iii) die Vorrichtung ferner eine Anzeigeeinheit umfasst, die bündig in das kugelförmige Gehäuse eingepasst ist, um das Rollen der Vorrichtung nicht zu verhindern, und die Steuereinheit in Echtzeit zumindest einen Teil des ersten Bildes oder des zweiten Bildes an die Anzeigeeinheit für die Anzeige ausgeben kann, und/oder
- (iv) die Vorrichtung ferner einen Motor umfasst, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Motor abhängig von einem Benutzerbefehl oder dem externen Steuersignal oder dem Erfassungssignal antreibt oder vibriert.
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Ein Bildaufnahmesystem kann die oben erwähnte Bildaufnahmevorrichtung umfassen sowie ein Benutzergerät oder einen Cloud-Dienst. Um ein Video aus den aufgenommenen Bildern zu erzeugen, verarbeitet das Benutzergerät oder der Cloud-Dienst das erste Bild und das zweite Bild in einer Weise, die von dem Erfassungssignal und/oder dem externen Erfassungssignal abhängt. Das Benutzergerät kann beispielsweise ein Mobiltelefon sein. Die Bildbearbeitung, wie zum Beispiel Feature-Point-Stitching von zwei oder mehr Bildern, und die Codierung erfolgen in erster Linie durch das Benutzergerät oder den Cloud-Dienst, welche heutzutage beide über große Rechenleistung verfügen, sodass die Verarbeitungsschaltung der hier dargestellten Bildaufnahmevorrichtung in unkomplizierter und einfacher Weise verwirklicht werden kann und einen niedrigen Stromverbrauch sowie geringere Wärmeentwicklung aufweist, verglichen mit herkömmlichen Kameras, die wesentliche Bildbearbeitungsaufgaben und Videokodierung mit eigener Verarbeitungsschaltung übernehmen, wie durch
US 20130210563 und die Ricoh Theta S Kamera gelehrt.
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Es sei hier darauf hingewiesen, dass, in einer Ausführungsform, durch die Verarbeitungsschaltung der hier dargestellten Bildaufnahmevorrichtung eine Bildentzerrung für Fischaugenobjektive oder eine vorläufige, das heißt einfache, Bildbearbeitung bereitgestellt werden kann, insbesondere zur Korrektur des Linsenabbildungsfehlers oder eines anderen inhärenten Linsenfehlers.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20130210563 [0002, 0002, 0004, 0029]
