DE3342126C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Videoaufnahmevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 27 47 615 A1 bekannt. Die Tragvorrichtung besteht aus einem Stirnband oder - alternativ - aus einem Helm. An der Tragvorrichtung ist eine Videokamera befestigt, die schräg nach unten gerichtet ist. Damit liegt der Aufnahmebereich der Kamera etwa im Gesichtsfeld des Trägers der Kamera, allerdings hat der Träger stets nur eine vage Vorstellung von dem jeweils aufgenommenen Bereich, abhängig davon, wie weit das betrachtete Objekt von dem Betrachter entfernt ist.

Aus der US-PS 39 93 407 ist eine für Blinde konstruierte Anordnung bekannt, mit der optische Signale in akustische Signale umgesetzt werden. Als Tragvorrichtung dient ein Brillengestell, an der eine oder zwei Kameras angeordnet sind. Die von der Kamera erzeugten Videosignale werden in akustische Informationen umgesetzt.

Die Handhabung herkömmlicher Videokameras bereitet insbesondere ungeübten Amateuren nicht unbeträchtliche Schwierigkeiten. Häufig sind die Bilder verwackelt, weil die Kamera zu unsicher getragen wird. Bei Personenaufnahmen bewegen sich die Personen häufig unnatürlich, da sie durch die auf sie gerichtete Kamera befangen sind.

Ferner gibt es Vorrichtungen, bei denen das Blickfeld des Benutzers weitestgehend undurchsichtig gemacht wird, damit der Benutzer gezwungen wird, auf zwei getrennte Fernsehschirme zu schauen, um so räumlich sehen zu können.

Beispiele für diesen Stand der Technik sind die US-Patentschriften 29 55 156, 35 04 122, 36 70 097, 37 84 738, 42 14 267 und 43 10 849. In der US-PS 36 14 314 ist ein Blickfelddarstellungsgerät für Piloten beschrieben, bei dem die Piloten gleichzeitig mit der Umgebung auch zusätzliche Anzeigeinformationen sehen, die eingespiegelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mühelos tragbare Videoaufnahmevorrichtung anzugeben, bei der das von der Aufnahmevorrichtung erfaßte Bild im wesentlichen mit dem übereinstimmt, was die Bedienungsperson unmittelbar sieht.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die das Blickfeld abgrenzende Einrichtung kann Markierungen an einem oder beiden Gläsern der Brille aufweisen, oder es könnte in das bzw. die Gläser zur Anzeige des momentanen Gesichtsfeldes der Videokamera, die im folgenden auch Video-Receptor bzw. Receptor genannt ist, eine Flüssigkristallanzeige eingebaut sein.

Die Übertragungseinrichtung kann einen Sender oder einen anderen Übermittler zur Übertragung des Signals zu einer entfernten Aufnahmestation aufweisen, oder sie kann in einfacher Weise eine Verbindungsleitung zwischen dem Receptor und einem elektronischen Aufnahmemedium besitzen, das an dem Körper der Bedienungsperson tragbar ist, oder sie kann einen Teil der Brille selbst bilden.

Die Aufzeichnungseinrichtung kann ein dauerndes Aufzeichnen der von dem Receptor abgetasteten Szene vornehmen, oder sie kann einfach eine visuelle Anzeigeeinrichtung für irgend jemend anders als die Bedienungsperson der Vorrichtung aufweisen.

Praktisch können zwei Receptoren, für jedes Auge des Brillengestells einer, zur Aufzeichnung eines räumlichen Bildes vorgesehen sein.

Es können auch ein oder mehrere Mikrofone innerhalb der Seitengestelle oder Bügel der Brille vorgesehen sein.

Durch die Verwendung der heutigen Technologie hat die Erfindung die entfernte Anordnung des CCD-Chips (Ladungsverschiebe-Element) aus der Kameraschaltung, der er normalerweise zugeordnet ist, ermöglicht. Die Erfindung erlaubt, daß die Brillengestelle die Erscheinungsform einer normalen Brille beibehalten, während die vergleichsweise sperrige Kameraschaltung plus Speicherschaltung und die Einheiten woanders angeordnet werden können.

Es ist jedoch einzusehen, daß es bei den gegenwärtigen Fortschritten in der Mikrochiptechnologie bald möglich sein wird, die gesamte Kameraschaltung (und evtl. die Speicherschaltung und die Einheiten) in einen Chip von der Größe des gegenwärtig kommerziell hergestellten CCD unterzubringen, der bei dem Prototyp dieser Erfindung verwendet wird. Diese Vorteile können möglicherweise dem Benutzer absolute Bewegungsfreiheit verleihen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind auch in dem anschließenden Beschreibungsteil enthalten, in dem Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine rückseitige perspektivische Ansicht einer Videoaufnahmevorrichtung, im folgenden auch Video-Vorrichtung genannt, gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Vorderansicht der Video-Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine alternative Video-Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Kamera von Fig. 3;

Fig. 5 eine alternative Kamera gemäß der Erfindung;

Fig. 6 ein Bandaufzeichnungsgerät zur Verwendung bei der Erfindung; und

Fig. 7 eine weitere alternative Kamera gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 stellen eine Video-Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung dar. Die Vorrichtung besitzt eine Brille 12 mit Bügeln 14 und Brillengläsern 16. Zwischen den Brillengläsern befindet sich eine weitere Linse 18, hinter der eine Miniaturkamera 20, typischerweise eine CCD-Einheit, angeordnet ist.

An einem der Gläser 16 ist ein Rahmen 22 angebracht, der Bandstreifen oder andere Markierungen aufweisen kann. Der Rahmen dient als eine das Gesichtsfeld abgrenzende Einrichtung bzw. Sucher. Anders ausgedrückt ist das, was der Benutzer durch den Rahmen sieht, wenn er die Brille trägt, dasselbe wie das Sichtfeld der Kamera 20.

Indem der Sucher 22 als eine Markierung auf einer der Leser der Brille vorgesehen wird, die einen zu dem Blickfeld der Kamera korrespondierenden Bereich markiert, ist der Sucher für andere Menschen unsichtbar, da er sich auf der Innenseite des Glases befindet. Das verspiegelte Glas dient als Einweglinse, so daß die Markierung nicht von anderen gesehen werden kann. Überraschenderweise ist die Markierung an einem Glas für den Brillenträger effektiv unsichtbar, wenn beide Augen geöffnet sind. Der Benutzer kann jedoch den Sucher durch Schließen seines anderen Auges sehen, und der Rahmen 22 wird dann sichtbar.

Einen zweckmäßigen Sucher erhält man dadurch, daß man einen selbstklebenden matten Rahmen vorsieht, der an der Innenseite eines der Gläser angebracht werden kann, wobei er nach dem Anbringen vor den Augen des Benutzers dem Blickfeld der Kamera entspricht. Es ist klar, daß die Augen von verschiedenen Leuten unterschiedlich beabstandet sind, und das Blickfeld sollte so eingestellt werden, daß es für den Benutzer paßt. Es wird im allgemeinen eher zweckmäßig sein, die Stellung des Suchers auf dem Glas einzustellen, als den Receptor innerhalb der Kamera auf oder ab zu justieren. Der Sucher kann seitlich oder nach oben und nach unten bewegt werden, und die Bewegung kann durch die Nasenunterlagen der Brille eingestellt werden.

Der selbstklebende Sucher wird zweckmäßigerweise aus einem 4 mm breiten Streifen aus mattem Appreturmaterial gebildet, das an der Innenseite eines der Gläser angeheftet werden kann. Alternativ kann ein Bereich eines Glases 16 gefärbt sein, oder es könnte ein Flüssigkristallrechteck auf dem Glas erscheinen. Andere Varianten sind möglich.

Die Gläser 16 der Brille sind vorzugsweise nach Art von Sonnengläsern verspiegelt, so daß das Vorhandensein der Kameravorrichtung anderen verborgen ist. Durch Abdunkeln oder Verspiegeln der Gläser kann das Vorhandensein eines Sucherrahmens 22 anderen gegenüber verborgen werden. Das Vorhandensein der Kameralinse ist vorzugsweise ebenfalls entweder durch das Design bzw. den Aufbau oder durch Kaschieren mit demselben Material wie die Brillengläser verborgen. Der Benutzer setzt die Brille auf und wendet sich der Szene zu, die von der Kamera beobachtet werden soll. Das CCD-Chip innerhalb der Kamera erzeugt ein elektronisches Signal entsprechend der Szene vor den Benutzer, wie sie durch den Rahmen 22 zu sehen ist. Das Signal wird längs einer Leitung 24 auf einen Video-Recorder oder einen Sender oder einen anderen Übermittler an oder nah dem Benutzer übertragen.

Auf Wunsch kann auch ein Mikrofon 26 in einem der Bügel vorhanden sein, so daß ein Hörsignal das Video-Signal begleitet, das über das Kabel 24 gesendet wird. Das Mikrofon kann wahlweise an irgendeiner anderen Stelle auf der Brille oder sonstwo an oder neben dem Benutzer angeordnet sein.

Unterhalb der Kamera kann eine Blendeneinstellsteuerung 28 und an der Seite eine Blendenanzeiger-LED vorgesehen sein. Die Blendensteuerung kann ein (nicht dargestelltes) Schiebe-V aufweisen, dessen Bewegung durch Drehen der Blendeneinstellschraube 28 kontrolliert wird. Diese ist mit der LED gekoppelt, die so gestaltet ist, daß sie ausgeschaltet ist, wenn das einfallende Licht auf dem CCD innerhalb der Arbeitsbandbreite liegt, und das eingeschaltet ist, wenn das Bild zu dunkel ist, oder das blinkt, falls das CCD zu viel Licht erhält.

Die Fig. 3 und 4 stellen eine zweite Video-Einrichtung oder Kameraeinheit 40 der Erfindung dar. Diese Vorrichtung ähnelt der Vorrichtung 10 der Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß statt einer einzelnen in der Mitte angebrachten Kamera zwei Kameras 42 vorhanden sind, die sich jeweils nahe des Gelenks 44 der Brille 46 befinden. Jede einzelne Kamera weist einen CCD-Chip 48 auf, der Licht aufnehmen und ein elektronisches Signal in Abhängigkeit von dem Bild erzeugen kann, das von dem optischen Ladungsverschiebeelement empfangen wird. Der Chip 48 ist hinter einem einzelnen Linsenelement 50, typischerweise einer 16-mm-F2-Weitwinkellinse, und einem Spiegel 52 angebracht.

Die Linse 50 weist an ihrer Unterseite eine Blendeneinstellsteuerung auf.

Eine Leitung 54 ist mit dem Gestell der Brille und den Leitungen mit einem Video-Band-Recorder oder einem Übermittler verbunden, wie oben beschrieben.

Die Gläser 56 der Brille sind vorzugsweise verspiegelt oder abgedunkelt, wie oben beschrieben.

Ein Sucherrahmen 58 ist noch an einem der Gläser 56 als eine das Gesichtsfeld abgrenzende Einrichtung vorgesehen.

Eine Blendenanzeige-LED 60 kann an jeder Seite der Linsenfassung, jeweils eine für jede Kamera, vorgesehen sein.

Stereo-Mikrofone 62 können in die Bügel 64 der Brille eingebaut sein.

Fig. 5 veranschaulicht eine andere Kameraeinheit 70, ähnlich der Einheit 10. Sie enthält eine Kamera 72 zwischen den Gläsern 74 der Brille. Ein Blendeneinstellsteuerknopf 78, eine Blendenanzeig-LED 80 und ein einzelner Sucherrahmen 82 sind vorgesehen. Zusätzliche LED-Anzeigen könnten an der Innenseite des Hauptgestells vorgesehen sein, um "Aufnahme", "Batterie schwach", "Speicher gefüllt", Zoom-Stellungen und andere Funktionen anzuzeigen.

Falls eine Zoom-Einrichtung benötigt wird, könnte dies elektronisch erreicht werden. Die LED könnte den Benutzer über die Zoom-Art beispielsweise wie folgt informieren:

AUS = kein Zoom;
langsames Blinken = geringes Zoom;
je schneller das Blinken = desto stärker das Zoom;
bis vollständig an = volles Zoom.

Für diese Funktion sollte das CCD ausreichend Elemente aufweisen, um eine brauchbare Auflösung beim Zoom-Betrieb vorzusehen.

Die Kameraeinheit braucht keine Brennweiten-Einstellung zu besitzen, vorausgesetzt, daß eine optische Linse mit einer kurzen Brennweite verwendet wird. Eine Brennweiten-Einstellung könnte bei Bedarf vorgesehen werden, wobei zur Einstellung der Linse ein einfaches Brennweiten-Gewinde eingesetzt werden könnte. Wenn der Wunsch besteht, daß die Einstellung des Brennweiten-Gewindes verdeckt ist, könnte ein kleiner Gleithebel an der Rückseite des Gestells befestigt werden. Es könnte auch ein Brennweiten-Anzeiger vorgesehen sein, beispielsweise mit Farbcode, und längs des CCD derart eingesetzt sein, daß er nur für den Benutzer sichtbar ist. Alternativ kann auch eine automatische Fokussierung elektronisch oder mit anderen Mitteln vorgenommen werden.

Die Blende könnte, wie oben beschrieben, von Hand kontrolliert werden oder durch ein einfaches elektronisches Verfahren, wie beispielsweise eine Flüssigkeitskristalleinrichtung unmittelbar hinter der Kameralinse gesteuert werden. Alternativ könnte die Blendenfunktion über eine automatische Verstärkungsreglerschaltung in der Aufzeichnungsvorrichtung erreicht werden.

Vorzugsweise wird die Video-Kamera mit einem Recorder verbunden, der an der Person des Benutzers angebracht ist, und insbesondere ist der Recorder an einem Gürtel so befestigt, daß er verborgen ist, wie in Fig. 6 dargestellt. Der Hauptteil des Recorders kann in zwei Komponenten zum leichteren Tragen zerlegt werden. Beispielsweise können die Batterie und die Kameraschaltung in einem getrennten Behälter vorgesehen sein. Der Recorder kann ein laufendes Magnetband wie zur Zeit bei Video-Kameras üblich, verwenden, obgleich es auch einzusehen ist, daß das Aufzeichnungsmedium irgendeine andere Einrichtung zur Speicherung eines Signals aus dem CCD einschließlich Magnetscheiben, digitaler elektronischer Speicher, wie beispielsweise Magnetblasenspeicher, oder andere elektronische Speicher sein kann.

Die in Fig. 6 dargestellte Anordnung besitzt Klappen, um das Deck vor anderen zu verbergen, wobei die Anschlüsse an der Innenseite des Decks liegen und die Aufnahme- und Zoom-Steuerungen leicht zugänglich unter den Klappen bzw. dem Deck angeordnet sind. Die Komponenten können so ausgestaltet sein, daß sie als Geldgürtel eines Reisenden oder dergleichen erscheinen und nicht als elektronische Schaltung.

In den meisten Anwendungsfällen wird das Verbergen der Kameralinse bzw. der Linsen in der Brille und das Verbergen des Recorders in an einem Gürtel getragenen Bestandteilen die geeignetste Ausgestaltung darstellen. Für einige Zwecke jedoch kann ein Verbergen nicht erforderlich sein, beispielsweise dann, wenn das Aufzeichnen für Trainingsfilme oder dergleichen vorgenommen wird.

Zu der Einrichtung zur Übertragung kann, wie dargestellt, ein die tragbare Kamera mit einem geeigneten Recorder verbindendes Kabel oder ein optischer Hohlleiter oder ein Sender einer Ultraschall- oder ein anderer Übermittler gehören.

Durch diese Einrichtungen braucht der Video-Receptor an der Brille nicht direkt mit dem Recorder oder Monitor des Signals verbunden zu werden.

Der Brille kann beispielsweise eine Übermittlungseinrichtung zugeordnet sein, um ein Bildinformation enthaltendes Signal zu einem Recorder zu übertragen, der an dem Körper einer Person, beispielsweise an einem Gürtel, oder in ihrer Nähe montiert ist, beispielsweise in einem Speicherbehälter in demselben oder einem angrenzenden Raum. Bei Übermittlungen über eine kurze Entfernung wäre es möglich, einen relativ kleinen Übermittler zu verwenden, der die Bildinformationen durch einen kleinen Übertragungssender oder Ultraschall oder andere Tonsender überträgt. Die Größe und die Art des Übermittlers hängt von der Menge der Bildinformation ab, die übertragen werden muß. Für den Fall einer feststehenden elektronischen Kamera kann beispielsweise ein kleiner Puffer-Speicher, der der bewegbaren Kamera zugeordnet ist, vorgesehen sein, der die Information von einem einzelnen Gestell speichert und dann diese Information mit einer etwas geringeren Rate überträgt, als die Information in dem Speicher aufgenommen wird. Dies würde einen Übermittler in die Lage versetzen, eine kleinere Bandbreite als ein Übermittler zu verwenden, der bei der Übertragung von Live-Bewegungsbildern verwendet wird. Da es möglich ist, die Bildinformation in einer Reihe von binären Ziffern zu erzeugen, ist es möglich, die Informationen als eine Reihe von Ein-, Aus-, Schall- oder Sendeimpulse zu übertragen. Alternativ kann ein analoges Signal zur Übertragung der Information zu dem geeigneten Empfänger verwendet werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel könnte der der tragbaren Kamera zugeordnete Übermittler über größere Entfernung übertragen oder die Verwendung eines Boosters oder eines Relaisübertragers nahe des Benutzers einschließen. In beiden Fällen könnte dies auf einen entfernt liegenden Empfänger oder einen Monitor, oder über ein Modem auf eine Telefonleitung oder über einen Satelliten oder irgendeine andere Übertragungseinrichtung auf einen entfernt angeordneten Empfänger übermittelt werden. Dem an irgendeiner Stelle längs der Übertragungskette angeordneten Empfänger könnte ein geeigneter Recorder zur Speicherung der Bildinformationen zugeordnet sein, oder die Information könnte live über einen Monitor verarbeitet werden, wie es bei Live-Fernseh-Nachrichten erfolgt.

Es ist somit einzusehen, daß durch Übertragung des Signals aus dem Video-Receptor über irgendeinen passenden Übermittler zu einem Empfänger möglich ist, die tragbare Kamera relativ frei und leicht zu handhaben, ohne durch Drähte oder Kabel behindert zu sein. Überdies ermöglicht dies dem Benutzer leichter, das Vorhandensein der Kamera zu verbergen und die von der Kamera empfangene Information zu speichern, da er in der Lage ist, die Szene aufzuzeichnen, die er erblickt.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausbildungsform einer Kameraeinrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausbildungsform ist ein Hut oder ein Helm 90 mit einem Brillengestell 92 versehen, das von dem Rand nach unten ragt. Eine Einzel- oder eine Doppelkamera 94 ist auf dem Hut angebracht und mit einer Sucheranordnung an der Brille ausgerichtet.

Bei einer Modifikation dieser Ausbildungsform könnte der Hut 90 durch ein einfaches Kopfband oder eine ähnliche Anordnung ersetzt werden. Die Brille 92 kann von dem Hut oder dem Kopfband getrennt sein, muß jedoch von Hand bei der Verwendung ausgerichtet werden.

Es ist einzusehen, daß das Konzept der Erfindung, daß das Anbringen einer elektronischen Linse und eines Bildsuchers auf Gläsern, Schutzbrillen oder anderen Brillen einschließt, einen weiten Anwendungsbereich besitzt. Das übliche Aufzeichnen eines Video-Bandes oder elektronischer Standbilder können mit einem Minimum von Aufwand und ohne Behinderung der Hände vorgenommen werden. Hierdurch kann die Kamera beim Skilaufen, Fahren, Fliegen usw. gehandhabt werden. Die Erfindung eignet sich auch für das Schaffen von Do-it-yourself-Video-Schulungsbändern. Beispielsweise könnte ein Lehrer ein Video-Band von seinen eigenen Handlungen und Instruktionen herstellen, so daß ein Schüler, der den Video beobachtet, das Gefühl haben würde, selbst dort zu sein und die Handlungen des Lehrers vorzunehmen. Andere Anwendungen liegen im industriellen Bereich, in der Schaffung von Ausbildungsfilmen und in der Herstellung einer sofort lieferbaren Aufzeichnung, als Kamera für behinderte Personen und in Sicherheits- und Militärbereichen, wo eine Geheimhaltung manchmal erwünscht ist.

Claims (8)

1. Elektronische Videoaufnahmevorrichtung, die am Kopf eines Benutzers mittels einer Tragvorrichtung tragbar ist, mit einer Videokamera (20; 42; 72; 94) zur Aufnahme eines im Gesichtsfeld des Benutzers liegenden Bildes mittels einer Linse (18; 50) und zur Erzeugung eines dem Bild entsprechenden Videosignals, welches über eine Übertragungseinrichtung zu einer Aufzeichnungs- oder einer Wiedergabeeinrichtung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung als Brille (12; 46; 92) ausgebildet ist, an der eine das Gesichtsfeld definierende Einrichtung (22; 58) vorhanden ist, durch die der Benutzer die Umwelt unmittelbar betrachten kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (20; 42; 72) auf der Brille montiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (94) auf dem Kopf des Benutzers von der Brille (92) getrennt, jedoch mit dieser ausgerichtet tragbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Sender zum Übertragen des Videosignals zu einer entfernten Empfangsstation.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung an dem Körper des Benutzers tragbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Videokameras (42) zur Bildung eines räumlichen Videosignals vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Mikrophon (26) zur Übertragung eines Tonsignals zusammen mit dem Videosignal vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Mikrophone (62) vorgesehen sind, die jeweils einem Bügel (64) der Brille (46) zugeordnet sind.