-
Es werden ein optoelektronisches Gerät und ein System aus optoelektronischem Gerät und optischer Einrichtung beschrieben.
-
Hintergrund
-
Optoelektronische Geräte weisen sowohl optische als auch elektronische Bestandteile auf. Bei diesen Geräten erfolgt eine Umwandlung von elektromagnetischer Strahlung in elektronische Daten und umgekehrt.
-
Als Beispiele für optoelektronische Geräte sind Wärmebildgeräte bzw. Wärmebildkameras und Nachtsichtgeräte zu nennen. Wärmebildgeräte und (digitale) Nachsichtgeräte gibt es in verschiedenen grundlegenden technischen Ausführungen. Sie sind entweder ausgeführt als handgehaltene Geräte zur Beobachtung direkt mit dem Auge (Monokular), oder aber werden als Vorsatzgeräte für herkömmliche Zieloptiken (Glasoptiken) verwendet. Manche Geräte erfüllen auch beide Verwendungsmöglichkeiten, aber mit Einschränkungen.
-
Wärmebildgeräte können bspw. ein Objektiv, einen Bildsensor mit einer dazugehörigen Elektronik, ein Mikrodisplay zur Darstellung des elektronisch überarbeiteten Bildes und ein Okular aufweisen. Über das Objektiv kann die Schärfe des aufgenommenen Bildes eingestellt werden. Die über das Objektiv eintreffenden elektromagnetischen Strahlen gelangen zum Bildsensor. Von dem als Wärmebildsensor ausgebildeten Bildsensor werden die aufgenommenen Informationen über die Elektronik verarbeitet und die entsprechend verarbeitete Bildinformation auf dem Mikrodisplay als Bild dargestellt. Über das Okular kann ein Benutzer das auf dem Mikrodisplay dargestellte Bild betrachten und ggf. noch Schärfeeinstellungen vornehmen.
-
Wärmebildkameras besitzen in der Regel einen rechteckigen Sensor (Wärmbildsensor oder lichtempfindlicher Bildsensor) und ein entsprechendes rechteckiges Display. Auf diesem werden neben der Bildinformation auch zusätzliche Symbole angezeigt, die über den Satus des Gerätes informieren (Batterie, Zoomstufe, Bild-Modus, Datum, Uhrzeit, etc.).
-
Anstelle solcher Wärmebildkameras existieren auch andere optoelektronische Geräte, welche Bildinformationen erhalten und über ein Display darstellen können.
-
Solche Geräte finden bspw. Anwendung zur Beobachtung von Tieren und bei der Jagd. Insbesondere bei der Jagd werden bspw. Wärmebildkameras von einem Jäger zur Beobachtung des Wilds verwendet, wobei der Jäger die Wärmebildkamera in der Hand hält und das auf dem Mikrodisplay dargestellte Wild über das Okular betrachtet.
-
Wenn nun der Jäger zudem die Wärmebildkamera als Vorsatzgerät für ein Zielfernrohr verwenden will, muss die Wärmebildkamera erst mit dem Zielfernrohr verbunden werden. Dazu darf es über die Verbindung zu keinem Verstellen des Zielfernrohrs kommen, wenn das Vorsatzgerät häufig abgenommen und wieder montiert wird. Die Verbindung von Wärmebildgerät mit dem Zielfernrohr muss präzise und wiederholgenau konstruiert sein, so dass es durch Abnehmen und Aufsetzen zu keinem Treffpunktversatz kommt.
-
Stand der Technik
-
Bei der Verwendung von optoelektronischen Geräten, wie bspw. einer Wärmebildkamera, als Vorsatzgerät und als Monokular bestehen aber auch weitere Probleme.
-
Mittels des Okulars erfolgt auf dem Mikrodisplay eine Abbildung, die in den meisten Fällen direkt betrachtet wird. Okular und Optik sind also so abgestimmt, dass bei direkter Betrachtung mit dem Auge eine zufriedenstellende Betrachtung erfolgen kann.
-
In Kombination mit anderen optischen Einrichtungen, insbesondere vergrößernden optischen Einrichtungen, wie bspw. einem Zielfernrohr, die zur Betrachtung ein solches Okularsystem verwenden, kommt es zu Problemen und zu einem Verlust der Bildqualität bzw. der Detailtiefe, da das Mikrodisplay nun optisch vergrößernd dargestellt wird und damit weniger Pixel für die Informationsübertragung zur Verfügung stehen.
-
Aus
US 2011/0074823 A1 bzw.
US 8,564,668 B2 ist es hierzu bekannt, ein Display zu verwenden, das eine größere Auflösung als der Bildsensor aufweist, so dass bei der Verwendung der Wärmebildkamera als Vorsatzgerät bei einem Zielfernrohr das über den Bildsensor aufgenommene Bild mit gleicher Schärfe auf einem verkleinerten Abschnitt des Displays dargestellt werden kann, wobei für das Zielfernrohr das volle Bild zur Verfügung steht und es damit nicht zu einer Einschränkung kommt. Hierzu ist ein Bedienknopf vorgesehen, der ein Umschalten von einem Modus als Vorsatzgerät in einen Modus als Handgerät („Monokular“) ermöglicht.
-
Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Wärmebildkamera muss jedoch jedes Mal manuell ein Umschalten zwischen den beiden Modi durchgeführt werden. Dies ist als besonders nachteilig anzusehen, da zum einen beispielsweise eine Waffe, auf der das Zielfernrohr und die Wärmebildkamera montiert sind, nur noch mit einer Hand gehalten werden kann, und zum anderen jedes Mal beim Betätigen des Bedienknopf ein Druck auf die Anordnung aus Zielfernrohr und Wärmebildkamera ausgeübt wird, was zu einem Verstellen der Ausrichtung des Zielfernrohrs und/oder der Wärmebildkamera führen kann. Daher ist ein häufiges Einstellen des Zielfernrohrs und der Anordnung Zielfernrohr und Wärmebildkamera erforderlich. Darüber hinaus ist es aufwendig jedesmal ein Umschalten vorzunehmen. Vor allem bei der Jagd ist es wünschenswert ein schnelles Umschalten zu erreichen, ohne einen Bedienknopf zu suchen und ein Umschalten durchzuführen.
-
Weiterhin ergibt sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Wärmebildkameras mit einem rechteckigen Display das Problem, das in Verwendung als Vorsatzgerät vor einer anderen Optik (egal welche Vergrößerung), Statusanzeigen nicht mehr sichtbar sind, da klassische optische Systeme immer kreisrund sind und damit den Bildausschnitt beschneiden. Der Nutzer verliert damit also wichtige Informationen über die Wärmebildkamera. Dieses Problem wird durch Verwendung von nachgeschalteter Optik mit Vergrößerung noch verstärk, da keinerlei Information mehr sichtbar ist.
-
Aufgabe
-
Demgegenüber besteht die Aufgabe darin, ein optoelektronisches Gerät anzugeben, dass sowohl eine Verwendung als Vorsatzgerät als auch als Monokular zur Betrachtung in der Hand eines Benutzers bereitstellt, wobei die Nachteile des Stands der Technik behoben werden und eine verbesserte Steuerung bereitgestellt wird. Zudem soll eine alternative Lösung zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen angegeben werden, wobei ein schnelles Umschalten erreicht wird.
-
Lösung
-
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Gerät zur Verwendung als Monokular und als Vorsatzgerät für optische Einrichtungen gelöst, mindestens aufweisend einen Bildsensor, eine Displayeinheit mit einer Displayfläche zur Darstellung von Bildinformationen, eine Steuerung, optische Elemente zur Lichtbrechung, ein Okular und mindestens ein erstes Sensorelement, wobei
- - die Displayauflösung größer als die Bildsensorauflösung ist,
- - das optoelektronische Gerät mit einer optischen Einrichtung verbindbar ist,
- - das mindestens eine erste Sensorelement im Bereich des Okulars angeordnet ist, und
- - die Steuereinheit automatisch eine Umschaltung von einem ersten Anzeigemodus, in dem die über den Bildsensor aufgenommenen Bildinformationen im Wesentlichen über die gesamte Displayfläche der Displayeinheit darstellbar sind, in mindestens einen zweiten Anzeigemodus, in dem die über den Bildsensor aufgenommenen Bildinformationen skaliert in nur einem Abschnitt der Displayfläche der Displayeinheit darstellbar sind, bewirkt, wenn von dem mindestens einen ersten Sensorelement eine Rückmeldung gegeben wird, dass das optoelektronische Gerät mit einer optischen Einrichtung verbunden ist, und die Steuereinheit automatisch eine Umschaltung von dem mindestens einen zweiten Anzeigemodus in den ersten Anzeigemodus auslöst, wenn von dem mindestens einen ersten Sensorelement eine Rückmeldung gegeben wird, dass das optoelektronische Gerät nicht mehr mit einer optischen Einrichtung verbunden ist.
-
Vorteilhaft ist die Auflösung der Displayfläche des Displays der Displayeinheit größer als die Auflösung des Bildsensors zu wählen, so dass bei gleicher Detailtiefe wie im ersten Anzeigemodus Bildinformationen auf nur einem Ausschnitt der Displayfläche im zweiten Anzeigemodus darstellbar sind. Damit kann bei einer anschließenden Vergrößerung der im Ausschnitt dargestellten, skalierten Bildinformation der gleiche Bildinhalt mit gleicher Schärfe abgebildet werden, wie in der Darstellung über die gesamte Displayfläche. Bei der Fläche der Displayeinheit, über welche Bildinformationen darstellbar sind, wird häufig auch von der aktiven Displayfläche gesprochen. Die aktive Displayfläche ist die Fläche des Displays der Displayeinheit, die zur Darstellung der Bildinformationen verwendet werden kann. Im ersten Anzeigemodus kann bspw. die Bildinformation über die gesamte aktive Displayfläche dargestellt werden, wobei im mindestens einen zweiten Anzeigemodus die Bildinformation nur über einen Teil der aktiven Displayfläche dargestellt wird.
-
Insbesondere kann ein Display mit sehr keinen Pixeln verwendet werden, das auch eine verkleinernde Darstellung einer aufgenommene Szene erlaubt, so dass sich durch die anschließende Vergrößerung mit der nachgeschalteten Optik wieder der gleiche Bildinhalt darstellen lässt und damit die gleiche Qualität wie bei direkter Betrachtung erreicht wird.
-
Das optoelektronische Gerät kann sowohl direkt vor dem Auge handgehalten („Monokular“) als auch als Vorsatzgerät, z.B. bei einem Zielfernrohr, verwendet werden. Dazu kann das optoelektronische Gerät über eine entsprechende Ausbildung einer Anbindungsstelle, sowie einer entsprechenden Anbindungsstelle am Zielfernrohr oder einer anderen optischen Einrichtung und/oder über einen Adapter z.B. vor einer Zieloptik, montiert werden. Es wird damit dem Anwender ermöglicht, das optoelektronische Gerät in beiden Fällen effizient nutzen zu können.
-
Vorteilhafterweise kann mittels des mindestens einen ersten Sensorelements festgestellt werden, ob das optoelektronische Gerät mit einer optischen Einrichtung verbunden ist oder nicht. Damit entfällt ein manuelles Umschalten zwischen verschiedenen Anzeigenmodi. Die hierin beschriebene technische Lehre ermöglicht ein automatisches Umschalten in den entsprechenden Anzeigemodus, in Abhängigkeit der Verwendung des optoelektronischen Geräts als Vorsatzgerät oder als Monokular. Das automatische Umschalten erleichtert für den Anwender die Verwendung. So kann bspw. ein Jäger das optoelektronische Gerät im Monokular-Modus verwenden. Nach Ausmachen eines Ziels kann er das Gerät auf die Zieloptik stecken und ohne Zutun Visieren und Schießen. Im Stand der Technik wurden teilweise zwei Geräte verwendet, um ein Abnehmen und Aufsetzen und das damit bedingte Umschalten oder Umstellen zu vermeiden. Die hierin beschriebene Lösung ermöglicht das Betreiben eines Geräts in verschiedenen Modi und bietet damit eine Lösung, welche die Verwendung mehrerer Geräte in verschiedenen Modi überflüssig macht.
-
Die Anordnung des mindestens einen ersten Sensorelements muss so gewählt werden, dass eine Verbindung mit einer optischen Einrichtung, beispielsweise einem Zielfernrohr, auch erkannt werden kann. Zudem soll sichergestellt werden, dass es nicht zu einer Fehlinformation und damit einem nicht benötigten Umschalten kommt. Hierzu sind verschiedene Maßnahmen denkbar. Beispielsweise können mehrere erste Sensorelemente vorgesehen sein oder das mindestens eine erste Sensorelement benötigt mindestens ein zweites Sensorelement, das an der zu verbindenden optischen Einrichtung angeordnet ist.
-
Das mindestens eine erste Sensorelement kann beispielsweise im Bereich des Okulars angeordnet und so ausgerichtet sein, dass es einer zu verbindenden optischen Einrichtung gegenüberliegt.
-
Es können auch mehrere erste Sensorelemente angeordnet sein, die gemeinsam eine Rückmeldung liefern müssen, um eine entsprechende Verwendung und ein Umschalten auszulösen. In weiteren Ausführungsformen können über verschiedene erste Sensorelemente oder über an verschiedenen Positionen angeordnete erste Sensorelemente jeweils Rückschlüsse darüber gezogen werden, mit welcher Art einer optischen Einrichtung das optoelektronische Gerät verbunden ist. Dementsprechend können neben einem ersten Anzeigemodus und einem zweiten Anzeigemodus weitere Anzeigemodi über die Steuereinheit ausgewählt und die Bildinformationen über Teilflächen der (aktiven) Displayfläche dargestellt werden. Beispielsweise können verschiedene optische Einrichtungen verschieden große Objektive aufweisen. Es ist somit möglich, an die Weite der Objektive angepasste Bildinformationen über entsprechend angepasste Flächen der Displayfläche darzustellen.
-
Dadurch können verschiedene Verkleinerungsstufen über das Mikrodisplay realisiert werden, die an verschiedene Zielfernrohre oder andere optische Einrichtungen angepasst sind.
-
Durch die automatische Umschaltung in die verschiedenen Anzeigemodi ist es nicht mehr erforderlich, dass ein Anwender die Hand, beispielsweise von einer Waffe, zur Umschaltung wegnimmt, oder an dem bereits am Zielfernrohr oder einer anderen optischen Einrichtung montierten elektronischen Gerät herumhantiert und ein Druck auf dieses ausübt. Einem ungewollten Verstellen wird damit entgegengewirkt. Ferner erfolgt die Umschaltung unverzüglich und automatisch, wenn der dafür erforderliche Umstand eintrifft. Für einen Anwender ergibt sich der Vorteil, dass er der Umschaltung keinerlei Beachtung mehr schenken muss.
-
Damit wird durch die automatische Umschaltung eine verbesserte Handhabung erreicht, da sofort der entsprechende Anzeigemodus ausgewählt und die Bildinformationen entsprechend dargestellt werden, sobald die entsprechenden Zustände vorliegen.
-
Darüber hinaus kann bei der Umschaltung vom ersten Anzeigemodus in den zweiten Anzeigemodus die Vergrößerung über die Steuerung so gewählt werden, dass die Vergrößerung durch die Steuerung auf 1,0 eingestellt wird. Die Vergrößerung setzt sich dabei aus einem Objektiv und dem Bildsensor, einer elektronischen Skalierung bzw. Vergrößerung sowie der Displayeinheit und dem Okular zusammen. Die drei vorstehend genannten Gruppen beeinflussen die Vergrößerung. Diese Gruppen multipliziert ergeben die Vergrößerung, welche optisch wahrnehmbar ist und bspw. am Zielfernrohr als optischer Einrichtung als Eingang dient. Die Steuerung wählt die Parameter dieser Gruppen oder die Parameter so, dass sich im zweiten Anzeigemodus (z.B. „Zielfernrohrmodus“) eine Systemvergrößerung von exakt 1,0 ergibt, wodurch erreicht wird, dass sich durch das Vorsetzen des Gerätes kein Treffpunktversatz bei einem Zielfernrohr ergibt. Auch wenn das Gerät schief oder immer leicht anders angebaut wird, stellt sich durch die eingestellte Vergrößerung von 1,0 kein Treffpunktversatz ein. Durch die Systemvergrößerung 1,0 werden die Einfalls- und Ausfallswinkel nicht verändert und damit spielen auch Winkelfehler beim Aufsetzen keine Rolle. Gerade bei der Verwendung als Vorsatzgerät bei Zielfernrohren für die Jagd ergibt sich hierbei ein wesentlicher Vorteil und auch eine Sicherheit.
-
In weiteren Ausführungen kann das optoelektronische Gerät einen Adapter zum Verbinden mit einer optischen Einrichtung aufweisen, wobei der Adapter im Bereich des Okulars anordenbar ist. Der Adapter ist mit dem optoelektronisch Gerät lösbar verbindbar. Der Adapter dient zur Befestigung des optoelektronischen Geräts mit einer optischen Einrichtung. Der Adapter kann beispielsweise über einen Bajonettverschluss, einen Schraubverschluss oder dergleichen auf einem korrespondierenden Abschnitt des optoelektronisch Gerätes aufgesetzt und hierüber mit diesem verbunden werden. Verschlüsse, wie beispielsweise ein Bajonettverschluss, ermöglichen eine definierte Ausrichtung der miteinander zu verbindenden Geräte bzw. Einrichtungen.
-
In weiteren Ausführungen wäre es denkbar, zusätzlich zu einem zweiten Sensorelement am Zielfernrohr oder Adapter mindestens ein drittes Sensorelement am Adapter oder am Zielfernrohr vorzusehen, das an das mindestens eine erste Sensorelement eine Rückmeldung darüber liefert, ob der Adapter mit einer optischen Einrichtung bzw. dem Zielfernrohr verbunden ist oder nicht.
-
Dabei kann mindestens ein zweites Sensorelement in weiteren Ausführungen im und/oder am Adapter angeordnet sein. Bspw. kann das mindestens eine erste Sensorelement im Adapter vollständig aufgenommen sein. Es kann aber auch nur teilweise aus dem Adapter hervorragen oder vollständig an einer äußeren Oberfläche des Adapters angeordnet sein. In solchen Ausführungen besteht eine signaltechnische Verbindung (elektrisch, mechanisch, optisch) zwischen Adapter und optoelektronischen Gerät, damit im Zusammenspiel mit einem zweiten Sensorelement oder einer Schnittstelle einer optischen Einrichtung eine Rückmeldung des mindestens einen ersten Sensorelements an die Steuereinheit gegeben werden kann.
In weiteren Ausführungen kann das mindestens eine erste Sensorelement, das mindestens eine zweite Sensorelement und/oder das mindestens eine dritte Sensorelement ein mechanisch, elektrisch oder optisch wirkender Sensor sein. Ein mechanisch wirkender Sensor kann bspw. realisieren, dass eine Verbindung mit einer optischen Einrichtung besteht, wobei eine Verlagerung von Elementen auftritt, was wiederum in ein elektrisches oder elektronisches Signal umsetzbar ist. Das Signal wird dann an die Steuereinheit weitergeleitet, die hieraus die Information gewinnt, dass eine Verbindung mit einer optischen Einrichtung vorliegt, oder eben nicht. Ein elektrisch wirkender Sensor kann bspw. zwei Sensorelemente umfassen, die im nicht verbundenen Zustand beabstandet zueinander sind. Über eine entsprechend ausgebildete optische Einrichtung kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Sensorelementen bereitgestellt werden. Der auftretende Stromfluss dient dann als Rückmeldung über die Verbindung mit einer optischen Einrichtung. Es können aber auch induktiv arbeitende Sensoren vorgesehen sein, über die eine Veränderung messbar ist. Hierbei können Nährungssensoren verwendet werden.
-
Im Weiteren kann ein optisch wirkender Sensor vorgesehen sein, der bspw. als Fotodiode ausgebildet ist und in Abhängigkeit der Lichtverhältnisse eine Verbindung mit einer optischen Einrichtung durch ein entsprechendes Signal meldet.
-
In Abhängigkeit der Ausbildung von ersten Sensorelementen können zweite und/oder dritte Sensorelemente ausgebildet sein, um eine Rückmeldung einer Verbindung zwischen optoelektronischem Gerät und optischer Einrichtung zu geben.
-
Bspw. können zweite und/oder dritte Sensorelemente durch Licht reflektierende Elemente oder Flächen, elektrisch leitende Elemente oder Flächen oder Vorsprünge gebildet werden, die selbst nicht Signale ausgeben, aber im Zusammenspiel mit ersten Sensorelementen eine messbare oder erfassbare Rückmeldung liefern.
-
In weiteren Ausführungen kann über Eingabemittel und/oder eine Steuer-Schnittstelle eine Verkleinerungsstufe im mindestens einen zweiten Anzeigemodus einstellbar sein. Dies ermöglicht Einstellungen im Hinblick auf den zweiten Anzeigemodus zu verändern. Die Veränderung greift dann jedes Mal, wenn automatisch dieser Anzeigemodus aufgerufen wird, solange bis der Anzeigemodus wieder verändert wird.
-
In weiteren Ausführungen kann über die Displayfläche zusätzlich zu den Bildinformationen eine Statusanzeige darstellbar sein, wobei beim Umschalten vom ersten Anzeigemodus in den mindestens einen zweiten Anzeigemodus und umgekehrt die Statusanzeige an die für die Darstellung der Bildinformationen verwendete Displayfläche der Displayeinheit anpassbar ist.
-
Die Skalierung und/oder Adaption der Statusanzeige wird über die Steuerung vorgenommen. Die Steuerung erhält über das mindestens eine erste Sensorelement eine Rückmeldung darüber, dass eine optische Einrichtung mit dem optoelektronischen Gerät verbunden ist, so dass neben der Umschaltung vom ersten Anzeigemodus in den mindestens einen zweiten Anzeigemodus auch automatisch eine Anpassung der Statusanzeige erfolgt. Wird eine Vergrößerung durch eine Optik oder über eine Steuerung vorgenommen, so kann auch dies erkannt werden und automatisch zu einer Anpassung der Statusanzeige führen.
-
Wenn das optoelektronische Gerät von der optischen Einrichtung wieder getrennt wird und die Bildinformation wieder über den vollen zur Verfügung stehenden Bereich des Displays (aktive Displayfläche) dargestellt wird, oder wenn eine Verkleinerung eines Bildausschnitts erfolgt, so kann ebenfalls eine Anpassung der Statusanzeige stattfinden, wobei eine Vergrößerung der Statusanzeige erfolgt.
-
Es ist auch möglich, eine Anpassung der Statusanzeige durchzuführen, wenn Auswahlbedienelemente zur Verkleinerung des Bildausschnitts und zur Vergrößerung betätigt werden. In weiteren Ausführungen kann eine Anpassung auch dann erfolgen, wenn eine Verkleinerung des Bildausschnitts und eine Vergrößerung über ein Menü aufgerufen werden.
-
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch ein System aus einem optoelektronischen Gerät gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungen und einer optischen Einrichtung gelöst, wobei die optische Einrichtung eine Schnittstelle aufweist, über welche die optische Einrichtung mit dem optoelektronischen Gerät verbindbar ist.
-
Das System eignet sich bspw. zur Verwendung bei Gewehren zur Jagd, wobei die optische Einrichtung ein Zielfernrohr und das optoelektronische Gerät eine Wärmebildkamera oder ein Nachtsichtgerät ist. Vorteilhaft erfolgt die Umschaltung vom ersten Anzeigemodus in den mindestens einen zweiten Anzeigemodus automatisch, wenn die beiden Geräte zu einem System zusammengesetzt werden, wobei keine manuelle Auswahl oder ein anderweitiges Umschalten oder sogar Verstellen von optischen Vorrichtungen (Objektiv, Okular) erforderlich ist.
-
Die optische Einrichtung kann in weiteren Ausführungen mindestens ein zweites Sensorelement aufweisen, das mit dem mindestens einen ersten Sensorelement des optoelektronischen Geräts zur Bereitstellung einer Rückmeldung über eine Verbindung zwischen dem optoelektronischen Gerät und der optischen Einrichtung zusammenwirkt. Wie vorstehend bereits ausgeführt, kann über das mindestens eine zweite Sensorelement sichergestellt werden, dass zum einen tatsächlich eine Verbindung zwischen optoelektronischen Gerät und optischer Einrichtung vorliegt, und nicht bspw. ein Fotosensor oder Nährungssensor von der Hand eines Benutzers verdeckt sind, was zu einer fälschlichen Rückmeldung über eine Verbindung führen würde, und zum anderen sichergestellt werden, dass das optoelektronische Gerät und die optische Einrichtung richtig zueinander ausgerichtet sind.
-
Die Darstellung über das optoelektronische Gerät, das als Monokular und als Vorsatzgerät für optische Einrichtungen verwendet werden kann und mindestens einen Bildsensor, eine Displayeinheit mit einer Displayfläche zur Darstellung von Bildinformationen, wobei die Displayauflösung größer als die Bildsensorauflösung ist, eine Steuerung, optische Elemente zur Lichtbrechung, ein Okular und mindestens ein erstes Sensorelement aufweist, kann folgende Schritte aufweisen:
- - Erfassen von Bildinformationen durch den Bildsensor,
- - Darstellen der von dem Bildsensor erfassten Bildinformationen über die Displayfläche der Displayeinheit,
- - Darstellen der erfassten Bildinformationen in einem ersten Anzeigemodus im Wesentlichen über die gesamte Displayfläche der Displayeinheit, wenn von dem mindestens einen ersten Sensorelement eine Rückmeldung erhalten wird, dass keine Verbindung mit einer optischen Einrichtung vorliegt,
- - Darstellen der erfassten Bildinformationen in einem zweiten Anzeigemodus skaliert über einen Abschnitt der Displayfläche der Displayeinheit, wenn von dem mindestens einen ersten Sensorelement eine Rückmeldung erhalten wird, dass eine Verbindung mit einer optischen Einrichtung vorliegt, und
- - automatisches Umschalten zwischen dem ersten Anzeigemodus und dem zweiten Anzeigemodus durch die Steuereinheit nach Maßgabe der über das mindestens eine erste Sensorelement vorliegenden Information hinsichtlich der Verbindung des optoelektronischen Geräts mit einer optischen Einrichtung.
-
Die Bedienung eines optoelektronisch Gerätes wird dadurch wesentlich vereinfacht. Es ist nicht notwendig manuell ein Umschalten vorzunehmen, sodass stets der richtige Anzeigemodus ausgewählt ist.
-
In weiteren Ausführungen kann über die Displayfläche zusätzlich zu den Bildinformationen eine Statusanzeige dargestellt werden, wobei beim Umschalten vom ersten Anzeigemodus in den mindestens einen zweiten Anzeigemodus und umgekehrt die Statusanzeige an die für die Darstellung der Bildinformationen verwendete Displayfläche der Displayeinheit angepasst wird. Dies bietet die Möglichkeit in allen Anzeigemodi relevante Informationen über das optoelektronische Gerät im Sichtfeld zu haben.
-
In weiteren Ausführungen wird über die Steuerung die Vergrößerung auf 1,0 im zweiten Anzeigemodus eingestellt, wie bereits vorstehend ausgeführt, wodurch sich eine verbesserte Darstellung bei der Verwendung als Vorsatzgerät ergibt, da es zu keinem Treffpunktversatz kommt und die Einfalls- und Ausfallswinkel nicht verändert werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
-
Figurenliste
-
In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines als Wärmebildkamera ausgebildeten optoelektronischen Geräts sowie einen damit verbundenen Adapter;
- 2 eine schematische Darstellung der Wärmebildkamera und des Adapters von 1;
- 3 eine schematische Darstellung eines Systems bestehend aus einer Wärmebildkamera gemäß 1 und einer als Zielfernrohr ausgebildeten optischen Einrichtung;
- 4 schematische Darstellungen der Displayfläche einer Displayeinheit der Wärmebildkamera von 1;
- 5 eine konventionelle Anzeige über ein Display;
- 6 eine konventionelle Anzeige über ein Display mit eingeschränkter Darstellung bei Verwendung einer optischen Einrichtung;
- 7 eine konventionelle Anzeige über ein Display mit eingeschränkter Darstellung bei Verwendung einer optischen Einrichtung mit Vergrößerung; und
- 8 eine adaptive Anzeige über die Displayfläche der Displayeinheit der Wärmebildkamera von 1 bei einem Verbund aus Wärmebildkamera und Zielfernrohr gemäß dem System von 3.
-
In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
-
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
-
1 zeigt eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines als Wärmebildkamera 100 ausgebildeten optoelektronischen Geräts sowie einen damit verbundenen Adapter 200.
-
Die Wärmebildkamera 100 weist ein Gehäuse 110 auf, das aus Kunststoff, Aluminium oder einem ähnlichen Leichtmetall bestehen kann. Die Wärmebildkamera 100 weist in einem vorderen Abschnitt 130 ein Objektiv 140 auf. Dahinter befindet sich ein Bildsensor 150, der als Wärmebildsensor ausgebildet ist. Die Wärmebildkamera 100 weist ein Wärmebildmodul 160 zur Erzeugung von Bildinformationen auf, die durch den Bildsensor 150 aufgenommen wurden. Die Wärmebildkamera 100 weist ferner ein Mikrodisplay 170 auf, über welches die vom Wärmebildmodul 160 erzeugten Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche 174 (siehe 4) darstellbar sind. Dahinter befindet sich ein Abschnitt der Wärmebildkamera 100 mit einem Okular 190 mit einer Linsenanordnung.
-
Im mittleren Abschnitt des Gehäuses 100 befindet sich ein Batteriefach, dass über Verschlüsse 120 geöffnet werden kann. Die Verschlüsse 120 weisen ein Gewinde auf und können in entsprechende Öffnungen des Gehäuses 110 für das Batteriefach eingesetzt und über das Gewinde damit verbunden werden. In dem Batteriefach sind Batterien oder Akkuelemente eingesetzt, die zum Betrieb der Wärmebildkamera 100 und zur Energieversorgung der elektronischen Komponenten in der Wärmebildkamera 100 dienen.
-
Das Objektiv 140 weist eine Linsenanordnung auf, die zur Einstellung der Bildschärfe betätigt werden kann. Durch die Linsenanordnung geführte elektromagnetische Strahlen treffen auf den Bildsensor 150, der aus den elektromagnetischen Strahlen Signale erzeugt und die Signale an das Wärmebildmodul 160 weiterleitet. Im Wärmebildmodul 160 erfolgt eine Verarbeitung der empfangenen Signale vom Bildsensor 150 zur Erzeugung von Bildinformationen. Diese Bildinformationen werden an das Mikrodisplay 170 weitergeleitet, welches auf seiner zur Darstellung ausgebildeten Fläche 172 die Bildinformationen anzeigt. Die Fläche 172 kann daher auch als aktive Fläche 172 bezeichnet werden. Die aktive Fläche 172 ist die Fläche 172 des Mikrodisplays 170, über welche Bildinformationen dargestellt werden können. In den noch beschriebenen verschiedenen Anzeigemodi erfolgt die Darstellung der Bildinformationen teilweise nur über einen Teil der aktiven Fläche 172. Die tatsächlich verwendete Fläche zur Darstellung kann daher von der aktiven Fläche 172 abweichen (z.B. kleiner als diese sein).
-
Das Okular 190 weist eine Linsenanordnung auf, die zur Einstellung der Bildschärfe bedient werden kann. Über das Okular 190 kann insbesondere ein Ausgleich im Hinblick auf das Sehvermögen des Betrachters vorgenommen werden.
-
Die Wärmebildkamera 100 weist eine Steuerung auf, welche die zum Betrieb erforderlichen Anweisungen an die Komponenten ausgibt und die Darstellung über das Mikrodisplay 170 regelt. Auf die Steuerung kann über eine Steuerschnittstelle Einfluss genommen werden. Bspw. kann über Bedientasten 114 eine Auswahl aus einem Menü erfolgen, das über das Mikrodisplay 170 angezeigt wird. Das Einschalten der Wärmebildkamera 100 und das Aufrufen und Beenden des Menüs kann über die Taste 112 erfolgen. In Abhängigkeit der Betätigungsdauer der Taste 112 kann dies ein Ein- bzw. Ausschalten der Wärmebildkamera 100 oder ein Aufrufen und Beenden des Menüs bzw. ein Auswählen von Menüpunkten bewirken. Die Tasten 114 erlauben die Auswahl von Menüpunkten und die Verstellung von Werten oder Bereichen. Dies ist über die Pfeile der Tasten 114 angezeigt, wobei entweder eine Erhöhung oder eine Reduzierung bzw. ein Weiterspringen zum nächsten Menüpunkt in der entsprechenden Richtung erfolgt.
-
Hierüber können bspw. Skalierungen in verschiedenen Anzeigemodi verändert werden, wie nachfolgend beschrieben. Neben der gezeigten Ausführung mit Tasten 112, 114 kann optional eine weitere Schnittstelle vorgesehen sein, die ein Zugreifen auf die Steuerung und ein Aufspielen neuer Abläufe und ein Überschreiben sowie Löschen von Daten ermöglicht. Eine solche Schnittstelle kann bspw. als USB-Schnittstelle ausgebildet sein.
-
Der Bildsensor 150 kann zur Aufnahme von unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ausgebildet sein, wie beispielsweise UV, VIS, IR. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Bildsensor 150 um einen Wärmebildsensor, welcher im Wellenlängenbereich von 8 - 14 µm arbeitet. Auflösungen solcher Wärmebildsensoren betragen beispielsweise 640x480 Pixel oder 384x288 Pixel. In weiteren Ausführungen kann der Bildsensor 150 auch andere Auflösungen aufweisen.
-
Das Mikrodisplay 170 weist eine höhere Auflösung auf als der Bildsensor 150, sodass die Bildinformationen auf der Okularseite unterschiedlich skaliert werden können, je nachdem wie viele Pixel des Bildsensors 150 dem Mikrodisplay 170 des Okulars 190 zugeordnet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Mikrodisplay 1024x768 Pixel in RGB auf.
-
In 1 ist zusätzlich ein Adapter 200 gezeigt, der ein Okular 190 der Wärmebildkamera 100 umgibt und mit dem Gehäuse 100 verbunden ist.
-
Ohne den in 1 dargestellten Adapter 200 kann die Wärmebildkamera 100 als Monokular verwendet werden. Ein Benutzer kann die Wärmebildkamera 100 in der Hand halten und über sein Auge die auf der Darstellungsfläche 174 dargestellten Bildinformationen über das Okular 190 betrachten. In dieser Verwendungsart wird das Mikrodisplay 170 in einem ersten Anzeigemodus betrieben. Im ersten Anzeigemodus wird die Anzeige über die gesamte (aktive) Fläche 172 des Mikrodisplays 170 erzeugt. Die Darstellungsfläche 174 entspricht daher der (aktiven) Fläche 172 des Mikrodisplays 170.
-
Am Gehäuse 110 ist ein erstes Sensorelement 180 angeordnet. Das erste Sensorelement 180 wirkt mit einem zweiten Sensorelement 210 am Adapter 200 zusammen. Das zweite Sensorelement 210 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Magnet und das erste Sensorelement 180 ein Magnetsensor. Befindet sich das erste Sensorelement 210 bzw. der Magnet in unmittelbarer Nähe zum Sensorelement 180 bzw. zum Magnetsensor, wie dies beispielsweise in 1 gezeigt ist, führt dies dazu, dass das erste Sensorelement 180 ein entsprechendes Signal an die Steuerung weiterleitet.
-
Das Signal liefert die Information, dass die Wärmebildkamera 100 ordnungsgemäß mit dem Adapter 200 verbunden ist. Der Magnetsensor und der Magnet sind so ausgebildet, dass ein Signal über den Magnetsensor bzw. das erste Sensorelement 180 nur dann ausgegeben wird, wenn die benötigte Anordnung im Hinblick auf Abstand und Ausrichtung von Adapter 200 zum Gehäuse 110 erreicht worden ist.
-
Die Rückmeldung vom ersten Sensorelement 180 über die Verbindung des Gehäuses 110 der Wärmebildkamera 100 mit dem Adapter 200 veranlasst die Steuerung in einen zweiten Anzeigemodus umzuschalten. Im zweiten Anzeigemodus erfolgt eine Skalierung der über die Fläche 172 des Mikrodisplays 170 dargestellten Bildinformationen, wobei die Bildinformationen über eine reduzierte Darstellungsfläche 176 dargestellt werden (siehe 4).
-
Durch die höhere Auflösung des Mikrodisplay 170 können im zweiten Anzeigemodus beispielsweise jedem Pixel des Bildsensors 150 ein Pixel des Mikrodisplays 170 zugeordnet und die entsprechende Bildinformation dargestellt werden. Die dafür benötigte Darstellungsfläche 176 ist hierbei deutlich kleiner als die Darstellungsfläche 174 im ersten Anzeigemodus. Im ersten Anzeigemodus kann die komplette (aktive) Fläche 172 für die Darstellung verwendet werden, sodass die Bildinformationen eines Pixels des Bildsensors 150 über mehrere Pixel des Mikrodisplay 170 dargestellt werden können. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass im ersten Anzeigemodus scharf gestellte Bilder auch im zweiten Anzeigemodus mit reduzierter Darstellungsfläche 176 in der gleichen Schärfe und mit gleicher Detailtiefe auf einer reduzierten Darstellungsfläche 176 dargestellt werden können.
-
Im zweiten Anzeigemodus kann die Wärmebildkamera 100 daher über den Adapter 200 mit einem Zielfernrohr 300 verbunden werden, was eine Vergrößerung der Bildinformationen bewirkt, die über die Fläche 172 dargestellt werden. Nach Maßgabe der Vergrößerung durch das Zielfernrohr 300 wird dabei ein Ausschnitt der Fläche 172 vergrößert. Wenn nun die Wärmebildkamera 100 im ersten Anzeigemodus betrieben werden würde und mit einem Zielfernrohr 300 verbunden ist, so würde nur ein Teilausschnitt des vollständigen Bildes vergrößert werden. Dies hätte einen Verlust von Bildinformationen zur Folge. Dadurch, dass im zweiten Anzeigemodus die Bildinformationen nur über einen Ausschnitt der Fläche 172 dargestellt werden, kann der vollständige Bildinhalt über ein Zielfernrohr 300 oder eine andere Optik vergrößert und alle Bildinformationen vergrößert werden, ohne dass es zu einem Verlust von Bildinformationen kommt. Das Umschalten erfolgt automatisch, wenn die Wärmebildkamera 100 mit dem Adapter 200 verbunden wird, weil durch die deckungsgleiche Anordnung der Sensorelemente 180 und 210 eine entsprechende Rückmeldung an die Steuerung der Wärmebildkamera 100 gegeben wird.
-
Der Adapter 200 ist grundsätzlich mit einem Zielfernrohr 300 verbunden und befindet sich daher in Verwendung am Zielfernrohr 300. Die Verbindung zwischen Zielfernrohr 300 und Wärmebildkamera 100 erfolgt nur dann, wenn die Wärmebildkamera 100 als Vorsatzgerät für das Zielfernrohr 300 oder eine andere Optik verwendet werden soll. In dieser Betriebsart erfolgt eine Verbindung der Wärmebildkamera 100 über den Adapter 200 mit dem Zielfernrohr 300. Soll die Wärmebildkamera 100 nur als Monokular verwendet werden, wird die Wärmebildkamera 100 von dem Adapter 200 entfernt, der am Zielfernrohr 300 verbleiben kann.
-
Der Adapter 200 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über einem Bajonettverschluss mit einem korrespondierenden Abschnitt des Gehäuses 110 verbindbar. Der Bajonettverschluss ermöglicht die Verbindung in einer definierten Art und Weise, sodass im verbundenen Zustand der Adapter 200 nicht nur an der vorgesehenen Position am Gehäuse 110 angeordnet ist, sondern auch die entsprechende Ausrichtung in Bezug auf die Mittelachse des Adapter 200 aufweist.
-
Der Adapter 200 weist hierzu an der inneren Umfangsfläche des Rings, welcher dem zweiten Sensorelement 210 abgewandt ist, ein Gewinde auf. Über das Gewinde kann der Adapter 200 mit einem Zielfernrohr 300 verbunden werden. Das Zielfernrohr 300 weist dazu einen entsprechenden außenliegenden Gewindeabschnitt im Bereich eines Objektivs 320 auf. Anstelle einer Verbindung über ein Gewinde kann der Adapter 200 auch über einen Bajonettverschluss analog zur Verbindung mit dem Gehäuse 110 mit dem Zielfernrohr 300 im Bereich des Objektivs 320 verbunden werden. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen ist das Zielfernrohr 300 im Bereich eines Objektivs 320 so ausgebildet, dass das Zielfernrohr 300 direkt mit dem entsprechenden Gehäuseabschnitt des Gehäuses 110 verbindbar ist und dort ein zweites Sensorelement analog zum Sensorelement 210 aufweist.
-
Wesentlich für die hierin beschriebene technische Lehre ist, dass der Adapter 200 mit einem Zielfernrohr 300 oder einer anderen Optik verbunden ist und vorzugsweise hiermit verbunden bleibt. Soll die Wärmebildkamera 100 als Monokular verwendet werden, darf der Adapter 200 nicht mit dem Gehäuse 110 verbunden sein oder werden, weil ansonsten die Wärmebildkamera 100 permanent im zweiten Anzeigemodus betrieben werden würde, da eine entsprechende Rückmeldung über die Kopplung der Sensorelement 180 und 210 vorliegt.
-
Die Wärmebildkamera 100 bietet somit einen „Doppelnutzen“ für den Anwender. Wird die gesamte Fläche 172 des Mikrodisplays 170 für die Darstellung des erzeugten Bildes genutzt, so eignet sich die Wärmebildkamera 100 ideal für die Beobachtung direkt mit dem Auge (erster Anzeigemodus). Wird jedoch eine Skalierung des Bildes verwendet, die kleiner als die Fläche 172 des Mikrodisplays 170 ist (zweiter Anzeigemodus), so ergeben sich große Vorteile für die Verwendung mit einer nachgeschalteten Optik, insbesondere einer vergrößernden Optik, wie z.B. einem Zielfernrohr 300. Durch die Verkleinerung des Bildes ist die anschließende Verwendung einer vergrößernden Optik und dies ohne jeglichen Informations- und Qualitätsverlust realisierbar. Das Bild wird also elektronisch verkleinert und durch die nachgeschaltete Optik vergrößert.
-
Ein System 400 (siehe 3) aus Wärmebildkamera 100 und Zielfernrohr 300 ermöglicht es auf diese Weise dem Anwender auch nachgeschaltete Optiken mit höherer Vergrößerung zu verwenden. Auf diese Weise erfüllt das Gerät in idealer Weise zwei Anwendungsszenarien: Erstens als Monokular direkt vor dem Auge und Zweitens als Vorsatzgerät vor nachgeschalteter Optik (z.B. Zielfernrohr 300).
-
Die Größe der reduzierten Darstellungsfläche 176 hängt von der Vergrößerung ab, die über die nachgeschaltete Optik, beispielsweise dem Zielfernrohr 300, erreicht werden soll. Es ist offensichtlich, dass bei einer stärkeren Vergrößerung die reduzierte Darstellungsfläche 176 eine kleinere Fläche einnimmt als bei einer nicht so starken Vergrößerung.
-
Es können verschiedene Verkleinerungsstufen für das Mikrodisplay 170 in Abhängigkeit der damit zu verbindenden Optik realisiert werden. Die einzelnen Anzeigemodi und die entsprechende Verkleinerungsstufe können über die Steuerschnittstelle der Steuerung übermittelt und/oder verändert werden.
-
Es sind dann verschiedenen Optiken bzw. Zielfernrohren 300 mit unterschiedlicher Vergrößerung verschiedene Anzeigemodi (zweiter Anzeigemodus, dritter Anzeigemodus, vierter Anzeigemodus, etc.) mit unterschiedlichen Verkleinerungsstufen zugeordnet.
-
Es ist damit möglich, das Aufrufen verschiedener zweiter oder weiterer Anzeigemodi mit reduzierter Darstellungsfläche 176 vorzusehen, wobei die entsprechenden Anzeigemodi dann ausgewählt werden, wenn eine entsprechende Rückmeldung über Sensoranordnungen zur Erfassung der Verbindung mit einem Adapter 200 bzw. einem Zielfernrohr 300 vorliegen. So können verschiedene Adapter 200 an Zielfernrohren 300 mit unterschiedlicher Vergrößerung oder verschieden ausgebildete Zielfernrohre 300, die direkt mit dem Gehäuse 110 verbindbar sind, unterschiedlich starke Magnete aufweisen, sodass der Magnetsensor bzw. das erste Sensorelement 180 eine Unterscheidung wahrnehmen kann, indem die Signalstärke des Magnetsensors bzw. ersten Sensorelements 180 von der Stärke der Magnete an den Adaptern 200 oder den Zielfernrohren 300 abhängt. Die Steuerung ordnet die Signale mit den verschiedenen Signalstärken entsprechend den verschiedenen Anzeigemodi zu und ruft diese dann auf.
-
In weiteren Ausführungsformen können auch mehrere Sensorelemente 180 bzw. Magnetsensoren verteilt am Umfang des Gehäuses 110 im entsprechenden Abschnitt angeordnet sein. Es können dann verschiedene Adapter 200 mit dem Gehäuse 110 verbunden werden, wobei die Adapter 200 in ihren Endstellungen jeweils einem anderen der mehreren ersten Sensorelement 180 deckungsgleich gegenüberliegenden. In Abhängigkeit des verwendeten Adapters 200 und damit des verwendeten Zielfernrohrs 300 liefert jeweils nur das zugehörige erste Sensorelement 180 eine Rückmeldung über eine ordnungsgemäße Verbindung. In Abhängigkeit des ersten Sensorelements 180, welches eine Rückmeldung an die Steuerung übermittelt, wird dann ein entsprechender Anzeigemodus aufgerufen und eine entsprechende Darstellung über das Mikrodisplay 170 erzeugt.
-
Dabei gilt zu berücksichtigen, dass die kleinste reduzierte Darstellung über die (aktive) Fläche 172 des Mikrodisplays 170 der Auflösung des Bildsensors 150 entspricht.
-
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen automatisch ein Aufrufen des entsprechenden Anzeigemodus, welcher für die Darstellung und zur Vergrößerung über eine entsprechende mit einer Wärmebildkamera 100 verbundenen Optik erforderlich ist, um stets eine vollständige Darstellung des über den Bildsensor 150 aufgenommenen Bildes mit ausreichender Bildschärfe und Detailtreue zu erreichen.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung der Wärmebildkamera 100 und des Adapters 200 von 1 in einem nicht verbundenen Zustand. Der Adapter 200 weist einen Ring 220 auf, an dessen Ende das zweite Sensorelement 210 bzw. der Magnet angeordnet ist. Dieser Abschnitt bzw. Ring 220 wird zur Verbindung mit der Wärmebildkamera 100 über einen korrespondierenden, ringförmigen Abschnitt des Gehäuses 110 der Wärmebildkamera 100 gebracht. Die Verbindung erfolgt über einen Bajonettverschluss, bei dem der Ring 220 auf der Innenseite und der korrespondierende ringförmige Abschnitt des Gehäuses 110 an der äußeren Umfangsfläche entsprechend einen abstehenden Führungsabschnitt und eine Führungsnut aufweisen, sodass nach Maßgabe einer Bajonettverbindung eine Befestigung durch ein Verdrehen des Rings 220 um den ringförmigen Abschnitt des Gehäuses 110 zur Erreichung der Endstellung erforderlich ist. Durch die Ausbildung der Führungsnut und des Führungsabschnitts ist nur eine bestimmte Ausrichtung erzielbar. Hierüber wird sichergestellt, dass die Verbindung zwischen Adapter 200 und Wärmebildkamera 100 stets in einer definierten Anordnung und Ausrichtung erfolgt. Gleiches gilt selbstverständlich für die Anordnung und Ausrichtung der Verbindung zwischen dem Adapter 200 und dem Zielfernrohr 300, wie für das System 400 in 3 gezeigt.
-
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 400 bestehend aus einer Wärmebildkamera 100 gemäß 1 und einer als Zielfernrohr 300 ausgebildeten optischen Einrichtung. Der Ausdruck „optische Einrichtung“ wird hierin als Synonym für den Ausdruck „Optik“ im Hinblick auf die Verwendung der Wärmebildkamera 100 als Vorsatzgerät verwendet.
-
Das Zielfernrohr 300 weist ein Gehäuse 310 mit einem vorderen Abschnitt auf, in dem sich ein Objektiv 320 befindet. Am gegenüberliegenden Ende weist das Gehäuse 310 einen Abschnitt auf, in dem sich das Okular 340 des Zielfernrohrs 300 befindet. Über das Okular 340 erfolgt die Betrachtung durch einen Anwender. Im mittleren Abschnitt des Gehäuses 310 befindet sich ein Montageabschnitt 330, über welchen das Zielfernrohr 300 mit einem Gewehr verbunden werden kann. Im mittleren Abschnitt befindet sich ferner eine Einrichtung 350 zur Absehenverstellung mit einem Bedienrad 352 und einem Bedienrad 354, die zum Ausgleich von Abweichungen und zur horizontalen und vertikalen Ausrichtung dienen.
-
Bei dem System 400 ist die Wärmebildkamera 100 über den Adapter 200 mit dem Zielfernrohr 300 verbunden. Die Wärmebildkamera 100 wird in dieser Betriebsart als Vorsatzgerät für das Zielfernrohr 300 verwendet. Hierbei befinden sich die Sensorelemente 180 und 210 deckungsgleich zueinander, sodass eine entsprechende Rückmeldung über die Verbindung der Wärmebildkamera 100 mit dem Adapter 200 und damit mit dem Zielfernrohr 300 an die Steuerung der Wärmebildkamera 100 übermittelt wird. Die Wärmebildkamera 100 ruft dadurch automatisch den zweiten Anzeigemodus auf, wobei die über den Bildsensor 150 empfangenen und im Wärmebildmodul 160 verarbeiteten Bildinformationen nur auf einer reduzierten Darstellungsfläche 176 des Mikrodisplays 170 dargestellt werden. Eine Vergrößerung des dargestellten Bildes über das Zielfernrohr 300 erfolgt, ohne dass es zu einer Beschneidung oder Einschränkung der Bildinformationen kommt, da das vollständige Bild vergrößert dargestellt wird und über das Okular 340 des Zielfernrohrs 300 sichtbar ist.
-
Wenn die Wärmebildkamera 100 von dem Adapter 200 abgenommen wird, liefert das erste Sensorelement 180 bzw. der Magnetsensor keine Rückmeldung mehr an die Steuerung, sodass die Steuerung automatisch wieder den ersten Anzeigemodus aufruft, wobei die aufgenommene Bildinformationen über die Darstellungsfläche 174 dargestellt werden, welche die komplette (aktive) Fläche 172 des Mikrodisplays 170 umfasst.
-
4 zeigt schematische Darstellungen der Displayfläche des Mikrodisplays 170 der Wärmebildkamera 100.
-
Auf der linken Seite ist das Mikrodisplay 170 dargestellt, wobei die (aktive) Fläche 172 die Fläche ist, die von dem grauen Rahmen umgeben ist. Die Darstellung von Bildinformationen kann nur über die aktive Fläche 172 des Mikrodisplay 170 erfolgen. Für den ersten Anzeigemodus ergibt sich dabei die Darstellung über die komplette aktive Fläche 172, sodass die Darstellungsfläche 174 der aktiven Fläche 172 entspricht. 4 zeigt auf der linken Seite das Mikrodisplay 170 für den ersten Anzeigemodus.
-
Auf der rechten Seite zeigt 4 eine reduzierte Darstellungsfläche 176, die nur einen Ausschnitt der aktiven Displayfläche 172 ausmacht. 4 zeigt dabei auf der rechten Seite das Mikrodisplay 170 für den zweiten Anzeigemodus.
-
Wird im zweiten Anzeigemodus der über die reduzierte Darstellungsfläche 176 dargestellte Bildinhalt vergrößert, kann beispielsweise für eine nachgeschaltete Optik, wie beispielsweise das Zielfernrohr 300, am Okular 340 das vollständige Bild dargestellt werden. Würde eine Vergrößerung im ersten Anzeigemodus erfolgen, würde nur ein Ausschnitt des Bildinhalts der aktiven Fläche 172 vergrößert werden, sodass Bildinformationen verloren gehen. Daher ist bei der Verwendung der Wärmebildkamera 100 als Vorsatzgerät eine Reduzierung der Darstellung über die aktive Fläche 172 erforderlich und auch vorteilhaft.
-
Vorteilhafterweise erfolgt dies gemäß der hierin beschriebenen technischen Lehre automatisch, wenn eine entsprechende Verwendung der Wärmebildkamera 100 als Vorsatzgerät erfolgt, wobei keine manuelle Umschaltung oder dergleichen erfolgen muss.
-
5 zeigt eine konventionelle Anzeige über ein Display 70 gemäß einer Ausführung aus dem Stand der Technik. Auch die 6 und 7 zeigen Ausführungen aus dem Stand der Technik und werden nachfolgend nur zum besseren Verständnis der hierin beschriebenen technischen Lehre kurz umrissen.
-
Bei herkömmlichen Geräten aus dem Stand der Technik mit einem rechteckigen Display 70 werden sowohl die eigentliche Bildinformationen als auch zusätzliche Symbole über die aktive Fläche 72 des Displays 70 angezeigt, die über den Satus des Gerätes informieren (Statusanzeige 78 - Batterie, Zoomstufe, Bild-Modus, Datum, Uhrzeit, etc.). Des Weiteren besitzen solche Geräte in der Regel ein Display 70 mit höherer Auslösung als die eines Bildsensors zur Aufnahme der Bildinformationen, so dass das Sensorsignal auf die größere Anzahl der Pixel des Displays 70 hochskaliert wird (siehe 5) .
-
Wird nun ein solches Gerät, mit dem rechteckigen Display 70 als Vorsatzgerät vor einer anderen Optik verwendet (egal welche Vergrößerung), so sind die Statusanzeigen 78 nicht mehr sichtbar, da klassische optische Systeme immer kreisrund sind und damit den Bildausschnitt beschneiden. Der Nutzer verliert damit also wichtige Informationen über sein Gerät (6). 6 zeigt dabei eine konventionelle Anzeige über ein Display 70 mit eingeschränkter Darstellung bei Verwendung einer optischen Einrichtung.
-
Dieses Problem wird durch Verwendung von nachgeschalteter Optik mit Vergrößerung noch verstärk, da keinerlei Information mehr sichtbar ist, wie in 7 gezeigt, wobei eine konventionelle Anzeige über ein Display 70 mit eingeschränkter Darstellung bei Verwendung einer optischen Einrichtung mit Vergrößerung dargestellt ist.
-
Um diesem Problem entgegenzutreten veranlasst die Steuerung der Wärmebildkamera 100 der hierin beschriebenen technischen Lehre eine adaptive Anpassung einer Statusanzeige 178, die in den entsprechenden Anzeigemodi an die Gegebenheiten angepasst wird.
-
8 zeigt eine adaptive Anzeige über die Darstellungsfläche 174 der Displayeinheit der Wärmebildkamera 100 von 1 bei einem Verbund aus Wärmebildkamera 100 und Zielfernrohr 300 gemäß dem System 400 von 3. Da das Zielfernrohr 300 einen kreisrunden Bildausschnitt bereitstellt, wird im zweiten Anzeigemodus die Statusanzeige 178 wie in 8 gezeigt, an die entsprechende Vergrößerungsstufe angepasst, so dass alle wesentlichen Informationen, wie bspw. Batterie, Zoomstufe, Bild-Modus, Datum, Uhrzeit, etc. sichtbar sind.
-
Dazu gibt es neben der Darstellung des Bildes auf der vollen Größe der (aktiven) Fläche 172 des Mikrodisplays 170 im ersten Anzeigemodus die Möglichkeit das Bild im mindestens einen zweiten Anzeigemodus kleiner darzustellen, bis zur minimalen Skalierung bei der ein Sensorpixel des Bildsensors 150 einem Displaypixel des Mikrodisplays 170 entspricht. Dazwischen sind Stufen vorgesehen, so dass der Anwender entsprechend seiner Optik automatisch das optimale Bild erhält und immer alle Informationen im Blick hat.
-
Zusätzlich findet eine Maskierung der nicht notwendigen Bildbereiche statt und die Statusinformationen werden in einem geänderten, für das z.B. runde Sichtfeld optimierten Layout dargestellt, wie in 8 gezeigt.
-
Die Skalierung und/oder Adaption der Statusanzeige 178 wird über die Steuerung vorgenommen. Die Steuerung erhält über das erste Sensorelement 180 eine Information darüber, dass die Wärmebildkamera 100 als Vorsatzgerät verwendet wird, so dass dann automatisch eine Anpassung der Statusanzeige 178 erfolgt.
-
Die Steuerung kann im zweiten Anzeigemodus die Einstellung der Vergrößerung in der Wärmebildkamera 100 durch die Komponenten
- - Objektiv 140 und Bildsensor 150
- - Elektronische Skalierung durch die Steuerung
- - Mikrodisplay 170 und Okular 190
derart regeln, dass eine Systemvergrößerung in der Wärmebildkamera 100 von 1,0 erreicht wird, so dass es zu keinem Treffpunktversatz für ein Zielfernrohr 300 kommt und die Einfalls- und Ausfallswinkel bei der Verwendung als Vorsatzgerät bei Zielfernrohren 300 nicht verändert werden. Hierzu regelt die Steuerung die Vergrößerung entsprechend. Es kann eine Voreinstellung vorgesehen werden, wobei dann automatisch auf Grundlage der Komponenten eine elektronische Vergrößerung zur Einstellung der Systemvergrößerung der Wärmebildkamera 100 vorgenommen wird, die anhand der Parameter durch die Komponenten vorgegeben ist, wenn die Wärmebildkamera 100 in den zweiten Anzeigemodus umschaltet. Über eine Schnittstelle kann die Steuerung angepasst werden.
-
Wenn die Wärmebildkamera 100 von der Optik oder dem Zielfernrohr 300 wieder abgenommen wird und/oder das Bild wieder über den vollen zur Verfügung stehenden Bereich des Mikrodisplays 170 (aktive Fläche 172) dargestellt wird, oder wenn eine Verkleinerung eines Bildausschnitts erfolgt, so kann ebenfalls eine Anpassung der Statusanzeige 178 stattfinden, wobei eine Vergrößerung der Statusanzeige 178 erfolgt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 70
- Display
- 72
- aktive Fläche
- 78
- Statusanzeige
- 79
- (reduzierte) Darstellungsfläche
- 100
- Wärmebildkamera
- 110
- Gehäuse
- 112
- Taste
- 114
- Taste
- 118
- Ring
- 120
- Verschluss
- 130
- vorderer Abschnitt
- 140
- Objektiv
- 150
- Bildsensor
- 160
- Wärmebildmodul
- 170
- Mikrodisplay
- 172
- Fläche
- 174
- Darstellungsfläche
- 176
- (reduzierte) Darstellungsfläche
- 178
- Statusanzeige
- 180
- erstes Sensorelement
- 190
- Okular
- 200
- Adapter
- 210
- zweites Sensorelement
- 220
- Ring
- 300
- Zielfernrohr
- 310
- Gehäuse
- 320
- Objektiv
- 330
- Montageabschnitt
- 340
- Okular
- 350
- Einrichtung zur Absehenverstellung
- 352
- Bedienrad
- 354
- Bedienrad
- 400
- System
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2011/0074823 A1 [0012]
- US 8564668 B2 [0012]
