WO2004088244A1 - Sensor-vorrichtung für eine digitalkamera zur erzeugung von aufrechten bildern - Google Patents

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WO2004088244A1 PCT/DE2004/000630 DE2004000630W WO2004088244A1 WO 2004088244 A1 WO2004088244 A1 WO 2004088244A1 DE 2004000630 W DE2004000630 W DE 2004000630W WO 2004088244 A1 WO2004088244 A1 WO 2004088244A1
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Bernd Assfalg
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Assfalg Qualitätshydraulik GmbH & Co. KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2101/00—Still video cameras

Definitions

  • the invention relates to a sensor device for setting an artificial horizon.
  • the object of the invention is therefore to provide a sensor device which is suitable for determining the spatial position of a digital camera at the time of taking a picture, with the aim of creating an angle signal to be assigned to each recorded picture, on the part of an image output unit can be used in order to always be able to output an upright image.
  • this object is achieved by a position sensor with a hollow body-shaped first part permanently installed in the digital camera and at least one second part movably mounted in the first part, a plurality of in the region of a circumference of the first part Sensor elements are provided, which are each designed to determine the neighborly presence of the at least one movably mounted second part.
  • a position sensor which has a hollow first part which is permanently installed in the digital camera and at least one second part which is movably mounted in the first part, one in the region of a circumference of the first part
  • a plurality of sensor elements are provided, each of which is designed to determine the neighborly presence of the at least one movably mounted second part, that a position sensor is created which, in conjunction with a processor unit present in each digital camera, is capable of one To calculate correction angles for each image taken with the digital camera or to specify them with the aid of a preinstalled table or a table stored in a digital storage unit, so that an image output unit can always create an upright image.
  • the first part is designed as a hollow cylinder.
  • the first part can be designed as a hollow torus, ie take the form of a hollow ring.
  • a circumference of the hollow torus can include both an outer or an inner or outer lateral surface located further inside.
  • the second part is designed as a ball.
  • the second part is preferably designed as a plurality of balls, it being possible as a rule to provide approximately three to fifteen or seven to eleven and in particular nine balls.
  • the second part is designed as a liquid drop.
  • the liquid is preferably formed by mercury, since this has very fast reaction times due to its weight and viscosity.
  • sensor elements of the device according to the invention can be designed as weight sensors, magnetic sensors, optical sensors or as electrical resistance sensors. In this case, preferably six to fifteen sensor elements are provided, and in particular with nine sensor elements there is usually sufficient measurement accuracy.
  • a default device is preferably provided which, based on the number and identity of the activated sensors, defines an angle which specifies a deviation of the position of the digital camera with respect to the horizontal normal position.
  • a converter device is preferably provided in the device according to the invention, which converts the angle information of the specification device into a digital signal, which can be added to a first digital image memory for each image recorded with the digital camera and as an angle correction signal for a Image output unit works.
  • a second digital memory can be provided in the digital camera, into which the image data of the first digital memory can be transferred taking into account the angle correction signal.
  • a processor unit calculates an unambiguous assignment of picture elements from the first to the second digital memory in such a way that an upright picture is always stored in the second digital memory.
  • a conventional image output unit can also be used.
  • Figure 1 shows a first preferred embodiment of the device according to the invention in a plan view.
  • Figure 2 shows in cross section the preferred embodiment of the device according to the invention shown in Figure 1;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the first image memory of the device according to the invention
  • Fig. 4 is a schematic representation of the second image memory of the device according to the invention.
  • the sensor device 100 for fixing an artificial horizon for determining the spatial position of a digital camera at the time of taking a picture, shown in FIGS. 1 to 4, essentially contains a position sensor 110 with a hollow first part 120 permanently installed in the digital camera and at least one second part 130 movably mounted in the first part 120, a plurality of sensor elements 121 being provided in the area of a circumference of the first part 120, each of which is designed to determine the neighborly presence of the at least one movably mounted second part 130.
  • the first part 120 is designed as a hollow torus, and the second part 130 is designed as a plurality of balls 131, nine balls being provided here.
  • the sensor elements 121 are designed as weight sensors, and nine sensor elements are provided.
  • a specification device which, based on the number and identity of the activated sensors, defines an angle which specifies a deviation of the position of the digital camera with respect to the horizontal normal position. Furthermore is one A converter device is provided which converts the angle information of the specification device into a digital signal which can be added to a first digital image memory 140 for each image recorded with the digital camera and which acts as an angle correction signal 141 for an image output unit.
  • a second digital memory 150 is provided in the digital camera, into which the image data of the first digital memory 140 can be transferred, taking into account respectively assigned angle correction signal 141, a processor unit uniquely assigning picture elements from the first digital memory 140 to the second digital memory 150 in this way calculates that one or more upright images are stored in the second digital memory 150.

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Abstract

Bei einer Sensor-Vorrichtung zum Festlegen eines künstlichen Horizontes zur Bestimmung wird ein Erfassen der räumlichen Lage einer Digitalkamera zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes ermöglicht durch einen Lage-Sensor mit einem hohlkörperförmigen, in der Digitalkamera fest installierten ersten Teil und mindestens einem in dem ersten Teil beweglich gelagerten zweiten Teil, wobei im Bereich eines Umfangs des ersten Teils eine Mehrzahl von Sensorelementen vorgesehen ist, die jeweils ausgelegt sind, um die nachbarschaftliche Anwesenheit des mindestens einen beweglich gelagerten zweiten Teils festzustellen.

Description

SENSOR-VORRICHTUNG FÜR EINE DIGITALKAMERA ZUR ERZEUGUNG VON AUFRECHTEN BILDERN
Die Erfindung betrifft eine Sensor-Vorrichtung zum Festlegen eines künstlichen Horizontes.
Sensor-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik für unterschiedlichste Zwecke verwendet. Die bekannten Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie nicht einen Winkelbereich von 360° abdecken und darüber hinaus zu groß und schwer sind und ungenau arbeiten, um für einen Einsatz in einer Digitalkamera geeignet zu sein.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Sensor- Vorrichtung zu schaffen, die zur Bestimmung der räumlichen Lage einer Digitalkamera zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes geeignet ist, mit dem Ziel, ein jedem aufgenommenen Bild zuzuordnendes Winkel-Signal zu schaffen, das seitens einer Bildausgabeeinheit verwertbar ist, um immer ein aufrechtes Bild ausgeben zu können.
Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gelöst durch einen Lage-Sensor mit einem hohlkörperförmigen, in der Digitalkamera fest installierten ersten Teil und mindestens einem in dem ersten Teil beweglich gelagerten zweiten Teil, wobei im Bereich eines Umfangs des ersten Teils eine Mehrzahl von Sensorelementen vorgesehen ist, die jeweils ausgelegt sind, um die nachbarschaftliche Anwesenheit des mindestens einen beweglich gelagerten zweiten Teils festzustellen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch das Merkmal, dass ein Lage-Sensor vorgesehen ist, der einen hohlkörperförmigen, in der Digitalkamera fest installierten ersten Teil und mindestens einen in dem ersten Teil beweglich gelagerten zweiten Teil aufweist, wobei im Bereich eines Umfangs des ersten Teils eine Mehrzahl von Sensorelementen vorgesehen ist, die jeweils ausgelegt sind, um die nachbarschaftliche Anwesenheit des mindestens einen beweglich gelagerten zweiten Teils festzustellen, erreicht, dass ein Lage-Sensor geschaffen ist, der in Verbindung mit einer in jeder Digitalkamera vorhandenen Prozessoreinheit in der Lage ist, einen Korrekturwinkel für jedes mit der Digitalkamera aufgenommene Bild zu berechnen oder mit Hilfe einer vorinstallierten bzw. in einer digitalen Speichereinheit gespeicherten Tabelle vorzugeben, um seitens einer Bildausgabeeinheit immer ein aufrechtes Bild schaffen zu können. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der erste Teil als Hohlzylinder ausgebildet ist. Alternativ kann der erste Teil als Hohltorus ausgebildet sein, d.h. die Form eines Hohlringes annehmen. Ein Umfang des Hohltorus kann dabei sowohl eine weiter außen als auch eine weiter innen gelegene innere oder äußere Mantelfläche umfassen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der zweite Teil als Kugel ausgebildet ist. Insbesondere ist der zweite Teil dabei vorzugsweise als Mehrzahl von Kugeln ausgebildet, wobei in der Regel etwa drei bis fünfzehn bzw. sieben bis elf und insbesondere neun Kugeln vorgesehen sein können.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der zweite Teil als Flüssigkeitstrop en ausgebildet ist. Die Flüssigkeit ist dabei vorzugsweise von Quecksilber gebildet, da dies aufgrund seines Gewichtes und seiner Viskosität sehr schnelle Reaktionszeiten aufweist.
Die Wahl der Art der Sensorelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im wesentlichen unkritisch. Sie können beispielsweise als Gewichtssensoren, magnetische Sensoren, optische Sensoren oder als elektrische Widerstandssensoren ausgebildet sein. Vorzugsweise sind dabei sechs bis fünfzehn Sensorelemente vorgesehen, wobei insbesondere bei neun Sensorelemente schon eine in der Regel ausreichende Messgenauigkeit gegeben ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise eine Vorgabe-Einrichtung vorgesehen, die ausgehend von der Anzahl und Identität der aktivierten Sensoren einen Winkel definiert, der eine Abweichung der Lage der Digitalkamera bezüglich der horizontalen Normallage vorgibt.
Des weiteren ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise eine Wandler-Einrichtung vorgesehen, die die Winkel-Information der Vorgabe-Einrichtung in ein digitales Signal wandelt, das für jedes mit der Digitalkamera aufgenommene Bild einem ersten digitalen Bildspeicher zufügbar ist und als Winkel-Korrektursignal für eine Bildausgabeeinheit wirkt. An Stelle einer entsprechende Winkel-Korrektursignale verarbeitenden Bildausgabeeinheit kann in der Digitalkamera ein zweiter Digitalspeicher vorgesehen sein, in den die Bilddaten des ersten Digitalspeichers unter Berücksichtigung der Winkel- Korrektursignal übertragbar sind. Eine Prozessoreinheit errechnet zu diesem Zweck eine eineindeutige Zuordnung von Bildelementen von dem ersten auf den zweiten Digitalspeicher derart, dass im zweiten Digitalspeicher immer ein aufrecht stehendes Bild gespeichert ist. In diesem Fall ist auch eine herkömmliche Bildausgabeeinheit verwendbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Draufsicht; Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittsansieht;
Fig.3 eine schematische Darstellung des ersten Bildspeichers der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 4 eine schematische Darstellung des zweiten Bildspeichers der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Sensor-Vorrichtung 100 zum Festlegen eines künstlichen Horizontes zur Bestimmung der räumlichen Lage einer Digitalkamera zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes enthält erfindungswesentlich einen Lage-Sensor 110 mit einem hohlkörperförmigen, in der Digitalkamera fest installierten ersten Teil 120 und mindestens einen in dem ersten Teil 120 beweglich gelagerten zweiten Teil 130, wobei im Bereich eines Umfangs des ersten Teils 120 eine Mehrzahl von Sensorelementen 121 vorgesehen ist, die jeweils ausgelegt sind, um die nachbarschaftliche Anwesenheit des mindestens einen beweglich gelagerten zweiten Teils 130 festzustellen.
Der erste Teil 120 ist als Hohltorus ausgebildet, und der zweite Teil 130 ist als Mehrzahl von Kugeln 131 ausgebildet, wobei hier neun Kugeln vorgesehen sind. Die Sensorelemente 121 sind dabei als Gewichtssensoren ausgebildet, und es sind neun Sensorelemente vorgesehen.
Der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 beigeordnet ist eine Vorgabe-Einrichtung, die ausgehend von der Anzahl und Identität der aktivierten Sensoren einen Winkel definiert, der eine Abweichung der Lage der Digitalkamera bezüglich der horizontalen Normallage vorgibt. Des weiteren ist eine Wandler-Einrichtung vorgesehen, die die Winkel-Information der Vorgabe-Einrichtung in ein digitales Signal wandelt, das für jedes mit der Digitalkamera aufgenommene Bild einem ersten digitalen Bildspeicher 140 zufügbar ist und als Winkel-Korrektursignal 141 für eine Bildausgabeeinheit wirkt .
Des weiteren ist in der Digitalkamera ein zweiter Digitalspeicher 150 vorgesehen, in den die Bilddaten des ersten Digitalspeichers 140 unter Berücksichtigung jeweils zugeordneter Winkel-Korrektursignal 141 übertragbar ist, wobei eine Prozessoreinheit eine eindeutige Zuordnung von Bildelementen von dem ersten Digitalspeicher 140 auf den zweiten Digitalspeicher 150 derart errechnet, dass im zweiten Digitalspeicher 150 ein oder mehr aufrecht stehende Bilder gespeichert sind.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche definierten erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
•k -k -k -k -k

Claims

Patentansprüche
1. Sensor-Vorrichtung zum Festlegen eines künstlichen Horizontes zur Bestimmung der räumlichen Lage einer Digitalkamera zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes, gekennzeichnet durch einen Lage-Sensor mit einem hohlkörperförmigen, in der Digitalkamera fest installierten ersten Teil und mindestens einem in dem ersten Teil beweglich gelagerten zweiten Teil, wobei im Bereich eines Umfangs des ersten Teils eine Mehrzahl von Sensorelementen vorgesehen ist, die jeweils ausgelegt sind, um die nachbarschaftliche Anwesenheit des mindestens einen beweglich gelagerten zweiten Teils festzustellen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil als Hohlzylinder ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil als Hohltorus ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil als Kugel ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil als Mehrzahl von Kugeln ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass drei bis fünfzehn Kugeln vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sieben bis elf Kugeln vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass neun Kugeln vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil als Flüssigkeitstropfen ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit von Quecksilber gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente als Gewichtssensoren ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente als magnetische Sensoren ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente als optische Sensoren ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente als elektrische Widerstandssensoren ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sechs bis fünfzehn Sensorelemente vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass neun Sensorelemente vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem oder mehr der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorgabe- Einrichtung vorgesehen ist, die ausgehend von der Anzahl und Identität der aktivierten Sensoren einen Winkel definiert, der eine Abweichung der Lage der Digitalkamera bezüglich der horizontalen Normallage vorgibt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandler-Einrichtung vorgesehen ist, die die Winkel-Information der Vorgabe-Einrichtung in ein digitales Signal wandelt, das für jedes mit der Digitalkamera aufgenommene Bild einem ersten digitalen Bildspeicher zufügbar ist und als Winkel-Korrektursignal für eine Bildausgabeeinheit wirkt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Digitalkamera ein zweiter Digitalspeicher vorgesehen ist, in den die Bilddaten des ersten Digitalspeichers unter Berücksichtigung jeweils zugeordneter Winkel- Korrektursignal übertragbar sind, wobei eine Prozessoreinheit eine eindeutige Zuordnung von Bildelementen von dem ersten auf den zweiten Digitalspeicher derart errechnet, dass im zweiten Digitalspeicher ein oder mehr aufrecht stehende Bilder gespeichert sind.
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