DE60320580T2

DE60320580T2 - Vorrichtung mit kameramodulen und damit ausgestattes fluggerät

Info

Publication number: DE60320580T2
Application number: DE60320580T
Authority: DE
Inventors: Pierre Louis
Original assignee: Louis Pierre Isnes-les-Dames
Current assignee: Aeroscan Sarl Bergem Lu
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2023-12-13
Also published as: WO2004055588A1; CA2509540A1; ES2308006T3; US7365774B2; EP1570314B1; DE60320580D1; ATE393412T1; AU2003289769A1; US20040114038A1; EP1570314A1; CA2509540C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Positionierung von Kameramodulen, so dass eine korrekte Überdeckung der Bilder die von den Kameramodulen aufgenommen werden sichergestellt ist, während außerdem eine gute Bildschärfe sichergestellt wird.
Stand der Technik
Fliegende Apparate ausgestattet mit Luftbildgeräten wie Digitalabbildungskameras (digital mapping camera DMC) sind bekannt.
Die DMC verwendet CCD Rahmen oder Matrix Sensoren. In einem kommerziellen Produkt, vertrieben von ZI Imaging (einer US Firma), besteht die DMC aus acht individuellen Kameramodulen. Die von den Sensoren gesammelten Daten werden an eine Bildverarbeitungseinheit weitergeleitet die einen Vorwärtsbewegungsausgleich sicherstellt. Die DMC ist geeignet Bilder und Fotos aus einer bestimmten Höhe aufzunehmen, die Funktion der Objektive und Linsen der Kameramodule ist.
Obwohl die DMC verhältnismäßig teuer ist, ist die DMC nicht geeignet um Aufnahmen aus 1000 m Höhe (Höhe für ebene Information) und dann aus 4000 m Höhe (Höhe für Abbildungsinformation), d. h. die DMC kann nicht dahingehend modifiziert werden um den Anforderungen zu genügen.
Die vorliegende Erfindung hat dies betreffend eine Vorrichtung, die geeignet ist, die verschiedenen unabhängigen Kameramodule auszurichten, um die Benutzung der selben Kameramodule nach Wechseln der Objektive oder Linsen, zum Aufnehmen von Bildern auf Höhe von 1000 m im einem Augenblick und auf einer anderen Höhe im nächsten Augenblick, zu ermöglichen. Die Adaption der Digitalabbildungskamera ist leicht und kann während des Fluges vorgenommen werden.
US-A-3 744 387 zeigt eine Kamera, die als geeignet gilt, scheinbare Bildbewegung aufgrund der Geschwindigkeit eines Flugzeugs zu kompensieren.
Die Kamera besteht aus einem Körper, einem Linsengehäuse, einem Gehäuse, das eine zuführende Filmspule aufnimmt, einem Gehäuse, das eine Aufwickelspule aufnimmt, ein Mitnehmerelement dessen Zähne in die Öffnungen entlang der Seiten des Films eingreifen und einem Verschluss.
Der Verschluss wird zunächst in Flugrichtung bewegt wobei das Foto geschossen wird und dann kehrt der Verschluss zurück nach rechts um das schießen des nächstens Bilds vorzubereiten.
Während der Bewegung des Verschlusses in Flugrichtung ist die Bewegung des Films durch den Verschluss gesperrt (d. h. es entsteht keine Relativbewegung zwischen Film und Verschluss) und wenn der Verschluss zurückläuft wird der Film gelöst und innerhalb des Verschlusses weiterbefördert.
Der Verschluss ist mit Antriebsachsen ausgestattet um den Film intermittierend durch den Verschluss befördern zu können, wobei diese Antriebsachsen mit Zahnrädern ausgestattet sind die in gegenüberliegende Seiten des Films eingreifen.
Die Vorrichtung enthält Nocken die dafür sorgen, dass der Film in dem Moment belichtet wird in dem der Verschluss im Wegmittelpunkt und bei maximaler Geschwindigkeit ist.
Dieses Dokument beschreibt weder den Einsatz eines Bildsensors noch dessen Bewegung mittels eines Piezo-Biegestellelements der kurze Bewegungen des Bildsensors bei nahezu konstanter Geschwindigkeit ermöglicht. Die Vorrichtung besagten Dokuments ist nicht geeignet um auf Bildsensoren angewandt zu werden.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung nimmt Bezug auf ein Kameramodul um Bilder von einem Flugapparat aus aufzunehmen, wie definiert in Patentanspruch 1.
Das optische Glas des Sichtteils ist beispielsweise ein Schutzglas (wie Glas zum Schutz gegen Umwelteinflüsse, Abnutzung, Partikel, etc.), ein Glas ausgestattet mit Charakteristiken die eine Nachbehandlung der Informationen (aufgenommen vom Bildsensor, möglicherweise vorbehandelt im elektronischen Teil angebracht am Bildsensor und Verarbeitet in einem Computersystem) möglich machen um Ein- oder Mehrfarbinformationen, vorzugsweise Mehrfarbinformation im multispektralen Bereich oder teilweise multispektralen Bereich (wie von multispektralen Kameramodulen) und/oder schwarz-weiß Informationen im panchromatischen Bereich (wie für panchromatische Kameramodule) und/oder Infrarotinformation IR im IR Bereich oder teil IR Bereich (wie für IR Kameramodule) und/oder eine Kombination solcher Informationen. Wenn mehr als ein optisches Glas verwendet wird, können die optischen Gläser eins mit dem anderen verbunden werden, durch Klemmen oder Schrauben zum Beispiel, so dass die Bildinformation aufeinanderfolgende optische Gläser passiert. Die optischen Gläser sind zum Beispiel Filter um IR Strahlung aufzuhalten (so dass die gesamte sichtbare Strahlung oder wenigstens ein Teil derer für den Sensor bleibt) oder um die gesamte sichtbare Strahlung aufzuhalten (so dass die gesamte IR Strahlung oder ein Teil derer für den Sensor verbleibt).
Wenn ein oder mehr optische Gläser verwendet werden ist die Verwendung einer transparenten Folie optional, d. h. es wird möglicherweise keine Bodenabdeckung verwendet.
Der Bildsensor des Kameramoduls ist zum Beispiel ein rechteckiger oder quadratischer Sensor der vorteilhafterweise mehr als 20.000.000 Pixel haben sollte wie in zwischen 25.000.000 und 144.000.000 Pixeln oder noch mehr (Bildsensor 4.000 × 5.000; 4.000 × 7.000; 5.000 × 10.000; 7.000 × 10.000; 12.000 × 12.000)
Der Bildsensor ist frei von Elementen oder Schichten oder Belägen (wie zum Beispiel Schutzschichten oder -belägen), die möglicherweise Diffraktionen oder Störungen hervorrufen, was zu einem Mangel an Präzision führen könnte.
Durch Benutzung eines Bildsensors, der geeignet ist, Informationen im IR-Band, im multispektralen Band und im Schwarz/Weiß- Band zu sammeln, ist es durch Benutzung eines oder mehrerer optischer Gläser möglich durch den Bildsensor eine oder mehr Informationen im IR-Band, im multispektralen Band und/oder im Schwarz/Weiß-Band zu sammeln. Ein gleicher Bildsensor kann so benutzt werden, um verschiedene Informationen des Bildes zu sammeln.
Der Bildsensor kann ein CCD-Sensor, ein CMOS-Sensor oder ein Mehrschichtensensor sein, welcher durch Filtermittel das Sammeln oder Analysieren von mindestens zwei Farben (ausgewählt aus der aus rot, grün und blau bestehenden Gruppe) für jeden Pixel ermöglicht, vorzugsweise die drei Hauptfarben (rot, blau und grün) für jeden Pixel. So ein Mehrschichtensensor wird von FOVEON (US) unter der Handelsmarke SD10 verkauft.
Das Kameramodul ist auch mit wärmeisolierenden Mitteln versehen, so wie beispielsweise eine Isolierschicht, zum Beispiel eine Isolierschicht, die die Querseite des zweiten Teils des Kameramoduls bedeckt und möglicherweise auch die seitliche Kante des optischen Glas oder der optischen Gläser bedeckt. Der erste Teil des Kameramoduls kann auch mit einer Isolierschicht versehen werden.
Das Kameramodul kann auch mit einem Heizelement versehen werden, besagtes Heizelement wie beispielsweise ein Heizdraht oder Heizband ist zum Beispiel mit der starren Halterung verbunden, zum Beispiel auf der inneren Fläche der Halterung. Das Heizelement ist vorteilhaft mit einer Kontrollvorrichtung verbunden, beispielsweise einem Thermostat usw. Heizmittel werden vorteilhaft auch so benutzt, dass sie eine Minimaltemperatur für das Schutzglas oder die Schutzgläser und für den Kameraverschluss garantieren.
Der Bildsensor und/oder das System, das eine Bewegung des Bildsensors respektive des zweiten Teils der Kamera gewährleistet, einschließlich des Piezo Biegestellelements, ist/sind modular auf eine abnehmbare Art, um eine leichte Demontage des Bildsensors und/oder Systems zu ermöglichen, wodurch im Falle eines Defekts des Bildsensors oder Systems während eines Fluges ein schnelles Austauschen durch einen anderen Bildsensor möglich wird, der möglicherweise auf einem System zum Bewegen befestigt ist, und/oder durch einen statischen Bildsensor (der den defekten Bildsensor und das System ersetzt) und/oder um das System durch ein neues oder nicht defektes System zu ersetzen.
Vorteilhaft ist der Bildsensor mit einem Piezo Biegestellelement verbunden, und gewährleistet damit mindestens eine Bewegung des Sensors mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit über eine Zeitspanne größer als zwei mal die Aufnahmezeit, vorzugsweise für eine Zeitspanne größer als fünf mal die Aufnahmezeit, so wie beispielsweise eine Spanne bestehend aus zwischen 5 und 100 mal der Aufnahmezeit.
Das Piezo Biegestellelement beinhaltet ein Platte, das von Führungsschienen geführt wird.
Gemäß einer spezifischen Ausfrührungsform beinhaltet das Kameramodul ein unterstützendes Stück, das den Bildsensor trägt, als auch ein elektronisches Kontrollmittel für besagten Bildsensor, besagtes unterstützendes Stück besitzt eine erste Kante und eine zweite Kante gegenüber der ersten Kante. Das Module beinhaltet zwei Piezo Biegestellelement, die jeweils einen sich bewegenden Anteil besitzen, wobei der sich bewegende Teil eines ersten Piezo Biegestellelements mit der ersten Kante des unterstützenden Stücks verbunden ist, während der sich bewegende Teil des zweiten Piezo Biegestellelements mit der zweiten Kante des unterstützenden Stücks verbunden ist.
Das Kameramodul wird vorteilhaft ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus IR Kameramodul, multispektralem Kameramodul, uni/monofarbigem Kameramodul, chromatischem oder panchromatischem Kameramodul und Kombinationen davon.
Das Kameramodul der Erfindung kann allein oder mit einem oder mehreren Kameramodulen der Erfindung oder nicht der Erfindung, aber vorzugsweise entsprechend der Erfindung) in einer Kamera benutzt werden, so wie beispielsweise in einer Luftkamera.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Kamera wie in Patentanspruch 8 definiert.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät für Kameras wie in Patentanspruch definiert.
Durch die Benutzung solch eines Geräts ist es möglich, die Kameramodule (oder wenigstens den ersten Teil davon) von den Mitteln der Orientierung der optischen Mittelachse der Kameramodule zu entfernen, und andere Mittel zur Orientierung der optischen Mittelachse der Kameramodule zu benutzen, um einfach den Betrieb der Kameramodule anzupassen, beispielsweise infolge der Höhe des Flugzeugs.
Vorteilhafterweise beinhaltet das Gerät mindestens ein Mittel zur Positionierung der Mittel zur Ausrichtung der optischen Mittelachse der Kameramodule bezüglich des Rahmens. Solch ein Positionierungsmittel ist vorteilhaft angepasst um die mögliche Bewegung der Mittel zur Ausrichtung der Kameramodule bezüglich des Rahmens zu begrenzen. Die mögliche Bewegung der besagten Ausrichtungsmittel bezüglich des Rahmens ist beispielsweise weniger als 1 cm, vorteilhafterweise weniger als 0,5 cm, vorzugsweise weniger als 0,25 cm.
Vorteilhafterweise sind die Mittel die zentralen optischen Achsen der Kameramodule zu orientieren eine steife Halterung versehen mit wenigstens zwei Durchgängen, von denen jeder mit wenigstens einem Sitzelement verbunden ist welches wiederum adaptiert ist um wenigstens einen Teil eines Kameramoduls aufzunehmen.
Vorzugsweise ist die steife Halterung mit einem Arm versehen, an dem ein Trägheitsmodul angebracht ist.
Entsprechend einer Ausführung sind die Mittel zur Ausrichtung eine Halterung die mit wenigstens zwei Durchgängen ausgestattet ist von denen jede mit wenigstens einem Sitzelement verbunden ist das wiederum adaptiert ist um einen Teil eines Kameramoduls zu berühren wobei ein erster Sitz zur Ausrichtung der optischen Mittelachse eines ersten Kameramoduls in eine erste Richtung eingestellt ist während ein zweiter Sitz für die Ausrichtung der optischen Mittelachse eines zweiten Kameramoduls in eine zweite Richtung eingestellt ist, wobei die erste und zweite Richtung so eingestellt sind, dass eine Überlappung des Bilds des ersten Kameramoduls mit dem Bild des zweiten Kameramoduls sichergestellt ist.
Entsprechend einer anderen Ausführung bestehen die Mittel zur Ausrichtung der optischen Mittelachsen von wenigstens zwei Kameramodulen aus wenigstens zwei unterschiedlichen Elementen, einem Ersten geeignet zur Ausrichtung der optischen Mittelachse eines ersten Kameramoduls und einem Zweiten geeignet zur Ausrichtung der optischen Mittelachse eines zweiten Kameramoduls unterschiedlich vom Ersten. Dies ermöglicht es dann die optischen Mittelachsen der Kameras unabhängig in unterschiedliche Richtungen zu richten. Zum Beispiel können die Bildsensoren verschiedener Kameras in einer horizontalen Ebene angeordnet sein oder in einer Ebene die in einem Winkel zu besagter horizontaler Ebene steht unabhängig voneinander. Dies kann durch eine Schnittstelle oder geneigte Schnittstelle erreicht werden.
Entsprechend einem Detail einer Ausführung ist das Sichtelement das mit einem Kameramodul assoziiert ist abnehmbar an dieses Kameramodul angebracht, wobei wenigstens ein Halterungsmittel dafür eingerichtet ist das Sichtelement relativ zum Kameramodul in Position zu halten.
Entsprechend einer spezifischen Ausführung ist der zweite Teil, der das Sichtelement beinhaltet, angebracht an die Mittel die optische Mittelachse der Kameramodule auszurichten. Die Mittel um die Kameramodule auszurichten können ein einzelnes Teil bilden, das geeignet ist Bilder aus einer spezifischen Höhe aufzunehmen mit einer spezifischen Überlappung der Bilder oder Fotos mit besagten Kameramodulen. Das Ersetzten eines spezifischen Teils mit einem anderen spezifischen Teil ermöglicht es das selbe erste Teil der Kameramodule zu verwenden um Bilder aus einer anderen Höhe oder mit einer anderen Überlappung aufzunehmen.
Jedes Kameramodul ist mit einem Piezo-Biegestellelement verbunden der so auf den Bildsensor wirkt, dass die Relativgeschwindigkeit des Flugzeugs zur zu fotografierenden Oberfläche kompensiert wird.
Das Kameramodul ist so eingestellt, dass ein Bild in einer Belichtungszeit von weniger als 0,1 Sekunden aufgenommen werden kann. Der Pixelbildsensor einer Kamera ist beweglich aufgehängt relativ zum Sichtelement des betrachteten Kameramoduls, wobei der Pixelbildsensor mit einem Piezo-Biegestellelement verbunden ist, der sicherstellt, dass der Sensor mit nahezu konstanter Geschwindigkeit bewegt werden kann für eine Zeitspanne mindestens so groß wie die Belichtungszeit, vorteilhafterweise doppelt so groß wie die Belichtungszeit, vorzugsweise größer als fünfmal die Belichtungszeit, beispielsweise für eine Dauer zwischen 5 und 100 Mal die Belichtungszeit. Die Belichtungszeit ist vorteilhafterweise geringer als 0,01 Sekunden, beispielsweise 0,005 Sekunden, 0,003 Sekunden, 0,001 Sekunden, oder noch weniger.
Vorteilhafterweise wird der Bildsensor mit seiner elektronischen Verarbeitungseinheit mit einem Piezo-Biegestellelement bewegt.
Vorteilhafterweise sind die Mittel zur Ausrichtung der optischen Achse der Kameramodule mit dem Rahmen über Mittel zur Vibrationsabsorption verbunden.
Entsprechend einer spezifischen Ausführung sind die Ausrichtungsmittel eine Aufhängung ausgestattet mit wenigstens vier Durchgängen, jeder von ihnen verbunden mit wenigstens einem Sitzelement adaptiert wenigstens einen Teil eines Kameramoduls zu berühren, wobei ein erster Sitz adaptiert ist die optische Mittelachse eines ersten Kameramoduls auszurichten, ein zweiter Sitz adaptiert ist die optische Mittelachse eines zweiten Kameramoduls auszurichten, ein dritter Sitz adaptiert ist die optische Mittelachse eines dritter Kameramoduls auszurichten und ein vierter Sitz adaptiert ist die optische Mittelachse eines vierten Kameramoduls auszurichten, wobei die erste und zweite Ausrichtung eingestellt sind eine Überlappung des Bildes des ersten Kameramoduls und des Bildes des zweiten Kameramoduls sicherzustellen, während wobei die dritte und vierte Ausrichtung eingestellt sind eine Überlappung des Bildes des dritte Kameramoduls und des Bildes des vierten Kameramoduls sicherzustellen.
Beispielsweise wird das Kameramodul ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus IR Kameramodulen, Mulitspektralkameramodulen, Uni/Mono Farb Kameramodulen, chromatischen oder panchromatischen Kameramodulen und Kombinationen daraus.
Entsprechend einer spezifischen Ausführung ist der Rahmen eine Aufnahmevorrichtung ausgestattet mit wenigstens zwei Öffnungen, einer ersten Öffnung adaptiert die Mittel zur Ausrichtung der optischen Mittelachse der Kameramodule wenigstens teilweise in die Aufnahmevorrichtung zu platzieren, während die zweite Öffnung adaptiert ist das Aufnehmen von Bildern durch die Kameramodule oder einen Sichtbereich für jedes Kameramodul sicherzustellen. Die Aufnahmevorrichtung ist mit Mittel ausgestattet um die Mittel zur Ausrichtung der optischen Mittelachsen der Kameramodule mit Zwischenschaltung von vibrationsabsorbierenden Mitteln aufzuhängen.
Vorzugsweise ist die Aufnahmevorrichtung mit einem oder mehr Bodenelementen ausgestattet mit einer transparenten Antidiffraktionsfolie, wobei besagte Bodenelemente mit der Aufnahmevorrichtung und einer Abdeckung dieser eine im wesentlichen abgeschlossene Kammer bilden in welcher sich die Kameramodule befinden. Die Vorrichtung beinhaltet dann vorzugsweise ein Heizelement um eine im Wesentlichen konstante Temperatur in der Aufnahmevorrichtung sicherzustellen.
Vorteilhafterweise ist die Aufnahmevorrichtung mit Mitteln ausgestattet sie mit einer stabilisierten Aufhängung zu verbinden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Fluggeräte wie definiert in Patentansprüchen 18, 19.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Prozess Bilder aufzunehmen wie definiert in Patentanspruch 20.
Details und Charakteristiken des Willens Erfindung ergeben sich aus folgenden Beschreibungen vorgezogener Ausführungsformen der Erfindung in denen auf die Zeichnungen im Anhang Bezug genommen wird.
Eine kurze Beschreibung der Zeichnungen
In besagten Zeichnungen,
ist 1 eine schematische Sicht eines Flugzeugs, das mit einer Vorrichtung der Erfindung ausgerüstet ist;
ist 2 eine Vorderansicht des Flugzeugs aus 1;
ist 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung, die im Flugzeug aus 1 benutzt wird;
ist 4 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung aus 3;
ist 5 eine perspektivische Ansicht der abnehmbaren Halterung, die die unabhängigen Kameramodule trägt;
ist 6 eine Draufsicht der Halterung aus 5, die auf dem Aufhängungsmechanismus platziert ist, mit entfernter Abdeckung;
ist 7 eine perspektivische Ansicht der abnehmbaren Halterung aus 5 nach Entfernung der Kameramodule;
ist 8 eine Schnittansicht eines Kameramoduls;
ist 9 eine Ansicht, die die Bewegung des Bildsensors des Kameramoduls aus 8 während der Belichtungszeit eines Fluges;
ist 10 eine Draufsicht eines weiteren Kameramoduls;
ist 11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI;
ist 12 eine Schnittansicht noch eines weiteren Kameramoduls;
ist 13 eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII des Kameramoduls aus 12;
stellt 14 einen Graphen da, der die Geschwindigkeit der Platte des Piezo-Biegestellelements (und damit des Bildsensors) als Funktion der Zeit angibt,
ist 15 eine Schnittansicht einer weiteren Halterung für Kameramodule,
ist 16 eine perspektivische Ansicht der abnehmbaren Halterung, angepasst um ein einziges unabhängiges Kameramodul zu tragen;
ist 17 eine Draufsicht der Halterung aus 16;
ist 18 eine Seitenansicht der abnehmbaren Halterung aus 16;
ist 19 eine Draufsicht eines mit den vier Halterungen aus 16 verbundenen Rahmens;
ist 20 eine Schnittansicht des Rahmens aus 19 entlang der Linie XX-XX mit einer angebrachten Halterung;
ist 21 eine schematische Ansicht um eine spezifische Verwendung einer Kamera, die mit vier unabhängigen Kameramodulen versehen ist, zu erklären;
ist 22 eine schematische Ansicht des Flugzeugs beim Aufnehmen von Bildern mit Hilfe von zwei Bildsensoren;
ist 23 eine schematische Ansicht, die die Superposition der vom Flugzeug aus 22 aufgenommenen Bilder erklärt; und
sind 24 und 25 Ansichten im Schnitt von Geräten ähnlich denen, die in 3 gezeigt werden.
Beschreibung bevorzugter Ausführungen
Das Flugzeug 1 ist versehen mit einer Vorrichtung 3 um fortlaufende Bilder des Bodens 2 aufzunehmen, während gemäß einer Flugmission geflogen wird (beispielsweise in Flugrichtung X). Die Vorrichtung 3 beinhaltet eine Serie von unabhängigen Kameramodulen (beispielsweise vier Kameramodule 4 zum Aufnehmen verschiedener Bilder entlang verschiedener Sichtachsen). Jedes Kameramodul hat eine optische Mittelachse OA1, OA2 und haben ein Sichtfeld FW1, FW2 definiert durch einen Winkel W (siehe 2 und 3).
Die Vorrichtung 3, in 3 gezeigt, ist auf einer stabilisierten Aufhängung 5 angebracht, die auf dem Boden 6 des Flugzeugs 1 angebracht ist, besagte Aufhängung wird von (nicht gezeigten) Motoren kontrolliert, die angepasst sind um die Position von Vorrichtung 3 als Funktion der Bewegung des Flugzeugs korrigieren, beispielsweise infolge von Luftturbulenzen. Die Aufhängung 3 beinhaltet eine Halterung 5B, welche um zwei im Wesentlichen horizontale Achsen H1, H2 rotieren kann, und welche eine rotierende Ringplatte 5A beinhaltet, welche um eine im Wesentlichen vertikale Achse V1 rotieren kann.
Die Aufhängung 5 hat eine zentrale offene zylindrische Kammer 5C, die geeignet ist, die Vorrichtung 3 zu aufzunehmen.
Die Vorrichtung 3 enthält:

– einen Rahmen 30, geformt von einem oberen Ring 31, der angepasst ist, um auf der Ringplatte 5A aufzuliegen, einer zylindrischen Wand 32, einem unteren Ring 34, einem dazwischen liegendem Ring 35, Stäben 38 mit geschraubten Enden 38A, 38B, wobei besagte Stäbe sich zwischen dem unteren Ring 34 und dem oberen Ring 31 erstrecken, während sie sich durch den unteren Ring 34 und den dazwischen liegenden Ring 35 durchtreten. Bodenschutzabdeckungen 33, versehen mit transparenter Anti-Diffraktions-Folie 33A schützen die optischen Linsen jedes Kameramoduls 4B, 4D. Die transparente Folie 33A ist dem Sichtfeld des Kameramoduls angepasst. Die Bodenabdeckung 33 hat eine Kante 33B, die auf einem Anti-Vibrations-Ring 100 (zum Beispiel aus Schaumstoff gemacht, so wie beispielsweise im Wesentlichen starrer Schaumstoff, PUR Schaumstoff, mit geschlossenen Zellen oder offenen Zellen) aufliegt. Das Ende 38A einer Stange 38 ist in eine Vertiefung 31A des oberen Rings geschraubt, während ein Bolzen 39 auf das Ende 38B geschraubt ist. Besagter Rahmen 30 definiert eine Aufnahme mit einer inneren zylindrischen Kammer 40. Der Anti-Vibrations-Ring 100 wird auf dem zwischenliegenden Ring 35 platziert, besagter Ring ist dabei mit Durchgängen 100A für die Stangen 38 versehen. Die transparente Folie 33A wird so platziert, dass sie senkrecht zur optischen Mittelachse des Kameramoduls ist. Eine Abdeckung 9 bedeckt den oberen Durchgang des Rahmens oder der Aufnahme 30. Die innere Kammer 40 ist mit Heizmitteln 41 versehen, um die Temperatur besagter Kammer zu kontrollieren und um zu gewährleisten, dass die Kameramodule 4A, 4B, 4C, 4D in Kammer 40 auf der selben Temperatur sind, vorteilhafterweise auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur. Ein starres Stützelement 8, versehen mit Durchgängen 80, besitzt Sitze 81 für Kameramodule 4 (siehe 7), besagte starre Stütze 8 hat einen Arm 82, der eine horizontale Platte 83 trägt, auf der ein träges Modul 84 befestigt ist (siehe 5). Die Halterung 8 hat entlang ihrer Kante vertikale Riefen 85 in welche sich die Stäbe 38 erstrecken. Die Stäbe arbeiten mit besagten Riefen 85 zusammen, um die Bewegung des Stützelements 8 bezüglich des Rahmens 30 zu begrenzen. Der Arm 8 wird zum Beispiel an das Stützelement 8 geschweißt. Die starre Halterung 8 hat zwei geneigte Oberflächen 86, 87 um die optische Achse der Kameramodule 4B, 4D in eine erste Richtung OA1 auszurichten, während sie die Kameramodule 4C, 4D in eine zweite Richtung OA2 ausrichtet. Infolge besagter Ausrichtung überschneidet das Sichtfeld FW2 das Sichtfeld FW1, besagte Überschneidungszone OZ (siehe 2) korrespondierend beispielsweise mit wenigstens 10% (vorzugsweise mehr als 20%, so wie beispielsweise von 20 bis 75%, so wie beispielsweise 25%, 40%, 50%) des gesamten Sichtfelds TFW. Die Bodenabdeckungen 33 sind mit der Halterung 8 durch einen mittleren Fuß 10 verbunden.

Die Kameramodule 4A, 4B, 4C, 4D sind auf der Halterung 8 durch Verschrauben oder einen Klemmmechanismus fixiert.
Im Flug ist es möglich die Abdeckung 9 zu entfernen, so dass die Halterung 8 aus der Kammer 40 bewegt wird. Die Kameramodule können von der Halterung 8 entfernt werden. Das System ermöglicht so die Verwendung einer anderen Halterung 8 mit den selben Kameramodulen, beispielsweise um eine andere Überlappung der Sichtfelder zu erreichen oder um andere Linsen für die Kameramodule zu verwenden mit einer anderen Halterung um Bilder aus einer anderen Höhe aufzunehmen.
Jedes Kameramodul enthält:

– einen ersten Teil 50 mit einem Bildsensor 51 (so wie beispielsweise einem CCD oder CMOS oder mehrschichtigen Sensor mit Filtermitteln, die es ermöglichen, wenigstens zwei Farben [aus der aus rot, grün und blau bestehenden Gruppe] für jeden Pixel zu sammeln oder zu analysieren, vorzugsweise die drei Hauptfarben [rot, blau und grün] für jeden Pixel. Solch ein mehrschichtiger Sensor wird von FOVEON (US) unter der Handelsmarke SD10 verkauft.), der auf einer Platte 52 eines Piezo-Biegestellelements 53 befestigt ist, wobei besagtes Stellelement 53 so kontrolliert wird, dass eine Bewegung von weniger als 100 μm der Platte in einer Zeit von wenigen Millisekunden ermöglicht wird, beispielsweise innerhalb einer Zeitspanne von 10 bis 20 Millisekunden, wobei die Bewegung der Platte 52 durch Schienen 59 geführt wird,
– einen zweiten Teil 54, versehen mit den Linsen 55 und einem Verschluss 56 (die Funktionsweise des Verschlusses ist so kontrolliert, dass der Bildsensor zu einem bestimmten Zeitpunkt und für eine bestimmte Zeitspanne dem Licht ausgesetzt wird, beispielsweise als Funktion der Position des Flugzeugs, vorteilshaft ist der Verschluss mit Mitteln versehen oder verbunden, die Größe und Geschwindigkeit der Öffnung der Blende kontrollieren), und
– Mittel 57, um den ersten Teil 50 mit dem zweiten Teil 54 zu verbinden.

Der erste Teil 50 des Kameramoduls beinhaltet einen steifen Träger 72, auf welchem das Piezo-Biegestellelement 53 befestigt ist, welches den Bildsensor 51 trägt. Vorteilhaft ist das Piezo-Biegestellelement 53 durch Mittel (beispielsweise Schrauben, Klemmen usw.) befestigt und gehalten, so dass ein leichtes Entfernen des Piezo-Biegestellelements 53 mit dem Bildsensor ermöglicht wird. Auf diese Art ist es möglich, falls ein Problem mit dem Bildsensor oder dem Piezo-Biegestellelement auftritt, während des Flugs das möglicherweise defekte Piezo-Biegestellelement mit Bildsensor durch ein anderes Piezo-Biegestellelement mit Bildsensor oder durch einen einfachen Bildsensor zu ersetzen.
Der zweite Teil 54 des Kameramoduls ist auch mit einem oder mehreren optischen Gläsern 55bis versehen, ist angepasst für das Durchlassen spezifischer Wellen (elektromagnetischer Wellen), geeignet, nachdem sie vom Bildsensor gesammelt und im elektronischen System 58 in digitaler Form konvertiert worden sind, im Computer so bearbeitet werden, dass sie ein sehr präzises Bild ergeben.
Das optische Glass oder die optischen Gläser können zum Beispiel Schutzglas (beispielsweise Glas, das Schutz gegen die Umgebung, Abnutzung, Partikel usw. gewährleistet), ein Glass das Charakteristiken hat, die es ermöglichen nach Verarbeitung der Informationen (vom Bildsensor empfangen, möglicherweise im elektronischen Teil, der mit dem Bildsensor verbunden ist, vorbearbeitet, und in einem Computersystem bearbeitet) eine oder mehrere Farbinformationen zu erhalten, vorzugsweise mehrere Farbinformationen im multispektralen Wellenlängenbereich oder im partiellen multispektralen Wellenlängenbereich (beispielsweise von multispektralen Kameramodulen) und/oder Schwarz/Weiß-Informationen im panchromatischen Bandbereich (so wie für panchromatische Kameramodule) und/oder infrarote Informationen IR im IR Wellenlängenbereich oder partiellen IR Wellenlängenbereich (so wie für ein IR Kameramodul) und/oder eine Kombination solcher Informationen. Das Glas oder die Gläser blockieren vorzugsweise IR Strahlen oder sichtbare Strahlen.
Wenn ein Glas oder mehrere Gläser benutzt werden, ist die Benutzung der transparenten Folie 33A optional, d. h. möglicherweise wird keine Bodenabdeckung 33 benutzt.
Der Bildsensor ist frei von Elementen oder Schichten oder Belägen (beispielsweise Schutzschichten/belägen), die mögliche Diffraktion oder Störungen hervorrufen könnten, was zu einem Mangel an Präzision führen könnte.
Durch Benutzung eines Bildsensors, der dafür geeignet ist, Informationen im IR-Band, im multispektralen Band und im Schwarz/Weiß-Band zu sammeln, ist es möglich durch Benutzung eines oder mehrerer optischer Gläser mit dem Bildsensor eine oder mehrere Informationen im IR-Band, im multispektralen Band und/oder im Schwarz/Weiß-Band zu sammeln. Ein gleicher Bildsensor kann also benutzt werden, um verschiedene Informationen des Bilds zu sammeln.
Das Kameramodul ist auch mit Mitteln zur Wärmeisolation versehen, so wie beispielsweise einer Isolierschicht, zum Beispiel eine Isolierschicht 40A, die die Querseite des zweiten Teils 54 des Kameramoduls bedeckt, und möglicherweise die Querkanten des optischen Glas oder der optischen Gläser 55bis. Der erste Teil 50 des Kameramoduls kann auch mit einer Isolierschicht 40B versehen werden.
Das Kameramodul kann auch mit einem Heizelement 41 versehen werden, besagtes Heizelement 41 so wie beispielsweise ein Heizdraht oder Heizband, ist zum Beispiel am starren Träger 72 angebracht, beispielsweise an der inneren Oberfläche des Trägers 72. Das Heizelement 41 wird von einem Kontrollsystem 41bis (beispielsweise einem Thermostat) kontrolliert, um die Temperatur in der inneren Kammer des Kameramoduls (Umgebung im Kontakt mit dem Bildsensor) zu erhalten, und zwar in einem spezifischen Temperaturbereich (so wie zwischen 5 und 30°C) und/oder um besagte Temperatur im Wesentlichen konstant zu halten (Temperatur von ungefähr 20°C).
Die Isolationsabdeckung 40A ist vorteilhafterweise so mit einem oder mehreren Heizelementen 41 verbunden (mit Kontrollsystem oder Thermostat 41bis), um eine minimale Temperatur für die Gläser 55 zu gewährleisten, als auch für den Verschluss 56.
In der Ausführung in 8 ist der elektronische Teil 58 des Sensors nicht auf der Platte 52 fixiert, sondern mit Drähten 58A mit dem Sensor 51 verbunden. Die Bewegung der Platte wird in einer Richtung parallel zur Flugrichtung X des Flugzeugs vorgenommen. Die Bewegung besagter Platte wird von einem System 60 kontrolliert, das Informationen vom Flugzeug (so wie die Geschwindigkeit) erhält, um die Bewegung des Flugzeugs bezüglich des Bodens, der während der Belichtungszeit des Sensors photographiert werden soll, zu kompensieren. Die Bewegung (X1) der Platte 52 und damit des Bildsensors 51 ist parallel zur Bewegung des Flugzeugs (X) während der Belichtungszeit, um die Bewegung des Flugzeugs während der Belichtungszeit zu kompensieren.
9 zeigt die Endbewegung der Platte 52, bevor sie in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt.
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Platte steigt zunächst progressiv auf eine konstante Geschwindigkeit. Besagte konstante Geschwindigkeit wird dann während einer Zeitspanne von wenigen Millisekunden, so wie 10 oder 20 Millisekunden, gehalten. Die Variation der Geschwindigkeit der Platte 52 wird in 14 gezeigt. Der Verschluss 56 ist so kontrolliert, dass die Belichtungszeit (beispielsweise 1/500 Sekunde oder 1/1000 Sekunde) während der Bewegung der Platte 52 (d. h. des Sensors) mit konstanter Geschwindigkeit gemacht wird.
10 und 11 zeigen ein weiteres Kameramodul ähnlich dem Kameramodul aus 8, außer dass das elektronische System 58 mit dem Stützteil 70, das zwei gegenüberliegende Kanten 70A, 70B hat, verbunden ist. Die gegenüberliegenden Kanten 70A sind jeweils verbunden mit einem linken Piezo Biegestellelement 53A und einem rechten Piezo Biegestellelement 53B. Die Bewegung des Stützteils 70 wird von zwei parallelen Schienen 59 geführt. Der Bildsensor 51 ist direkt mit seinem elektronischen Anteil 58 verbunden. Eine Abdeckung 71 ist an einem festen Träger 72 befestigt, so dass es einen Schutz für das Piezo-Biegestellelement und den elektronischen Teil bildet. In 10 wurde die Schutzabdeckung 71 entfernt.
Das Kameramodul aus 10 und 11 ist ebenfalls mit optischen Gläsern 55bis, isolierenden Schichten 40A, 40B und Heizelementen 41 mit Kontrolleinrichtungen 41bis ausgestattet.
Entsprechend einer anderen Ausführung (nicht gezeigt) ähnlich der Ausführung aus 10 und 11, ist das elektrische System an ein Halterungsteil angebracht, das mit einem einzelnen Piezo-Biegestellelement verbunden ist um die Bewegung des Bildsensors zu steuern.
12 und 13 zeigen noch ein anderes Kameramodul ähnlich dem Kameramodul aus 8. In dieser Ausführung hat die Platte 52 des Piezo-Biegestellelements 53 eine zentrale Öffnung 52A. Der Bildsensor 51 ist über besagter Öffnung angebracht, während der elektronische Teil 58 direkt mit der Platte 52 verbunden ist. Der Bildsensor 51 ist direkt mit dem elektronischen Teil 58 verbunden. Entsprechend einer anderen Ausführung ist der Bildsensor zumindest teilweise in besagter Öffnung 52A platziert, während immer noch entsprechend wieder einer anderen möglichen Ausführung sich ein Teil des elektronischen Teils 58 durch die Öffnung 52A erstreckt, währen der Bildsensor sich unter der Platte 52 befindet in Richtung der Gläser 55. Eine Abdeckung 71 (befestigt an der steifen Halterung 72) kann benutzt werden um den elektronischen Teil 58 des Bildsensors 51 zu schützen.
Das Kameramodul aus 12 und 13 ist außerdem mit optischen Gläsern 55bis, isolierenden Schichten 40A, 40B und Heizelementen 41 ausgestattet.
Entsprechend noch einer anderen möglichen Ausführung hat die Platte (52) des Piezopositionierers 53 auf einer Seite einen Kasten um das elektronische Teil 58 an dem der Bildsensor angebracht ist aufzunehmen.
15 eine Ansicht einer anderen Halterung 8 die mit dem Teil 54 (das die Linsen und den Verschluss beinhaltet) ausgestattet. Der Teil des Kameramoduls 50 mit dem Bildsensor ist abnehmbar von der Halterung 8 angebracht. Wenn während eines Flugs Ansichten aus einer anderen Höhe aufgenommen werden müssen ist es möglich die Halterung 8 mit den Kameramodulen 4 aus der Aufnahmevorrichtung 3 zu nehmen, den ersten Teil 50 der Kameramodule zu entfernen, besagten ersten Teil 50 auf einer anderen Halterung 8 zu platzieren der mit Teilen 54 mit anderen Linsen ausgestattet ist und dann die Halterung 8 mit den Kameramodulen in der Aufnahmevorrichtung 3 zu platzieren. Der erste Teil der Kameramodule kann beispielsweise an dem Mittel zur Fixierung 57 festgeklemmt werden. Die Halterung 8 kann mit einer Bodenschutzabdeckung für die Linsen ausgestattet sein, die mit abnehmbaren oder festen Gläsern ausgestattet sein kann.
In der Ausführung von 3 und 4 wird eine Halterung mit einer Bodenschutzabdeckung 33 mit abnehmbaren Gläsern 33A gezeigt. Die Gläser 33A sind abnehmbar an der Bodenschutzabdeckung 33 befestigt, so dass sie Öffnungen verschließen. Die Gläser 33A können durch verschiedene Mechanismen in Position gehalten werden wie Klemmen, Schrauben, etc. Nachdem die Halterung 8 aus der Aufnahmevorrichtung entfernt wurde ist es möglich die Gläser 33A von der Bodenschutzabdeckung 33 der entfernten Halterung 8 zu entfernen und besagte Gläser an der Bodenschutzabdeckung einer anderen Halterung 8 anzubringen. Wenn die Kameramodule mit einem oder mehr äußeren optischen Gläsern 55bis ausgestattet sind kann keine Bodenschutzabdeckung verwendet werden da ein optisches Glas als Schutz für das Kameramodul fungiert.
Wenn eine Halterung 8 mit vier Kameramodulen 4 (siehe 5) verwendet wird, nehmen die Module 4A und 4C Ansichten vom Boden bei der Zeit „T1" auf während die Kameramodule Ansichten bei der Zeit 'T2' aufnehmen die unterschiedlich von der Zeit 'T1' ist, wobei ein Datentransfer von den Kameramodulen zu einem Datenbehandlungssystem ermöglicht wird währen die Kameramodule 4B und 4D Ansichten aufnehmen.
Die Kameramodule abgebildet als Beispiel in 8 bis 11 können in einer Kamera die nur ein Kameramodul enthält verwendet werden. Der Piezo-Biegestellelement kann auch verwendet werden um bestehende Kameras zu verbessern indem der Bildsensor auf sehr präzise Art und Weise während der Belichtungszeit bewegt wird oder wenigstens während eines Teils dieser Belichtungszeit.
24 ist eine Abbildung ähnlich 3, bis auf, dass die steife Halterung 8 eine horizontale Fläche besitzt die mit Öffnungen 80 ausgestattet ist die adaptiert sind um mit Ringsitzen 63 zu arbeiten, die so profiliert sind, dass die die Kameramodule mit einer Steigung versehen. Die Ringsitze 63 können leicht ersetzt werden so, dass die Steigung der aufnehmenden Oberfläche des Sitzes eingestellt werden kann (und damit die der optischen Achse des Kameramoduls), beispielsweise in einem Winkel von 5°, 7,5°, 10°, 12,5°, 15°, 20°, etc.
16 ist eine Ansicht eines steifen Halterungselements oder geneigter Schnittstelle 8 die eine spezifische Richtung der optischen Mittelrichtung des darauf befestigten Kameramoduls vorgibt.
Wenn die Vorrichtung mehrere Kameramodule enthält, ist es möglich die optische Richtung jedes Kameramoduls mit einem Halterungselement der Art wie in 16 vorzugeben. Beispielsweise werden die Halterungselemente nebeneinander in dem Rahmen 30 platziert. Der Rahmen 30 wird in 19 und 20 gezeigt.
Das Halterungselement 8 ist mit einem Durchlass 80 ausgestattet der einen Sitz 81 hat der von der oberen Oberfläche des Elements 8 gebildet wird, die relativ zur Unterseite 89 geneigt ist. Um das Halterungselement 8 korrekt im Rahmen 30 platzieren zu können ist besagter Rahmen 30 (beispielsweise wenigstens Teilweise aus Kompositwerkstoffen hergestellt) auf der Unterseite 300 mit einer Platte 301 mit vier Sichtöffnungen 301A ausgestattet. Die Platte 301 trägt Schraubstäbe 303 eingestellt die Platzierung und Position des Halterungselements 8 zu führen. Das Halterungselement 8 ist mit drei Löchern 800 ausgestattet um drei Schraubstäbe 303 durchlassen zu können, wobei eine Fixierung der Halterung mit Bolzen 304 erreicht werden kann.
Die Fixierung des Kameramoduls 4 wird durch Schrauben 805 erreicht, deren Enden in die Löcher 806 des Halterungselements 8 geschraubt werden.
Das Halterungselement 8 hat zwei parallele, seitliche Kanten 810, 811, eine transversale Kante 912 und ein vorstehendes Teil 814 mit seitlichen Kanten 815, 816 die einen Winkel 817 zwischen sich bilden.
Wenn die vier Halterungselemente 8 auf der Platte 301 platziert werden, berühren sich die Seiten der Halterungselemente oder deren geneigte Schnittstellen 8 nicht.
Durch mehrere Halterungselemente 8 mit unterschiedlichen Winkeln 818 zwischen deren Oberseite 81 und der Unterseite 89 (d. h. geneigte Schnittstellen unterschiedlicher Steigung), ist es möglich die Richtung der optischen Achse jedes Kameramoduls unabhängig voneinander einzustellen. Die Halterungselemente oder geneigte Schnittstellen 8 sind außerdem einfach herzustellen und von qualitativ hochwertiger Toleranz. In der Tat wird ein Halterungselement 8, dazu gedacht mehrere Kameramodule zu tragen, durch einen Fehler in einem Teil eines Elements zur Platzierung einer Kamera vollständig ungeeignet.
Möglicherweise kann die Platzierung des Halterungselements 8 auf der Platte 301 bewerkstelligt werden nachdem das Kameramodul auf dem Halterungselement oder der geneigten Schnittstelle 8 angebracht wurde.
21 zeigt schematisch die vier Bildsensoren 51A, 51B, 51C, 51D von vier Kameramodulen 4 die in einem Rahmen 30 platziert wurden. Jeder Bildsensor ist mit einem Satz von Gläsern und einem Verschluss verbunden, wobei die Gläser einen kreisförmigen Bildausschnitt oder eine Zone VZ1, VZ2, VZ3, VZ4 mit entsprechenden optischen Achsen OA1, OA2, OA3, OA4 definiert. Jeder Bildsensor 51A, 51B, 51C, 51D ist nicht zentriert relativ zur optischen Achse sondern in einer Zone des Sichtbereichs wo Verzerrung und Modulation des Bilds akzeptabel sind. Jeder Bildsensor ist so eingestellt, dass er eine Ansicht des Bilds entlang der optischen Achse durch die optischen Linsen oder Gläser 55 aufnimmt (siehe 22).
Die Bilder aufgenommen vom Bildsensor 51A und 51B enthalten eine Zone 510 die die optische Achse der Gläser (OA1, OA2) enthält und eine Seitenzone (511, 512), die sich links oder rechts der Zone 510 befindet. Das Zusammenfügen der Bilder die von den Sensoren 51A und 51B aufgenommen werden wird so bewerkstelligt, dass ein Bild bestehend aus den Zonen 510, 511, 512 gebildet wird. Die Tatsache, dass die Sensoren 51A, 51B Bilder aufnehmen, die einen Teil haben, der die Sicht entlang der optischen Achsen enthält ermöglicht ein schnelleres zusammenfügen der Bilder.
Durch eine Überlappung von nacheinander aufgenommenen Bildern ist es möglich ein Band aufeinanderfolgender Aufnahmen zu erstellen. Das Überlappen zwei aufeinanderfolgender Bilder liegt zwischen 25% und 85%, beispielsweise 50–65%, wodurch ein sehr gutes Zusammenfügen zwei aufeinanderfolgender Bilder aufgenommen zu unterschiedlichen Zeiten (t1, t2) möglich wird.
Wenn Sensoren 51A, 51B, 51C und 51D mit einer vertikalen Achse verwendet werden ist es leicht möglich die Bilder in der zentralen Zone, die die optische Achse enthält, aufeinanderzupassen. In diesem Fall nehmen die Sensoren 51A, 51B, 51C, 51D Bilder auf bei denen die optische Achse in einer Ecke des Sensors liegt, wodurch es möglich ist die vier Bilder zu kombinieren indem die Teile die die optische Achse enthalten zusammen gefügt werden, die von den vier Sensoren aufgenommen wurden.
25 ist eine Ansicht einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung gezeigt in 24. Ein isolierender Umschlag 40A mit einem Schutzglas 55bis wird verwendet um den Verschluss und die Gläser zu schützen, wobei besagter Schutzumschlag 40A mit einem Heizsystem 41 ausgestattet ist.
Der Rahmen 30 ist aus Kompositmaterial mit isolierenden Eigenschaften hergestellt. Der Boden des Rahmen 30 is mit einer abnehmbaren Schutzplatte 500 ausgestattet die den Rahmen 30 bei Start und Landung des Flugzeugs abschließt, so dass die Kameramodule vollständig geschützt sind. Die Platte 500 wird entfernt wenn Bilder aufgenommen werden müssen, d. h. wenn sich das Flugzeug in der richtigen Höhe befindet. Das Entfernen der Platte kann mittels einer motorisierten Vorrichtung geschehen.
Die Vorrichtung ist außerdem mit einem System zur Kontrolle und Einstellung der fokussierten Entfernung der Gläser oder Linsen ins Unendliche ausgestattet (d. h. um ins Unendliche zu fokussieren). Diese Einstellung wird durch Drehen der Linsen und Verschlüsse relativ zum Rahmen der mit dem Bildsensor verbunden ist vorgenommen, so dass der Abstand zwischen Bildsensor und Gläsern und Linsen modifiziert wird. Wenn die korrekte Fokussierung ins Unendliche erreicht ist werden Schrauben und Bolzen verwendet um den Teil mit dem Verschluss relativ zu einem Teil verbunden mit dem Bildsensor in Position zu halten.

Claims

Ein Kameramodul (4) zum aufnehmen von Bildern von einem Flugkörper (1) aus, der sich in eine Flugrichtung (X) bewegt; das Kameramodul (4) enthalt einen ersten Teil (50) mit mindestens einem Pixel Bildsensor (51) and einen zweiten Teil (54) der mindestens ein Betrachtungselement mit vorgewählten Objektiven, Linsen (55) und optischen Gläsern aus der aus Kombinationen davon bestehenden Gruppe. Das Kameramodul (4) hat eine zentrale optische Mittelachse (OA1, OA2). Der Pixel Bildsensor (51) wird mit Mitteln (58) für die Übertragung von durch den Pixel Bildsensor (51) gesammelt Daten zu einem vorgewählten Element aus der Gruppe, die aus Datengedächtnis, Datenbehandlungssystem und einer Kombination daraus besteht, und mindestens einem Element für die Sicherstellung eines Ausgleichs der Flugbewegung ausgestattet. Das Kamera-modul (4) wird für das Aufnehmen einer Ansicht in einer Belichtungszeit von weniger als 0.1 Sekunden ange passt, der Pixel Bildsensor (51) des Kamera-moduls (4) wird beweglich in Bezug auf den zweiten Teil (54) angebracht. Der Pixel Bildsensor (51) ist frei von Elementen, Schichten oder Filmen, die Bre-chung oder Störung verursachen, und der Pixel Bildsensor (51) wird mit einem Piezo Positionier-stelltisch (53) verbunden, das eine Bewegung des Sensors (51) mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit während eines Zeitabschnitts wenigstens grösser als die Belichtungszeit sicherstellt Der besagte Piezo Positionierstelltisch (53), wird als Ausgleichsmittel der Vorwärtsbewegung des Flugkörpers fur den Pixel Bildsensor (51) des Kameramoduls angepasst.
Das Modul in Anspruch 1, in demder piezo Positionierstelltisch gekennzeichnet ist (53) stellt eine Bewegung des Sensors (51) von weniger als 100 μm mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit während eines Zeitabschnitts grösser als die Belich tung Zeit sicher. Der besagte piezo Positionierstelltisch (53) wird angepasst, um als Ausgleichsmittel der Vorwärtsbewegung des Flugkörpers fur den Pixel Bildsensor (51) des Kameramoduls zu wirken.
Das Modul aus Anspruch 1 oder 2, in denen der Pixel Bildsensor (51) mit einem piezo Positionierstelltisch (53) verbunden ist, der mindestens eine Bewegung des Sensors mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit während eines Zeitabschnitts größer als zweimal die Belichtungszeit sicherstellt, vorteilhaft zwischen 5 und 100 mal die Belichtungszeit. Der piezo Positionierstelltisch (53) wird angepasst, um als Ausgleichsmittel der Vorwärtsbewegung des Flugkörpers für den Bildsensor (51) des Kameramoduls zu wirken.
Das Modul von irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in denen der piezo Positionierstelltisch, der als Ausgleichsmittel der Vorwärtsbewegung des Flugkörpers für den Pixel Bildsensor (51) des Kamera-moduls dient, enthält eine Platte (52), die durch Führungsleisten (59) geführt wird.
Das Modul von irgendeinem der Anspruche 1 bis 4, wird aus der Gruppe vorgewählt, die aus IR Kameramodulen, multispektralen Kameramodulen, Monofarbigkameramodulen, panchromatischen Kameramodulen and Kombinationen davon besteht.
Das Modul von irgendeinem der Anspruche 1 bis 5, das ein stützendes Stück enthält (70), das den Pixel Bildsensor (51) trägt, sowie elektronische Kontrollmittel (58) für den besagten Pixel Bildsensor (51), wobei das besagte stützende Stuck (70), das einen ersten Rand (70A) hat und einen zweiten Rand (70B) gegenuber dem ersten Rand (70A), wodurch das Modul (4) zwei piezo Positionierstelltische (53A, 53b) enthält, die jeder einen beweglichen TO haben, wobei der bewegliche Teil des ersten piezo Positionierstelltisches (53A) am ersten Rand des stützenden Stückes (70) angebracht wird, während der bewegliche TO des zweiten piezo Positionierstelltisch (53B) am zweiten Rand des stützenden Stükkes (70) angebracht wird.
Das Modul von irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, in denen das piezo Positionierstelltisch (53) eine bewegliche Stahlplatte (52) enthält, mit der der Pixel Bildsensor (51) mit einem elektronischen Teil (58) verknüpft ist, das an der Platte (52) angebracht wird hat die bewegliche Platte (52A) eine Öffnung für den Pixel Bildsensor (51), so dass es dem Pixel Bildsensor (51) ermöglicht wird, Bilder aufzunehmen.
Eine Kamera, die nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7 mindestens ein Kameramodul enthält.
Vorrichtung (3) fur Kameras (4) fur das aufnehmen von Bildern von einem Objekt oder einer Oberfläche aus, die an besagte Vorrichtung (3) angepasst ist, an einem stabilisierten Aufhängungssystem (5) angebracht zu werden (5) oder an einem beweglichen Vehikel (1) angebracht zu werden, das sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 km/Stunde bewegt relativ zu dem Objekt oder der Oberflachedie von der Bilder aufgenommen werden sollen. Die besagte Vorrichtung enthalt: einen Rahmen (30), mindestens zwei Kameramodule (4A, 4B, 4C, 4D) entsprechend einem der Anspruche 1 bis 7 fur das Aufnehmen einer ersten Reihe Ansichten durch das erste Kameramodul (4A) und der zweiten Reihe Ansichten durch das zweite Kameramodul (4B), jedes Kameramodul (4A, 4B) einen ersten Kamerateil enthaltend (50), der einen Pixel Bildsensor (51) enthält und einen zweiten Kamerateil (54) enthaltend, der mindestens ein Sichtelement enthalt, vorgewählt aus der Gruppe bestehend aus Objektiven, Linsen (55), optischen Gläsern und Kombinationen davon, so class jedes Kameramodul (4A, 4B) eine zentrale optische Achse hat (OA1, OA2). Der besagte Pixel Bildensor (51) wird versehen mit Mitteln (58) für die Übertragung vondurch der Sensor (51) gesammelten Daten zu einem Element, das aus der Gruppe vorgewählt wurde, die aus Datengedachtnis, Datenbehandlungssystem and Kombinationen davon besteht, und – ein Mittel (8) angepasst fur das Orientieren der zentralen optischen Mittellinie (OA1, OA2) jedes Kameramoduls (4A, 4B) im Zusammenhang mit dem Rahmen (30), in dem die Mittel (8) für das Orientieren der zentralen optischen Mittellinie jedes Kameramoduls (4A, 4B) angepasst wird, für das Orientieren mindestens der zentralen optischen Mittellinie (OA1) eines ersten Kameramoduls (4A) in Bezug auf die zentrale optische Mittellinie (OA2) eines zweiten Kameramoduls (4B), vorzugsweise fur das Orientieren mindestens der zentralen optischen Mittellinie (OA1) eines ersten Kameramoduls (4A) and der zentralen optischen Mittellinie (OA2) eines zweiten Kameramoduls (4B), damit das erste Kameramodul (4A) und das zweite Kameramodul (4B) ein überlappendes Sichtsfeld (FW1, FW2) haben, wo die besagte orientierende Mittel (8) in Bezug auf den Rahmen (30) abnehmbares angebracht sind, während mindestens der erste (50) des Kameramodule(s)(4A, 4B) in Bezug auf besagte orientierende Mittel (8) abnehmbar angebracht ist.
Die Vorrichtung von Anspruch 9, in der das Mittel (8) füur das Orientieren der zentralen optischen Achsen (OA1, OA2) der Kameramodule (4A, 4B) ein steifer Geräteträger (8) ist, mit mindestens zwei Durchgängen (80), jeder Durchgang, der zu mindestens einem Sitzelement (81) verbunden ist, das fur die Sitzstellung mindestens eines Teiles eines Kameramoduls (4A, 4b) angepasst wurde, der steife Geräteträger (8), vorteilhaft mit einem Arm (82) ausgerüstet, der ein Tragheitsmodul (84) trägt.
Die Vorrichtung von Anspruch 9 oder 10, in denen das Orientierungsmittel (8), ein Gerateträger ist, die mit mindestens zwei Durchgängen (80) ausgestattet wird, jeder Durchgang (80), der mit mindestens einem Sitzelement verbunden ist (81), das für die Sitzstellung eines Teils eines Kameramoduls (4A, 4b) angepasst wird. Ein erster Sitz (81) wird fur die Richtung der zentralen optischen Mittellinie (OA1) eines ersten Kameramoduls (4A) in einer ersten Richtung angepasst, während ein zweiter Sitz (81) fur die Richtung der zentralen optischen Mittellinie (OA2) eines zweiten Kameramoduls (4B) in einer zweiten Richtung angepasst wird. Die ersten and zweiten Richtungen (OA1, OA2) wurden für das Sicherstellen eines überlappenden Sichtfeldes (FW1) des ersten Kameramoduls (4A) and eines Sichtsfeld (FW2) des zweiten Kameramoduls (4B) angepasst.
Die Vorrichtung von irgendeinem der Ansprüuche 9 bis 11, in denen der zweite Teil (54) eines Kameramoduls (4A) am ersten TO (50) des besagten Kameramoduls (4A) in einer abnehmbaren Weise angebracht wird und in welche mindestens die Befestigungsmittel (57) für das Beibehalten des zweiten Tells (54) in Position in Bezug auf den ersten Teil (50) des Kameramoduls (4) angepasst wird.
Die Vorrichtung von irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, in denen der zweite Teil (54) des Kameramoduls (4) an dem Mittel (8) für das Orientieren der zentralen optischen Achsen (OA1, OA2) der Kameramodule (4A, 4b) angebracht wird.
Die Vorrichtung von irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, in denen die Mittel (8) für das Orientieren der zentralen optischen Achsen (OA1, OA2) der Kameramodule (4A, 4B) mit dem Rahmen (30) mit Zwischenschaltung eine schwingungsdampfenden Mittels (100) verbunden sind.
Die Vorrichtung von irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14, in denen die orientierenden Mittel (8), ein Geräteträger ist, der mit mindestens vier Durchgängen (80) ausgestattet wird, jeder Durchgang (80) verbunden mit mindestens einem Sitzelement (81), das für das Empfangen eines Tells eines Kameramoduls (4A, 4b) angepasst wird, ein erster Sitz (81) angepasst für die Richtung der zentralen optischen Mittelachse (OA1) eines ersten Kameramoduls (4A) in einer ersten Richtung, ein zweiter Sitz (81) angepasst für die Richtung der zentralen optischen Mittelachse (OA2) eines zweiten Kameramoduls (4B) in einer zweiten Richtung, ein dritter Sitz (81) angepasst für die Richtung der zentralen optischen Mittelachse (OA3) eines dritten Kameramoduls (4C) in einer dritten Richtung and ein vierter Sitz (81) angepasst für die Richtung der zentralen optischen Mittelachse (OA4) eines vierten Kameramoduls (4D); die ersten and zweiten Richtungen (OA1, OA2) werden für das Sicherstellen eines überlappenden Bereichs (OZ) der Ansichte (FW1) des ersten Kameramoduls (4A) und der Ansicht (FW2) des zweiten Kameramoduls (4B) angepasst, während die dritten and vierten Richtungen für das Sicherstellen eines überlappenden Sichtfelds des dritten Kameramoduls und des vierten Kameramoduls angepasst.
Die Vorrichtung von einem der Ansprüche 9 bis 15, in denen der Rahmen eine Aufnahmewanne ist (30), die mit mindestens zwei Durchgängen versehen wird, ein erster Durchgang, der für die Befestigung, mindestens teilweise in die Aufnahmewanne, der Mittel (8) für die zentrale optische Mittellinie (OA1, OA2) der Kameramodule (4A, 4B) angepasst wird (30), während der zweite Durchgang für das Sicherstellen des Sichtsfeldes (FW1, FW2) der Kameramodule angepasst wird, und in welchen die Aufnahmewanne (30) mit Mitteln (35) für das Stützen der Mittel (8) für die Richtung der zentralen optischen Achsen (OA1, OA2) der Kameramodule mit einem schwingungsdampfenden Mittel (100) ausgestattet wird, die Aufnahmewanne (30), die vorteilhaft mit Mitteln für das Anschließen der Aufnahmewanne auf Einer stabilisierten Aufhängung (5) ausgestattet wird; die Aufnahmewanne (30) ist vorzugsweise mit einer Abdeckung (9) und einem unteren Element (33) mit transparenten Folien (33A) für das Definieren eines im Wesentlichen geschlossenen Raumes für die Kameramodule (4A, 4B) versehen, während die Vorrichtung nebenbei ein Heizelement (41) für das Sicherstellen einer im Wesentlichen konstanten Temperatur in der Aufnahmewanne (30) enthält.
Die Vorrichtung von Anspruch 9, in der die Mittel für das Orientieren der zentralen optischen Mittelachse (OA1, OA2) von mindestens zwei Kameramodulen (4A, 4B) mindestens zwei eindeutige Elemente (8) enthält, erstes (8) verwendbar für das Orientieren der zentralen Mittelachse (OA1) eines ersten Kameramoduls (4A), während zweites (8) verwendbar ist füar das Orientieren der zentralen Mittelachse (OA2) eines zweiten Kameramoduls (4B) unhabhängig von der ersten (4A).
Ein Flugkörper versehen mit mindestens einer Kamera entsprechend Anspruch B.
Ein Flugkörper versehen mit Kameras (4A, 4B) für das aufnehmen von Bildern eines Gegenstandes oder einer Oberfläche, wobei der besagte Flugkörper (1), der eine stabilisierte Aufhängung (5) enthält, an der eine Vorrichtung (3) entsprechend irgendeinem der Ansprüche 9 bis 17 mitverschiedenen Kameramodulen (4A, 4b) angebracht wird.
Ein Prozess für das Nehmen von Bildern eines Gegenstandes oder einer Oberfläche während des Fluges eines Flugkörpers (1) in eine Richtung; der besagte Flugkorper wird mit Kameras (4A, 4B) ausgestattet; der besagte Flugkörper (1) enthält eine stabilisierte Aufhängung (5), an der eine Vorrichtung (3) mit mindestens einem Kameramodul (4A) angebracht wird; mindestens ein Kameramodul (4A) enthalt einen ersten TO (50) mit einem Pixel framing Sensor (51) und einen zweiten TO (54) mit mindestens einem Betrachtungselement, vorgewählt aus der Gruppe bestehend aus Objektiven, Linsen (55), optischen Gläsern and Kombinationen davon. Das Kameramodul (4A) hat eine zentrale optische Mittelachse (OA1). Der Pixel Bildsensor (51) wird mit Mitteln (58) für die Datenübermittlung versehen; diese Daten werden durch den Sensor zu einem Element (60), das aus der Gruppe, die aus Datengedächtnis, Datenbehandlungssystem and Kombinationen davon besteht, vorgewählt wurde, gesammelt. Das Kameramodul (4A) wird für das aufnehmen einer Ansicht in einer Belichtungszeit von weniger als 0.1 Sekunden angepasst. Der Pixel Bildsensor (51) des Kameramoduls wird beweglich in Bezug auf den zweiten Teil (54) angebracht. Das besagte Kameramodul ist ein Kameramodul entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 7, und der nachfolgende Schritt enthielt: den Pixel framing Sensor, durch ein piezo Positionierstelltisch (53) bewegt, vorteilhaft auf weniger als 100 μm, mit einer im Wesentlichen konstanten kontrollierten Geschwindigkeit während eines Zeitabschnitts grösser als die Belichtungszeit, um einen Ausgleich der Bewegung des Systems (forward motion compensation) der aufgenommenen Bilder während des Fluges sicherzustellen.