WO2012163327A2 - Camera system - Google Patents

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WO2012163327A2
WO2012163327A2 PCT/DE2012/000554 DE2012000554W WO2012163327A2 WO 2012163327 A2 WO2012163327 A2 WO 2012163327A2 DE 2012000554 W DE2012000554 W DE 2012000554W WO 2012163327 A2 WO2012163327 A2 WO 2012163327A2
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camera system
magnification
discrete
zoom
magnifications
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Inventor
Andreas Obrebski
Original Assignee
Andreas Obrebski
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Classifications

    • 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
    • H04N23/69—Control of means for changing angle of the field of view, e.g. optical zoom objectives or electronic zooming

Definitions

  • the invention relates to a camera system with continuous zoom based on discrete magnification changer.
  • optical zoom is used in cameras, camcorders, microscopes, and so on. It is a continuous zoom. A focal length change takes place while maintaining the image plane location in an array of at least three lenses, two of which are non-linearly shifted from each other instead.
  • the optical zoom is characterized by a continuous magnification range of the order typically between 3 - 10 for cameras and 5 - 20 for camcorders. The different ranges are usually explained by different optical resolution of the device types and thus one is already at one of the serious disadvantages of the optical zoom, the relatively large optical Abberrationen which grow larger with increasing magnification area quickly and allow only small resolutions. Therefore, with the same effort, a higher zoom is achieved with the camcorders.
  • Galileo changer He will z. T. used in microscopes. It is a discrete magnification changer.
  • Galilei telescopes are brought into the afocal beam path, which are used in two positions and thus provide two magnification levels per telescope arrangement. With up to three telescopic arrays with optional one free passage per beam path, they usually provide between two and six magnification levels, with three and five levels being most common.
  • Discrete magnification changers offer good optical quality and are mechanically and optically relatively easy to develop. But they are due to the size of the optical beam path in a microscope large, heavy, cumbersome and slow and do not offer a continuous magnification change. The magnification change is not intuitive at more than three magnification levels and is classified as non-ergonomic.
  • An example of a Galileo changer can be seen in FIG.
  • variable-power lenses are normally actuated in opposite directions during detuning.
  • no optical elements are moved.
  • an optical element is linearly moved while a variable power lens is driven. This zoom is light, fast, small, needs little power, but has a rather small dynamic range with reasonable optical quality.
  • the digital zoom is known from the consumer products (digital cameras, digital camcorders, cell phone cameras, etc.) as another magnification changer. It is realized essentially by "enlarging" the pixel size of the camera chip, ie the image section corresponding to one pixel is made larger. The method is sometimes refined by interpolating between the pixels by software and inserting these interpolated pixels into the image, but the "refinement” does not mean that the resolution is improved, but the display appears only "softer” and less grainy . The image remains poor in detail and blurred.
  • Tesseras OptiML Zoom Another new variant of the digital zoom is Tesseras OptiML Zoom.
  • the image is captured by a lens with induced optical distortion, which produces a better resolution in the center of the image than at the edge of the image.
  • Digital zooming of the center area with the simultaneous use of a correction algorithm for optical distortion results in an image with slightly better resolution than when shooting on this optical would have renounced distortion. However, this is paid at a lower resolution at the edge of the image of the non-zoomed image.
  • the advantage of this zoom is therefore at least extremely questionable.
  • a camera system with a zoom which consists of a combination of a discrete magnification changer and a digital zoom, especially for small and very small applications such as cell phone cameras, smartphones, tablet PCs, endoscopes, surveillance cameras, but also compact cameras with a large zoom factor or in digital microscopes and other optical or medical devices.
  • the camera system is intended to record or observe still or moving images, with simplicity being often referred to as recording in the following.
  • the camera system should contain at least one photosensitive transducer which can convert light signals to electrical signals in a location-dependent manner, wherein these electrical signals can be stored, transmitted, forwarded or otherwise processed.
  • the camera system should contain a control which allows the magnification of the discrete magnification changer as a function of a di- direct user input on the camera system or by an external signal.
  • the camera system may include a device that can read the magnification and / or the type of discrete magnification changer depending on the setting and / or the type of magnification changer connected.
  • At least one image characteristic of the images supplied by the camera system should be roughly determined by the discrete magnification changer and fine by digital zoom according to the user's specifications.
  • This one image property can be z.
  • magnification the image size or image detail. Fine should mean here: smaller to significantly smaller (where significantly smaller one to several orders of magnitude is meant) distances in the magnification than the largest distance of the magnification levels of the discrete magnification changer (larger resolution).
  • the digital zoom can provide all magnification levels appropriate to the application to the magnification levels of the discrete magnification changer and also magnifications above the largest discrete magnification level.
  • the discrete magnification changer may be a Galileo or a Kepler changer or more of these changers in series. This statement expressly refers to the changer designs in the patents cited here. Thus, it may be that the telescope arrangement of the changer is not movable relative to the camera system (see, for example, DE 10 2010 018 498.5).
  • the size of the at least one of the magnification steps is less than 1.7, more preferably less than 1.5 for cameras with about 5MP of pixels.
  • a magnification step is the quotient of the associated magnifications of the magnification levels.
  • the size of the at least one of the magnification steps is less than 2.0, preferably less than 1.8, more preferably less than 1.7 for cameras with about 8MP resolution.
  • the criterion was a minimum pixel count of 2.5 to 3.0MP at the maximum value of the digital zoom between the discrete magnification levels, which for the usual image formats for photos between 10cm x 15cm and 12.5cm x 17.5cm a very good resolution of at least 300dpi supplies.
  • the camera system may advantageously comprise at least one lens of variable refractive power, e.g. B. for focusing purposes or for the correction of optical aberrations.
  • the changers are interesting, which provide at least 1.25 magnification levels per functional lens group of the discrete changer, so 3- or 5-fold changer or their series connection.
  • the small footprint speaks in favor of 3-way or 4-way changers or their series connection.
  • the control of the discrete magnification changer is preferably carried out electromagnetically. Since the discrete magnification changers are only operated in a few positions, and it does not matter as much as they get there, they also come with discrete actuators, which are particularly compact, even if they can be operated with motors. Considering that the camera system modules for mobile phones are always delivered in cuboid form, it makes sense, at least large parts, eg. B. half if not the entire mechanics in the space between the body of revolution, which is caused by the optical movement, and the circumscribed cuboid accommodate. This takes advantage of the already available space and gives you a particularly compact design.
  • the directly circumscribed cuboid has the volume 2a 3 and the housing volume of a single discrete changer, preferably 2a 3 within the limits -10% and + 50%, preferably within the limits -5% and +25 % and more preferably in the limits 0% and + 10%.
  • a camera system in which the direction from which light enters the camera system can be changed offers the ability to operate both applications with only one system.
  • the mirror would have z. B. rotated 90 ° to a "viewing direction" of the camera to accomplish by 180 °. If the optics are mass-produced from plastic, so it is sometimes useful when using z.
  • As the injection molding technique at least equal parts of the mechanics in a joint operation to produce. This at least partially eliminates the problem of assembly.
  • a camera system can also include a magnification changer without the digital zoom.
  • the camera system according to the invention must also be operated meaningfully.
  • the method for using the camera system must therefore comprise at least the following steps: (i) presetting the magnification factor within the possible range by a corresponding input directly by users on the camera system or by an external control signal, (ii) selecting a discrete magnification from the list of possible magnifications of the discrete magnification changer, this one discrete magnification being the next smaller magnification to the desired, under (i) predetermined magnification, (iii) driving the discrete magnification changer at the magnification selected under (ii), and (iv) selecting the magnitude of the digital zoom factor such that the product of the digital zoom factor selected here, with the magnification value of the one discrete magnification selected at (ii), is just the desired, under (i) predetermined, magnification.
  • the next smaller magnification to the desired magnification is: (a) less than the desired magnification and (aa) simultaneously the largest of the magnifications satisfying (a) in
  • finished zoomed images with the desired magnification or whole, non-zoomed images at a discrete magnification and optionally selected digital zoom parameters can be stored or forwarded.
  • This can be achieved, especially in the second solution, subsequently image stabilization, which is based on a corresponding software algorithm.
  • the successive images or image parts are shifted against each other, so that the position of the objects in the image without vibration or fluctuations appears.
  • the camera system according to the invention preferably includes a motion or acceleration sensor. Its data for the period of image acquisition could be used and / or stored to achieve even better image stabilization. In the areas where the image has been digitally zoomed, there is a lot of room for image stabilization because the camera chip is only partially used for the actual image. If the image is processed directly in the camera with image stabilization, it can be immediately saved in the final format. If the data of the sensor are stored for later image stabilization, a larger image area or the entire image content of the chip should be stored.
  • the digital zoom is actually known for its poor quality, so first surprise the statement made above. It should be noted, however, that the general assessment of the digital zoom is made at larger zoom factors. Here, the digital zoom actually performs extremely poorly compared to the optical zoom. But if you look at very small zoom factors, you notice that the digital zoom is magnified absolutely true to nature and the deterioration in resolution is not noticeable at first. It even beats the optical zoom in this area, because it neither reflects the light nor absorbs, breaks, bends or scatters and shows absolutely no aberrations, which would have to be elaborately corrected. The reason is that the digital zoom physically does not intervene in the optical beam path.
  • the efindungssiee camera system thus uses the very good optical quality of discrete magnification changer to achieve large magnification factors, the disadvantage of the discrete magnification changer with respect to the lack of continuity of the magnification change it compensates by the digital zoom, which is virtually weightless and volumeless, while surprisingly very maintains good quality of the discrete magnification changer in the small area of the magnification step.
  • this statement only applies as long as the Size of the enlargement step is actually not too big. Depending on the application, this may require a larger number of enlargement steps.
  • Fig. 1 shows a 3-fold Galilei changer 1 as an example of a discrete magnification changer from the prior art.
  • the 3-fold Galilei changer consists of a telescope arrangement in Galilei design and contains a positive lens 2 and a negative lens 3. These lenses, which may also be lens groups, are arranged rotatable about the axis 4.
  • the beam path 5 is usually afocal, but may differ if necessary.
  • M magnification factor
  • Fig.lb where where the telescope arrangement is located outside the beam path, the magnification is 1 and in Fig. Lc), where the telescope arrangement is reversed, which is Magnification factor 1 / M.
  • the light from the cameras is received in substantially the same direction, this same direction is related to the camera system consisting of these individual cameras and not to the individual cameras, because they could be controlled via deflection mirror.
  • the cameras with different lenses are hardware devices that provide discrete, mutually different magnifications.
  • the camera system may additionally include a digital zoom, a zoom lens with variable refractive power or a combination of the two zoom.
  • the di- Half of an application can act on at least two different discrete magnifications, in each case at least one at a time. It is further preferably for ergonomic reasons that the user can only adjust the overall magnification and even get to see them without having to worry about details.
  • the two sets of applications mentioned earlier assume the interplay between the discrete magnifications and the digital zoom, zoom with variable power lenses, or the combination of the two zoomers, preferably in a manner that ensures optimum optical quality and preferably also smooth transitions between all possible overall magnifications provides. This preferably happens just when the greatest possible contribution to the overall magnification is made by the corresponding discrete magnification within the magnification changer or the camera ensemble of the camera system.
  • the digital zoom, zoom with variable refractive power lenses, or the combination of the two zoom when acting on the smaller discrete magnification is preferably limited to a value at which this smaller discrete magnification, together with the digital zoom, the zoom with lenses of variable refractive power or the combination of the two zoom substantially results in the larger of the considered discrete magnifications.
  • this is to be understood as follows: preferably to a deviation of less than 10%, more preferably of less than 5%, more preferably less than 2%, particularly preferably less than 1%.
  • the one or more hardware devices providing the respective discrete magnifications are realized by a pre-switched optical photosensitive transducer or by a plurality of upstream optical photosensitive transducers, which or each transducer can or may convert light signals to electrical signals in a location dependent manner electrical signals can be stored, sent, forwarded or otherwise processed.
  • the camera system contains only a hardware device which provides the respective discrete magnifications
  • the camera system in the optics connected upstream of the converter has a discrete magnification changer, such as, for example.
  • Galileiwechsler or switchable or einschwenkbare lenses with different magnifications contains, otherwise the camera system contains in the case of several hardware devices that provide the respective discrete magnifications, in the upstream of the transducers optics, each upstream optics with an Obj ectively with each contains different magnification.
  • the optical axes of the optics upstream of the transducers are less than 13 cm apart when leaving the camera system, a level which is barely exceeded in normal mobile phones. A distance of less than 2cm is good for normal zoom operation, a larger distance spreads the stereo base in a possible 3D operation, if
  • Cameras / converters are operated in pairs. This 3D operation takes place in the center of the image with higher resolution in a channel, the image edges remain in 2D. Such operation easily simulates human vision and is well suited for coupling with gaze detection.
  • the image acquisition can be done simultaneously with two cameras with different magnifications for 2D. Then, the individual images are superimposed suitably, in which the corresponding pixels of both images linked or pixels of the recording with a lower resolution are replaced by those with better resolution.
  • the corresponding recordings can then be stored completely, but preferably contiguously. However, they can also be processed as described above and only or additionally the result stored.
  • the optical axes of the optics preceding the transducers when exiting the camera system are parallel or enclose an angle of less than 20 °, preferably less than 10 °, more preferably less than 5 °.
  • a converter for video telephony can be used, for. B. after switching the direction of the incident radiation preferably by tilting or switching mirror.
  • the camera system can consist of at least two cameras, with three cameras or more one has greater zoom dynamics and better quality of the images.
  • the cameras have different magnifications and a common digital zoom.
  • Galilei changer is preferably that in all discrete magnification levels the same or approximately the same spectral sensitivity, the same resolution, the same chip size and the same pixel size can be found. Equal spectral sensitivity can be achieved by equal coatings if the parts involved are substantially the same for all discrete magnifications, essentially equality meaning equality of the materials involved and material thicknesses and shapes do not differ too much. Otherwise, the same spectral sensitivity can be generated, for. B for the Galileo changer in which the free passage (see Fig.
  • a device can make sense that can bring the optical axes of the camera beam paths on top of each other, z. B. by means of switchable (mechanical or optical) or semi-transparent mirrors.
  • the ratio of the magnifications of the discrete magnification steps preferably applies: where Mi is the magnification of the i-th magnification level. This also applies preferably to all changer, with several cameras, but also with z. B. a Galilei changer.
  • Particularly economical, if not essential, is the manufacture and distribution of a whole family of camera systems, which include at least two of the following camera systems: a discrete zoom camera system, a dual discrete zoom camera system, a three discrete zoom camera system, a camera system with four discrete magnifications.
  • the method of controlling a camera system comprises at least the following steps:
  • the method of controlling a camera system according to the invention may additionally comprise the following step or steps:
  • FIG. 2 shows examples of different temporal Zoomverläüfe, with our
  • zooman is readily feasible. This is due to the small time constants of our zoning arrangements.
  • the magnification M is shown on a logarithmic scale, the time on a linear scale If the discrete changer has the same magnification steps, he must, for. T. be switched at different times at different gradients. These gradients can also be realized with a classical zoom system, even if the effort would be significantly greater (all cases except (a)) and results would not necessarily be satisfactory ((b) - (1)). This is due to the z. T. significantly larger time constants of the classical zoning arrangements.
  • Fig. 2 (a) The standard course is shown in Fig. 2 (a): the magnification is uniformly detuned with equal speed over time. This speed may preferably be preselected as the total zoom range and thus different effects can be achieved.
  • Fig. 2 (b) the increase in magnification at the beginning is large and then flattens, and in (c) it is just the opposite.
  • the graph in Fig. 2 (d) is a combination of cases (b) and (c), where (b) follows (c).
  • Fig. 2 (e) the change in magnification is made in equal steps at equidistant timings.
  • Fig. 2 (f) the magnification levels increase with time, in (h), the magnification levels become smaller and smaller, and magnification levels in both cases (f) and (h) are equal in time.
  • Fig. 2 (g) and (i) the magnification levels are the same, however, the zoom remains larger in (g) at the individual magnification levels, but always shorter at (i).
  • the case in Fig. 2 (j) is a combination of linear and
  • the variants (a) - (j) are recommended for creative design of a film material, the variants (k) and (1) are particularly suitable for measuring operations and quality control.
  • Fig. 2 (k) is always changed between two magnifications, in Fig. 2 (1) between three magnifications. Further courses and combinations of the illustrated cases are possible.
  • the variants shown can also be subsequently applied to film material by using a software algorithm. Due to the lack of an optical zoom or Changer, however, the quality of the result can be bad to very bad for larger zoom factors.
  • the optics takes less and less space proportionally when the zooming becomes smaller, if the mechanism is to deliver the required accuracy. Shares below 20% are the result.
  • the situation with the discrete magnification changers looks completely different. Forced guides are not required, the easiest possible movement of the optical elements, the rotational movement, can be realized by a well miniaturized drive.
  • the mechanism finds space in the corners of the cuboid circumscribed in the rotational body of the optics. The additional space required for the mechanics can be minimized and move at most in the order of magnitude of the space required for the optics. This is very surprising and can not be seen from simple sketches.
  • the difference in space between the classic optical zoom and the discrete magnification changer can be at least a factor of 5 but also significantly more.
  • the use of several cameras with different magnifications may result in a number of 2 to 3 further advantages.
  • the space advantages are: great robustness due to lack of moving parts, very flat design (plays an increasingly important role in recent years) by simple juxtaposition and optical axis perpendicular to the Smartyhone screen without additional Auskoppelapt.
  • the last one is necessary in both the classic optical zoom and the discrete magnification changer because they are usually installed in the smartphone surface together with the other camera optics (chip and image lens), so that the optical axis is parallel to the screen and only deflected got to. This has been done so far by a Auskoppelapt or folding device of the smartphone.

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Abstract

Camera system for capturing still or moving images, wherein the camera system (i) provides at least two discrete magnifications that differ from one another, wherein said magnifications are realized by one or more hardware devices and wherein said hardware device or devices receive(s) the light from a substantially identical direction, wherein said identical direction is related to the camera system, (ii) contains a controller, characterized in that said controller can switch on at least one of the discrete magnifications of the camera system at one point in time and at least one of the other discrete magnifications of the camera system at another point in time in a manner dependent on a direct user input at the camera system or as a result of an external signal.

Description

Kamerasystem  camera system
Gegenstand der Erfindung Subject of the invention
Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem mit kontinuierlichem Zoom auf Basis diskreter Vergrößerungswechsler. The invention relates to a camera system with continuous zoom based on discrete magnification changer.
Motivation: Motivation:
Der Bedarf nach Kameras mit Zoom (Vergrößerungs wechsler) guter Qualität bei mobilen Geräten wächst rasant. Kann er bei größeren Geräten durch den optischen Zoom noch leidlich befriedigt werden, so ist es bei den Smartphones, Fotohandys, Tablett-Computern und Laptops wegen hoher Kosten und großer Abmessungen nicht der Fall. Die Forderung nach Mimarurisierung und Kostensenkung beim Zoom, die heutzutage nur unzulänglich erfüllt wird, regte diese Erfindung an. The demand for cameras with zoom (magnification changer) good quality in mobile devices is growing rapidly. Can it be satisfactorily satisfied with larger devices by the optical zoom, so it is not the case for smartphones, camera phones, tablet computers and laptops because of high cost and large dimensions. The demand for mimarurization and cost reduction in the zoom, which is nowadays only inadequately fulfilled, inspired this invention.
Stand der Technik: State of the art:
In den meisten optischen Geräten, in denen eine Vergrößerungsänderung vorgesehen ist, wird ein optischer Zoom implementiert, falls das Gerät genug Platz dafür bietet. So findet der optische Zoom in Kameras, Camcordern, Mikroskopen usw. Verwendung. Es handelt sich hierbei um einen kontinuierlichen Zoom. Eine Brennweitenänderung findet unter Beibehaltung des Bildebenenortes in einer Anordnung von mindestens drei Linsen, wobei zwei davon nichtlinear gegeneinander verschoben werden, statt. Der optische Zoom zeichnet sich durch einen kontinuierlichen Vergrößerungsbereich in der Größenordnung typischer Weise zwischen 3 - 10 bei Kameras und 5- 20 bei Camcordern aus. Die unterschiedlichen Bereiche sind durch gewöhnlich unterschiedliche optische Auflösung der Gerätetypen zu erklären und damit ist man schon bei einem der gravierenden Nachteile des optischen Zooms, den relativ großen optischen Abberrationen, die mit größer werdendem Vergrößerungsbereich schnell größer werden und nur kleine Auflösungen zulassen. Daher ist beim gleichen Aufwand ein stärkerer Zoom bei den Camcordern er- Most optical devices that provide a magnification change will implement an optical zoom if the device has enough space. For example, optical zoom is used in cameras, camcorders, microscopes, and so on. It is a continuous zoom. A focal length change takes place while maintaining the image plane location in an array of at least three lenses, two of which are non-linearly shifted from each other instead. The optical zoom is characterized by a continuous magnification range of the order typically between 3 - 10 for cameras and 5 - 20 for camcorders. The different ranges are usually explained by different optical resolution of the device types and thus one is already at one of the serious disadvantages of the optical zoom, the relatively large optical Abberrationen which grow larger with increasing magnification area quickly and allow only small resolutions. Therefore, with the same effort, a higher zoom is achieved with the camcorders.
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|Bestätigungskopie| laubt, da wegen der kleineren Auflösung die optischen Fehler nicht so schnell auffallen. Weitere Nachteile des optischen Zooms: teuer, schwer, komplizierte Mechanik (Zwangsfuhrungen), groß, Qualität fallt schnell mit wachsendem Dynamikbereich in der Vergrößerung, hohe Entwicklungskosten der Optiken und der Mechanik, nicht faltbar. Es kommen noch hoher Energieverbrauch, oft keine ausreichende Reproduzierbarkeit der Vergrößerung, Vibrationsneigung, hohes Betriebsgeräusch und aufwendige Produktion hinzu. Einen besonders wichtigen Punkt bildet die durch komplizierte Mechanik bedingte praktisch fehlende Miniaturisierbarkeit des optischen Zooms. Viele Zoomvarianten werden nicht nur in Patentschriften sondern auch in Optikbüchern behandelt, daher wird hier nicht weiter auf sie eingegangen. | Confirmation copy | allows, because of the smaller resolution, the optical errors are not so quickly notice. Other disadvantages of the optical zoom: expensive, heavy, complicated mechanics (obsessive directions), large, quality falls quickly with increasing dynamic range in the magnification, high development costs of the optics and mechanics, not foldable. There is still high energy consumption, often no sufficient reproducibility of the magnification, vibration tendency, high operating noise and elaborate production added. A particularly important point is the lack of miniaturization of the optical zoom caused by complicated mechanics. Many zoom variants are treated not only in patents but also in optical books, so it will not be discussed here.
Weniger bekannt ist ein anderer Vergrößerungswechsler: der Galilei- Wechsler. Er wird z. T. in Mikroskopen verwendet. Es handelt sich hierbei um einen diskreten Vergrößerungswechsler. Dabei werden Galilei-Teleskope in den afokalen Strahlengang gebracht, wobei diese in je zwei Stellungen benutzt werden und somit pro Teleskop-Anordnung zwei Vergrößerungsstufen bieten. Mit bis zu drei Teleskop- Anordnungen mit optional einem freien Durchgang pro Strahlengang bieten sie üblicherweise zwischen zwei und sechs Vergrößerungsstufen, wobei drei und fünf Stufen am gebräuchlichsten sind. Diskrete Vergrößerungswechsler bieten gute optische Qualität und sind dabei mechanisch und optisch relativ einfach zu entwickeln. Sie sind aber bedingt durch die Größe des optischen Strahlenganges in einem Mikroskop groß, schwer, schwerfällig und langsam und bieten dazu keinen kontinuierlichen Vergrößerungswechsel. Der Vergrößerungswechsel erfolgt bei mehr als drei Vergrößerungsstufen nicht intuitiv und ist als nicht ergonomisch einzustufen. Ein Beispiel für einen Galilei- Wechsler ist in Fig. 1 zu sehen. Less known is another magnification changer: the Galileo changer. He will z. T. used in microscopes. It is a discrete magnification changer. Here Galilei telescopes are brought into the afocal beam path, which are used in two positions and thus provide two magnification levels per telescope arrangement. With up to three telescopic arrays with optional one free passage per beam path, they usually provide between two and six magnification levels, with three and five levels being most common. Discrete magnification changers offer good optical quality and are mechanically and optically relatively easy to develop. But they are due to the size of the optical beam path in a microscope large, heavy, cumbersome and slow and do not offer a continuous magnification change. The magnification change is not intuitive at more than three magnification levels and is classified as non-ergonomic. An example of a Galileo changer can be seen in FIG.
Eine Weiterentwicklung des diskreten Vergrößerungswechslers ist in DE 10 2007 039 851 A beschrieben. Die Anordnung ist schneller, kleiner, mechanisch weniger aufwendig, von gleicher optischen Qualität wie der herkömmliche diskrete Vergrößerungswechsler, verbraucht dazu weniger Energie. Eine Kombination mit Zoom aus Linsen variabler Brechkraft hebt in einer Variante den wichtigen Nachteil auf, däss der Vergrößerungsbereich nicht in jedem Punkt angesprochen werden kann. Im Betrieb verlassen Teile der Anordnung allerdings die Ebene des optischen Strahlenganges, was einen Teil des Vorteils gegenüber den herkömmlichen diskreten Vergrößerungswechsler wieder aufhebt. A further development of the discrete magnification changer is described in DE 10 2007 039 851 A. The arrangement is faster, smaller, mechanically less expensive, of the same optical quality as the conventional discrete magnification changer, consumes less energy. In a variant, a combination with zoom of lenses of variable refractive power eliminates the important disadvantage that the magnification range can not be addressed at every point. In operation, however, portions of the assembly leave the plane of the optical path, canceling out part of the advantage over conventional discrete magnification changers.
Einige Weiterentwicklungen der diskreten Vergrößerungs Wechsler sind in DE 10 2009 011 681 AI, DE 10 2010 018 498.5 und DE 10 2010 018 500.0 beschrieben. Die wenigen Vergrößerungsstufen der diskreten Vergrößerungswechsler sind das Knock-Out-Kri- terium, das keine Verwendung in mobilen Geräten zulässt. Some further developments of the discrete magnification changers are described in DE 10 2009 011 681 A1, DE 10 2010 018 498.5 and DE 10 2010 018 500.0. The few magnification levels of the discrete magnification changers are the knock-out criterion that does not allow use in mobile devices.
Bei dem gerade erwähnten Zoom mit Linsen variabler Brechkraft (s. US 4,678,899, US In the just-mentioned zoom with variable refractive power lenses (see US 4,678,899, US Pat
7,411,739 B2 und US 2009/0021843 AI) werden normalerweise beim Verstimmen zwei Linsen variabler Brechkraft gegensinnig angesteuert. Bei dieser Variante werden keine optischen Elemente bewegt. Bei einer anderen wird ein optisches Element linear bewegt, während eine Linse variabler Brechkraft angesteuert wird. Dieser Zoom ist leicht, schnell, klein, braucht wenig Energie, hat aber bei vernünftiger optischer Qualität einen eher sehr kleinen Dynamikbereich. No. 7,411,739 B2 and US 2009/0021843 A1), two variable-power lenses are normally actuated in opposite directions during detuning. In this variant, no optical elements are moved. In another, an optical element is linearly moved while a variable power lens is driven. This zoom is light, fast, small, needs little power, but has a rather small dynamic range with reasonable optical quality.
Der Digitalzoom ist aus den Produkten aus dem Consumer-Bereich (digitale Kameras, digitale Camcorder, Handykameras, usw.) als ein weiterer Vergrößerungswechsler bekannt. Realisiert wird er im Wesentlichen durch„Vergrößerung" der Pixelgröße des Kamerachips, d.h. der Bildausschnitt der einem Pixel entspricht, wird größer dargestellt. Das Verfahren wird manchmal dadurch verfeinert, dass zwischen den Pixeln softwaremäßig interpoliert wird und diese interpolierten Pixeln in das Bild eingefügt werden, wobei anschließend die Bildgröße wieder korrigiert werden muss. Diese„Verfeinerung" bedeutet aber nicht, dass die Auflösung verbessert wird, sondern die Darstellung erscheint nur„weicher" und weniger körnig. Das Bild bleibt detailarm und unscharf. Die Auflösung bezogen auf Objektgröße bleibt bestehen, bezogen auf Bildgröße verschlechtert sie sich. Der Qualitätsabfall nimmt sehr schnell mit der Vergrößerung zu. Die Verwendung eines Digitalzooms bis Faktor 1,3 - 1,5 scheint gerade noch vertretbar. Dennoch wird der Digitalzoom in der Fotografie höchstens im Amateurbereich angewendet. Vereinzelt findet man Anwendungen auch im technischen Bereich, wenn die Anforderungen an die Auflösung gering sind. Neuerdings werden Spaß-Camcorder mit Digitalzoom angeboten. Die Implementierung ist aber noch relativ schlecht, der Zoom ist hakelig und bei Weitem nicht flüssig, obwohl dies bei einigem Aufwand möglich sein sollte. Dies scheitert wohl aber noch in dem angebotenen Preissegment. Der Digitalzoom ist eines neueren Datums als der optische Zoom, aber leider nicht besser. The digital zoom is known from the consumer products (digital cameras, digital camcorders, cell phone cameras, etc.) as another magnification changer. It is realized essentially by "enlarging" the pixel size of the camera chip, ie the image section corresponding to one pixel is made larger The method is sometimes refined by interpolating between the pixels by software and inserting these interpolated pixels into the image, but the "refinement" does not mean that the resolution is improved, but the display appears only "softer" and less grainy .The image remains poor in detail and blurred. The quality deterioration increases very rapidly with the magnification.The use of a digital zoom up to a factor of 1.3 - 1.5 seems to be justifiable.However, the digital zoom is used in photography at most in the amateur field Applications also in the technical n range, if the resolution requirements are low. Recently, fun camcorders with digital zoom are offered. The implementation is still relatively poor, the zoom is hakelig and far from liquid, although this should be possible with some effort. This fails but probably still in the offered price segment. The digital zoom is a newer date than the optical zoom, but unfortunately not better.
Eine weitere neue Variante des Digitalzoom ist Tesseras OptiML-Zoom. Die Bildaufnahme erfolgt durch ein Objektiv mit induzierter optischer Verzeichnung, wodurch in der Bildmitte eine bessere Auflösung erzeugt wird als am Bildrand. Beim Digitalzoomen des mittleren Bereichs mit gleichzeitiger Anwendung eines Korrekturalgorithmus für die optische Verzeichnung, entsteht ein Bild mit geringfügig besseren Auflösung, als wenn man bei der Aufnahme auf diese optische Verzeichnung verzichtet hätte. Dies wird aber mit geringerer Auflösung am Bildrand des nicht- gezoomten Bildes bezahlt. Der Vorteil dieses Zooms ist also zurnindest äußerst fragwürdig. Another new variant of the digital zoom is Tesseras OptiML Zoom. The image is captured by a lens with induced optical distortion, which produces a better resolution in the center of the image than at the edge of the image. Digital zooming of the center area with the simultaneous use of a correction algorithm for optical distortion results in an image with slightly better resolution than when shooting on this optical Would have renounced distortion. However, this is paid at a lower resolution at the edge of the image of the non-zoomed image. The advantage of this zoom is therefore at least extremely questionable.
Alle Digitalzooms sind an eine elektronische Bildaufhahme gebunden und somit nur bei Geräten mit einer Kamera zu finden, also den Geräten mit rein optischer Beobachtung nicht zugänglich. All digital zooms are bound to an electronic image pickup and therefore only found on devices with a camera, ie not accessible to the devices with purely optical observation.
Aufgabe task
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kamera mit einem Zoom (Vergrößerungswechsler) bereit zu stellen, der die o.g. Nachteile nicht aufweist, die eventuell vorhandenen Vorteile jeweils beibehält und neue bereitstellt, der insbesondere miniaturisierbar, schnell, leicht, leicht herzustellen, leicht zu entwickeln, der mit möglichst wenigen und möglichst einfachen optischen Elementen auskommt, der durch einfache Mechanik ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Langlebigkeit und dabei eine maximale Vergrößerungsdynamik und kontinuierliche Verstimmung, bietet. It is therefore the object of the present invention to provide a camera with a zoom (magnification changer), the o.g. Disadvantages not that any existing benefits each retains and provides new, in particular miniaturizable, fast, easy, easy to manufacture, easy to develop, which manages with as few and simple optical elements as possible, by simple mechanics a high degree of reliability and Longevity, while a maximum magnification dynamics and continuous detuning offers.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Kamera nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen. This object is achieved by the camera according to the independent claim 1. Advantageous developments can be found in the subclaims.
Beschreibung description
Es wird ein Kamerasystem mit einem Zoom, der aus einer Kombination aus einem diskreten Vergrößerungswechsler und einem Digitalzoom besteht, vorgeschlagen und zwar insbesondere für kleine und sehr kleine Anwendungen wie Handykameras, Smartphones, Tablet-PCs, Endoskope, Überwachungskameras, aber auch Kompaktkameras mit großem Zoomfaktor oder in Digitalmikroskopen und anderen optischen oder medizinischen Geräten. Das Kamerasystem soll zur Aufnahme oder Beobachtung von stillen oder bewegten Bildern dienen, wobei im Folgenden der Einfachheit halber oft nur von Aufnahme gesprochen wird. Das Kamerasystem soll mindestens einen lichtempfindlichen Wandler, der ortsabhängig Lichtsignale in elektrische Signale wandeln kann, enthalten, wobei diese elektrischen Signale abgespeichert, gesendet, weitergeleitet oder anderweitig verarbeitet werden können. Des Weiteren soll das Kamerasystem eine Steuerung enthalten, die die Vergrößerung des diskreten Vergrößerungswechslers in Abhängigkeit von einer di- rekten Benutzereingabe am Kamerasystem oder durch ein externes Signal ändern kann. Optional kann das Kamerasystem eine Vorrichtung enthalten, die die Vergrößerung und/oder den Typ des diskreten Vergrößerungswechslers in Abhängigkeit von der Einstellung und/oder dem Typ des angeschlossenen Vergrößerungswechslers auslesen kann. There is proposed a camera system with a zoom, which consists of a combination of a discrete magnification changer and a digital zoom, especially for small and very small applications such as cell phone cameras, smartphones, tablet PCs, endoscopes, surveillance cameras, but also compact cameras with a large zoom factor or in digital microscopes and other optical or medical devices. The camera system is intended to record or observe still or moving images, with simplicity being often referred to as recording in the following. The camera system should contain at least one photosensitive transducer which can convert light signals to electrical signals in a location-dependent manner, wherein these electrical signals can be stored, transmitted, forwarded or otherwise processed. Furthermore, the camera system should contain a control which allows the magnification of the discrete magnification changer as a function of a di- direct user input on the camera system or by an external signal. Optionally, the camera system may include a device that can read the magnification and / or the type of discrete magnification changer depending on the setting and / or the type of magnification changer connected.
Mindestens eine Bildeigenschaft der durch das Kamerasystem gelieferten Bilder soll grob durch den diskreten Vergrößerungswechsler und fein durch Digitalzoom nach Vorgaben des Anwenders bestimmt werden. Diese eine Bildeigenschaft kann z. B. die Vergrößerung, die Bildgröße oder Bildausschnitt sein. Fein soll hier bedeuten: kleinere bis deutlich kleinere (wobei deutlich kleinere eine bis mehrere Größenordnungen bedeuten soll) Abstände in der Vergrößerung als der größte Abstand der Vergrößerungsstufen des diskreten Vergrößerungswechslers (größere Auflösung). Im Grenzfall kann der Digitalzoom alle, der Anwendung nach sinnvolle, Vergrößerungzwischenstufen zu den Vergrößerungsstufen des diskreten Vergrößerungswechslers und auch Vergrößerungen oberhalb der größten diskreten Vergrößerungsstufe liefern. At least one image characteristic of the images supplied by the camera system should be roughly determined by the discrete magnification changer and fine by digital zoom according to the user's specifications. This one image property can be z. As the magnification, the image size or image detail. Fine should mean here: smaller to significantly smaller (where significantly smaller one to several orders of magnitude is meant) distances in the magnification than the largest distance of the magnification levels of the discrete magnification changer (larger resolution). In the limiting case, the digital zoom can provide all magnification levels appropriate to the application to the magnification levels of the discrete magnification changer and also magnifications above the largest discrete magnification level.
Der diskrete Vergrößerungswechsler kann ein Galilei- oder ein Keplerwechsler oder mehrere dieser Wechsler in Reihe sein. Dabei bezieht sich diese Aussage ausdrücklich auch auf die Wechslerdesigns in den hier zitierten Patentschriften. Somit kann es sein, dass die Teleskopanordung des Wechslers dem Kamerasystem gegenüber nicht beweglich ist (s. z. B. DE 10 2010 018 498.5). The discrete magnification changer may be a Galileo or a Kepler changer or more of these changers in series. This statement expressly refers to the changer designs in the patents cited here. Thus, it may be that the telescope arrangement of the changer is not movable relative to the camera system (see, for example, DE 10 2010 018 498.5).
Vorzugsweise ist die Größe des mindestens eines der Vergrößerungsschritte kleiner als 1,7, weiter bevorzugt kleiner als 1,5 für Kameras mit ca. 5MP an Bildpunkten. Ein Vergrößerungsschritt ist der Quotient der dazugehörigen Vergrößerungen der Vergrößerungsstufen. Vorzugsweise ist die Größe des mindestens eines der Vergrößerungsschritte kleiner als 2,0, bevorzugt kleiner als 1,8, weiter bevorzugt kleiner als 1,7 für Kameras mit ca. 8MP Auflösung. Als Kriterium diente eine Mindestbildpunktezahl von 2,5 bis 3,0MP beim maximalen Wert des Digitalzooms zwischen den diskreten Vergrößerungsstufen, die für die üblichen Bildformate für Fotos zwischen 10cm x 15cm und 12,5cm x 17,5cm eine sehr gute Auflösung von mindestens knapp 300dpi liefert. Preferably, the size of the at least one of the magnification steps is less than 1.7, more preferably less than 1.5 for cameras with about 5MP of pixels. A magnification step is the quotient of the associated magnifications of the magnification levels. Preferably, the size of the at least one of the magnification steps is less than 2.0, preferably less than 1.8, more preferably less than 1.7 for cameras with about 8MP resolution. The criterion was a minimum pixel count of 2.5 to 3.0MP at the maximum value of the digital zoom between the discrete magnification levels, which for the usual image formats for photos between 10cm x 15cm and 12.5cm x 17.5cm a very good resolution of at least 300dpi supplies.
Am interessantesten unter dem Aspekt der Miniaturisierbarkeit sind einzelne Wechsler mit 2, 3 oder 4 diskreten Vergrößerungsstufen. ler, deren Vergrößerungsstufen durch Rotationsbewegungen angesteuert werden. Most interesting in terms of miniaturization are single changers with 2, 3 or 4 discrete magnification levels. ler whose magnification levels are controlled by rotational movements.
Das Kamerasystem kann vorteilhafterweise mindestens eine Linse variabler Brechkraft enthalten, z. B. für Fokussierungszwecke oder auch für Korrektur optischer Aberrationen. The camera system may advantageously comprise at least one lens of variable refractive power, e.g. B. for focusing purposes or for the correction of optical aberrations.
Unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit sind die Wechsler interessant, die mindestens 1,25 Vergrößerungsstufen pro Funktionslinsengruppe des diskreten Wechslers liefern, also 3- fach- oder 5 -fach- Wechsler oder deren Reihenschaltung. Der geringe Platzbedarf spricht für 3- fach- oder 4-fach- Wechsler oder deren Reihenschaltung. From the point of view of economy, the changers are interesting, which provide at least 1.25 magnification levels per functional lens group of the discrete changer, so 3- or 5-fold changer or their series connection. The small footprint speaks in favor of 3-way or 4-way changers or their series connection.
Die Ansteuerung der diskreten Vergrößerungswechsler erfolgt vorzugsweise elektromagnetisch. Da die diskreten Vergrößerungswechsler nur in wenigen Stellungen betrieben werden, und es nicht so sehr darauf ankommt, wie sie dahin kommen, kommen sie auch ohne weiteres mit diskreten Aktuatoren, die besonders kompakt sind, aus, auch wenn sie mit Motoren betrieben werden können. Berücksichtigt man, dass die Kamerasystemmodule für Handys immer in Quaderform geliefert werden, ist es sinnvoll, zumindest große Teile, z. B. die Hälfte wenn nicht die gesamte Mechanik in dem Zwischenraum zwischen dem Rotationskörper, der durch die Optikbewegung entsteht, und dem umschriebenen Quader unterzubringen. Damit wird der ohnehin zur Verfügung stehende Platz ausgenutzt und man erhält besonders kompaktes Design. Hat die größte Linse des Wechslers den Durchmesser a so hat der direkt umschriebene Quader das Volumen 2a3 und das Gehäusevolumen eines einzelnen diskreten Wechslers vorzugsweise 2a3 in den Grenzen -10% und +50%, bevorzugt in den Grenzen -5% und +25% und besonders bevorzugt in den Grenzen 0% und +10%. The control of the discrete magnification changer is preferably carried out electromagnetically. Since the discrete magnification changers are only operated in a few positions, and it does not matter as much as they get there, they also come with discrete actuators, which are particularly compact, even if they can be operated with motors. Considering that the camera system modules for mobile phones are always delivered in cuboid form, it makes sense, at least large parts, eg. B. half if not the entire mechanics in the space between the body of revolution, which is caused by the optical movement, and the circumscribed cuboid accommodate. This takes advantage of the already available space and gives you a particularly compact design. If the largest lens of the changer has the diameter a, then the directly circumscribed cuboid has the volume 2a 3 and the housing volume of a single discrete changer, preferably 2a 3 within the limits -10% and + 50%, preferably within the limits -5% and +25 % and more preferably in the limits 0% and + 10%.
Manche Anwendungen lassen eine elektromagnetische Ansteuerung nicht ohne Weiteres zu (Smartphones, Kamerahandys, ...). In einem solchen Fall ist die Aktuation durch Piezomotoren die erste Wahl (aber kein Muss). Some applications do not allow electromagnetic actuation (smartphones, camera phones, ...). In such a case the actuation by piezo motors is the first choice (but not a must).
Viele Handys enthalten heutzutage zwei Kameras, eine für Videotelephonie und eine für andere Aufnahmen. Ein Kamerasystem, bei dem die Richtung, aus der Licht in das Kamerasystem eintritt, verändert werden kann, z. B. über einen drehbaren oder schaltbaren Spiegel, bietet die Möglichkeit, beide Anwendungen mit nur einem System zu bedienen. Der Spiegel müsste z. B. um 90° gedreht werden um eine„Blickrichtung" der Kamera um 180° zu bewerkstelligen. Werden die Optiken bei Massenproduktion aus Kunststoff hergestellt, so ist es manchmal sinnvoll bei Verwendung z. B. der Spritzguss-Technik, gleich zumindest Teile der Mechanik in einem gemeinsamen Arbeitsgang mit herzustellen. Damit fällt auch zumindest zum Teil das Problem des Zusammenbaus weg. Many cell phones today contain two cameras, one for video telephony and one for other recordings. A camera system in which the direction from which light enters the camera system can be changed, e.g. B. via a rotatable or switchable mirror, offers the ability to operate both applications with only one system. The mirror would have z. B. rotated 90 ° to a "viewing direction" of the camera to accomplish by 180 °. If the optics are mass-produced from plastic, so it is sometimes useful when using z. As the injection molding technique, at least equal parts of the mechanics in a joint operation to produce. This at least partially eliminates the problem of assembly.
Werden Geräte mit dem erfindungsgemäßen Kamerasystem ausgerüstet, ist es auch manchmal sinnvoll, eine billigere Einstiegsvariante anzubieten, die die gleiche Optik bis auf den diskreten Wechsler enthält. Eine solche Gerätefamilie ist preiswerter in der Entwicklung, als wenn beide Varianten unabhängig voneinander entwickelt worden wären. Natürlich kann ein Kamerasystem auch einen Vergrößerungswechsler ohne den Digitalzoom enthalten. If devices are equipped with the camera system according to the invention, it sometimes makes sense to offer a cheaper entry-level variant which contains the same optics except for the discrete changer. Such a device family is cheaper to develop than if both variants had been developed independently. Of course, a camera system can also include a magnification changer without the digital zoom.
Das erfindungsgemäße Kamerasystem muss auch sinnvoll betrieben werden. Das Verfahren zur Benutzung des Kamerasystems muss daher mindestens folgende Schritte umfassen: (i) Vorgabe des Vergrößerungsfaktors innerhalb des möglichen Bereiches durch eine entsprechende Eingabe direkt durch Nutzer an dem Kamerasystem oder durch ein externes Steuersignal, (ii) Auswahl einer diskreten Vergrößerung aus der Liste der möglichen Vergrößerungen des diskreten Vergrößerungswechslers, wobei diese eine diskrete Vergrößerung die nächstkleinere Vergrößerung zu der gewünschten, unter (i) vorgegebenen, Vergrößerung ist, (iii) Ansteuern des diskreten Vergrößerungswechslers mit der unter (ii) gewählten Vergrößerung, und (iv) Auswählen der Größe des Digitalzoomfaktors derart, dass das Produkt aus dem hier ausgewählten Digitalzoomfaktor mit dem Vergrößerungswert der einen unter (ii) ausgewählten diskreten Vergrößerung gerade die gewünschte, unter (i) vorgegebene, Vergrößerung ist. Dabei ist die nächstkleinere Vergrößerung zu der gewünschten Vergrößerung: (a) kleiner als die gewünschte Vergrößerung und (aa) gleichzeitig die größte der Vergrößerungen, die (a) in diesem Satz erfüllen; auch Verkleinerung und Vergrößerung gleich 1 werden als Vergrößerung bezeichnet. The camera system according to the invention must also be operated meaningfully. The method for using the camera system must therefore comprise at least the following steps: (i) presetting the magnification factor within the possible range by a corresponding input directly by users on the camera system or by an external control signal, (ii) selecting a discrete magnification from the list of possible magnifications of the discrete magnification changer, this one discrete magnification being the next smaller magnification to the desired, under (i) predetermined magnification, (iii) driving the discrete magnification changer at the magnification selected under (ii), and (iv) selecting the magnitude of the digital zoom factor such that the product of the digital zoom factor selected here, with the magnification value of the one discrete magnification selected at (ii), is just the desired, under (i) predetermined, magnification. Here, the next smaller magnification to the desired magnification is: (a) less than the desired magnification and (aa) simultaneously the largest of the magnifications satisfying (a) in this set; also reduction and enlargement equal to 1 are called enlargement.
Für einige Anwendungen, u. a. auch in Kamerahandys, Smartphones und Tablet-PCs könnten auch 2, 3 oder mehr Kameras oder eine Kamera mit mehreren intern wechselbaren Objektiven oder Objektivteilen, kombiniert mit Digitalzoom und entsprechend synchronisiert, benutzt werden. Je nach Vorgabe des Nutzers würde eine entsprechende Kamera oder Kameraobjektiv ausgewählt und mit passendem Digitalzoom versehen. Diese bezüglich des benötigten Platzes nicht unbedingt günstige Lösung hätte den Vorteil, dass keine oder nur wenige Teile bewegt werden. So würden diese Kameras einen mechanisch statischen Wechsler bilden, wobei jede Kamera vor- zugsweise eine andere Vergrößerung aufweisen würde. For some applications, including camera phones, smartphones and tablet PCs, you could also use 2, 3 or more cameras or a camera with several internally exchangeable lenses or lens parts, combined with digital zoom and synchronized accordingly. Depending on the specification of the user, a corresponding camera or camera lens would be selected and provided with a suitable digital zoom. This with respect to the required space not necessarily cheap solution would have the advantage that no or only a few parts are moved. So these cameras would form a mechanically static changer, with each camera would preferably have a different magnification.
Bei dem erfindungsgemäßen Kamerasystem können fertig gezoomte Bilder mit der gewünschten Vergrößerung oder ganze, nicht gezoomte Bilder bei einer diskreten Vergrößerung und optional gewählte Digitalzoomparameter gespeichert oder weitergeleitet werden. Damit kann, besonders bei der zweiten Lösung, nachträglich eine Bildstabilisierung erreicht werden, die auf einem entsprechenden Software- Algorithmus beruht. Hierbei werden die aufeinander folgenden Bilder oder Bildteile gegeneinander verschoben, so dass die Lage der Objekte im Bild ohne Vibrationen oder Schwankungen erscheint. In the camera system according to the invention, finished zoomed images with the desired magnification or whole, non-zoomed images at a discrete magnification and optionally selected digital zoom parameters can be stored or forwarded. This can be achieved, especially in the second solution, subsequently image stabilization, which is based on a corresponding software algorithm. Here, the successive images or image parts are shifted against each other, so that the position of the objects in the image without vibration or fluctuations appears.
Das erfindungsgemäße Kamerasystem enthält vorzugsweise einen Bewegungs- bzw. Beschleuni- gungssensor. Seine Daten für den Zeitraum der Bildaufhahme könnten verwendet und/oder gespeichert werden, um eine noch bessere Bildstabilisierung zu erreichen. In den Bereichen, wo das Bild digital gezoomt worden ist, gibt es für die Bildstabilisierung besonders viel Spielraum, weil der Kamerachip für das eigentliche Bild nur zum Teil genutzt wird. Wird das Bild direkt in der Kamera mit der Bildstabilisierung prozessiert, kann es gleich in dem Endformat abgespeichert werden. Werden die Daten des Sensors für spätere Bildstabilisierung abgespeichert, sollte ein größerer Bildbereich, bzw. der gesamte Bildinhalt des Chips abgespeichert werden. The camera system according to the invention preferably includes a motion or acceleration sensor. Its data for the period of image acquisition could be used and / or stored to achieve even better image stabilization. In the areas where the image has been digitally zoomed, there is a lot of room for image stabilization because the camera chip is only partially used for the actual image. If the image is processed directly in the camera with image stabilization, it can be immediately saved in the final format. If the data of the sensor are stored for later image stabilization, a larger image area or the entire image content of the chip should be stored.
Zum besseren Verständnis der gewählten erfindungsgemäßen Kombination werden hier noch die Vorzüge der einzelnen Zoomkomponenten aufgeführt, wobei zu betonen ist, dass manche der Vorzüge des diskreten Vergrößerungswechslers insbesondere oder gar nur für kleine Strahlengänge gelten und sich dadurch teilweise von den Eigenschaften in Mikroskopen unterscheiden. Dabei sind diese Vorteile insbesondere im Vergleich mit dem optischen Zoom zu sehen. For a better understanding of the selected combination according to the invention, the advantages of the individual zoom components are listed here, wherein it should be emphasized that some of the advantages of the discrete magnification changer apply especially or even only to small beam paths and thereby differ in part from the properties in microscopes. These advantages can be seen especially in comparison with the optical zoom.
Vorteile diskreter Vergrößerungs Wechsler (gelten z.T. nicht für alle Wechsler): Advantages of discrete magnification changers (sometimes not valid for all changers):
— sehr gute optische Qualität  - very good optical quality
— einfache Optik  - simple look
— schnelle, große Vergrößerungswechsel  - fast, big magnification changes
— leichte Korrektur der optischen Aberrationen, weil die Rechnung nur bei einer Vergrößerung erfolgt (und nicht in einem ganzen Bereich, wie beim klassischem Zoom) - slight correction of the optical aberrations, because the calculation is done only at a magnification (and not in a whole range, as in the classical zoom)
— sehr einfache Mechanik: nur Rotaionsbewegungen (keine Zwangsführungen, diskrete Ak- tuatoren ausreichend) - einfach miniaturisierbar - very simple mechanics: only rotatory movements (no forced guidance, discrete actuators sufficient) - easily miniaturized
- große Vergrößerungsschritte möglich  - large magnification steps possible
- Energie-sparend  - Energy-saving
- geringes Gewicht  - low weight
- faltbar  - foldable
- sehr gute Reproduzierbarkeit der Vergrößerung  - very good reproducibility of the magnification
- niedriger Preis  - low price
- geringe Vibrationsneigung  - low tendency to vibrate
- geringer Störgeräuschpegel  - low noise level
- einfach herzustellen  - easy to make
Vorteile Digitalzoom: Advantages Digital Zoom:
- extrem gute Qualität bei sehr kleinen Zoomfaktoren  - extremely good quality with very small zoom factors
- schnell bis extrem schnell, je nach Elektronik und Software-Qualität  - fast to extremely fast, depending on the electronics and software quality
- Volumen und Gewicht tendieren gegen Null  - Volume and weight tend to zero
Der Digitalzoom ist eigentlich für seine schlechte Qualität bekannt, deshalb verwundert zuerst die weiter oben gemachte Aussage. Zu bedenken ist allerdings, dass die allgemein getroffene Beurteilung des Digitalzooms bei größeren Zoomfaktoren getroffen wird. Hier schneidet der Digitalzoom verglichen mit dem optischen Zoom tatsächlich extrem schlecht ab. Betrachtet man aber sehr kleine Zoomfaktoren stellt man fest, dass der Digitalzoom absolut naturgetreu vergrößert und die Auflösungsverschlechterung zuerst gar nicht auffallt. Es schlägt in diesem Bereich sogar den optischen Zoom, weil er weder das Licht reflektiert, noch absorbiert, bricht, beugt oder streut und zeigt absolut keine Aberrationen, die erst aufwendig korrigiert werden müssten. Die Ursache liegt darin, dass der Digitalzoom physikalisch gar nicht in den optischen Strahlengang eingreift. The digital zoom is actually known for its poor quality, so first surprise the statement made above. It should be noted, however, that the general assessment of the digital zoom is made at larger zoom factors. Here, the digital zoom actually performs extremely poorly compared to the optical zoom. But if you look at very small zoom factors, you notice that the digital zoom is magnified absolutely true to nature and the deterioration in resolution is not noticeable at first. It even beats the optical zoom in this area, because it neither reflects the light nor absorbs, breaks, bends or scatters and shows absolutely no aberrations, which would have to be elaborately corrected. The reason is that the digital zoom physically does not intervene in the optical beam path.
Das efindungsgemäße Kamerasystem bedient sich also der sehr guten optischen Qualität des diskreten Vergrößerungswechslers um große Vergrößerungsfaktoren zu erreichen, den Nachteil des diskreten Vergrößerungswechslers bezüglich der fehlenden Kontinuität der Vergrößerungsänderung gleicht es durch den Digitalzoom aus, der praktisch gewichts- und volumenlos ist, dabei überaschenderweise die sehr gute Qualität des diskreten Vergrößerungswechslers in dem kleinen Bereich des Vergrößerungsschrittes aufrechterhält. Natürlich gilt diese Aussage nur, solange die Größe des Vergrößerungsschrittes tatsächlich nicht zu groß ist. Das kann je nach Anwendung eine größere Anzahl an Vergrößerungsschritten verlangen. The efindungsgemäße camera system thus uses the very good optical quality of discrete magnification changer to achieve large magnification factors, the disadvantage of the discrete magnification changer with respect to the lack of continuity of the magnification change it compensates by the digital zoom, which is virtually weightless and volumeless, while surprisingly very maintains good quality of the discrete magnification changer in the small area of the magnification step. Of course, this statement only applies as long as the Size of the enlargement step is actually not too big. Depending on the application, this may require a larger number of enlargement steps.
Wir sehen also, dass die erfindungsgemäße Kombination des Kamerasystems die an sich erstmal minderwertigen Komponenten so zusammenstellt, dass sie zwar ihre Stärken ausspielen können, deren Schwächen aber unter den Tisch fallen. Genau diese Schwächen haben bis jetzt einen vernünftigen Einsatz der einzelnen Komponenten verhindert. So we see that the combination of the camera system according to the invention, the initially inferior components so compiled that they can indeed play their strengths, but their weaknesses fall under the table. Precisely these weaknesses have hitherto prevented a reasonable use of the individual components.
Fig. 1 zeigt einen 3 -fach Galilei- Wechsler 1 als Beispiel für einen diskreten Vergrößerungswechsler aus dem Stand der Technik. Der 3 -fach Galilei- Wechsler besteht aus einer Teleskop- Anordnung in Galilei- Ausführung und enthält eine Positivlinse 2 und eine Negativlinse 3. Diese Linsen, die auch Linsengruppen sein können, sind rotierbar um die Achse 4 angeordnet. Der Strahlengang 5 ist üblicherweise afokal, kann davon aber bei Bedarf abweichen. In Fig. la) beträgt die Vergrößerung Faktor M, in Fig.lb), wo sich wo die Teleskop- Anordnung außerhalb des Strahlengänges befindet, ist die Vergrößerung 1 und in Fig. lc), wo die Teleskop- Anordnung umgedreht ist, beträgt die Vergrößerung Faktor 1/M. Fig. 1 shows a 3-fold Galilei changer 1 as an example of a discrete magnification changer from the prior art. The 3-fold Galilei changer consists of a telescope arrangement in Galilei design and contains a positive lens 2 and a negative lens 3. These lenses, which may also be lens groups, are arranged rotatable about the axis 4. The beam path 5 is usually afocal, but may differ if necessary. In Fig. La) is the magnification factor M, in Fig.lb), where where the telescope arrangement is located outside the beam path, the magnification is 1 and in Fig. Lc), where the telescope arrangement is reversed, which is Magnification factor 1 / M.
Bei kleinerer Anzahl diskreter Vergrößerungen können wie bereits erwähnt innerhalb eines Kamerasystems mehrere Kameras mit geeignet unterschiedlichen Vergrößerungen benutzt werden. Die unterschiedlichen Kameraobjektive, durch die die verschiedenen Vergrößerungen realisiert werden, übernehmen dann praktisch die Rolle des diskreten Vergrößerungswechslers. Sie stellen unterschiedliche diskrete Vergrößerungen zur Verfügung und es kann zwischen den dazugehörigen Kameras geschaltet werden. Die Benutzung mehrerer Kameras bietet sich an, weil durch neuartige Herstellungsverfahren die Preise für Kameras den Wert von 1US$/MP anstreben (MP: MegaPixel). Eine Steuerung übernimmt das Einschalten der Kamera bzw. das Umschalten zwischen den Kameras in Abhängigkeit von einer direkten Benutzereingabe am Kamerasystem oder durch ein externes Signal. Zu beachten ist, dass das Licht von den Kameras aus im Wesentlichen gleicher Richtung empfangen wird, wobei diese gleiche Richtung auf das Kamerasystem bestehend aus diesen einzelnen Kameras bezogen ist und nicht auf die einzelnen Kameras, denn diese könnten über Umlenkspiegel angesteuert werden. Genauso wie die Kamera mit vorgeschaltetem Vergrößerungswechsler sind die Kameras mit unterschiedlichen Objektiven hardwaremäßige Vorrichtungen, die diskrete, von einander verschiedene, Vergrößerungen bereitstellen. Auch hier kann das Kamerasystem zusätzlich einen Digitalzoom, einen Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder eine Kombination der beiden Zooms umfassen. Dabei gilt vorzugsweise, dass der Di- halb einer Applikation auf mindestens zwei verschiedene diskrete Vergrößerungen einwirken kann, auf jeweils mindestens eine zu einem Zeitpunkt. Dabei gilt weiter vorzugsweise aus Ergonomiegründen, dass der Anwender lediglich die Gesamtvergrößerung einstellen kann und auch nur diese zu sehen bekommt, ohne sich um Einzelheiten kümmern zu müssen. Die zwei Sätze weiter oben erwähnte Applikation übernimmt das Zusammenspiel zwischen den diskreten Vergrößerungen und dem Digitalzoom, Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder der Kombination der beiden Zooms vorzugsweise auf eine Art, die ein Optimum an optischer Qualität und ebenfalls vorzugsweise nahtlose Übergänge zwischen allen möglichen Gesamtvergrößerungen sicher stellt. Das passiert vorzugsweise genau dann, wenn der größtmögliche Beitrag zu der Gesamtvergrößerung von der entsprechenden diskreten Vergrößerung innerhalb des Vergrößerungswechslers oder des Kameraensembles des Kamerasystems geleistet wird. Mit anderen Worten: bei Betrachtung zweier benachbarten diskreten Vergrößerungen wird der Digitalzoom, Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder die Kombination der beiden Zooms bei der Einwirkung auf die kleinere diskrete Vergrößerung vorzugsweise auf einen Wert begrenzt, bei dem diese kleinere diskrete Vergrößerung zusammen mit dem Digitalzoom, dem Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder der Kombination der beiden Zooms im Wesentlichen die größere der betrachteten diskreten Vergrößerungen ergibt. Im Wesentlichen soll hier heißen: vorzugsweise bis auf eine Abweichung von unter 10%, weiter bevorzugt von unter von unter 5%, weiter bevorzugt von unter 2%, besonders bevorzugt unter 1%. With a smaller number of discrete magnifications, as already mentioned, several cameras with suitably different magnifications can be used within one camera system. The different camera lenses, through which the different magnifications are realized, then take over the role of the discrete magnification changer. They provide different discrete magnifications and it can be switched between the associated cameras. The use of multiple cameras makes sense, because the price of cameras aiming for the value of 1US $ / MP (MP: MegaPixel) due to new manufacturing processes. A control takes over the switching on of the camera or the switching between the cameras depending on a direct user input at the camera system or by an external signal. It should be noted that the light from the cameras is received in substantially the same direction, this same direction is related to the camera system consisting of these individual cameras and not to the individual cameras, because they could be controlled via deflection mirror. Just like the camera with front power magnification, the cameras with different lenses are hardware devices that provide discrete, mutually different magnifications. Again, the camera system may additionally include a digital zoom, a zoom lens with variable refractive power or a combination of the two zoom. In this case, it is preferably that the di- Half of an application can act on at least two different discrete magnifications, in each case at least one at a time. It is further preferably for ergonomic reasons that the user can only adjust the overall magnification and even get to see them without having to worry about details. The two sets of applications mentioned earlier assume the interplay between the discrete magnifications and the digital zoom, zoom with variable power lenses, or the combination of the two zoomers, preferably in a manner that ensures optimum optical quality and preferably also smooth transitions between all possible overall magnifications provides. This preferably happens just when the greatest possible contribution to the overall magnification is made by the corresponding discrete magnification within the magnification changer or the camera ensemble of the camera system. In other words, considering two contiguous discrete magnifications, the digital zoom, zoom with variable refractive power lenses, or the combination of the two zoom when acting on the smaller discrete magnification is preferably limited to a value at which this smaller discrete magnification, together with the digital zoom, the zoom with lenses of variable refractive power or the combination of the two zoom substantially results in the larger of the considered discrete magnifications. Essentially, this is to be understood as follows: preferably to a deviation of less than 10%, more preferably of less than 5%, more preferably less than 2%, particularly preferably less than 1%.
Vorzugsweise werden die eine oder mehrere hardwaremäßige Vorrichtungen, die die jeweiligen diskreten Vergrößerungen bereitstellen, durch einen lichtempfindlichen Wandler mit vorgeschalteter Optik oder durch mehrere lichtempfindliche Wandler mit vorgeschalteter Optik realisiert, wobei dieser oder diese Wandler ortsabhängig Lichtsignale in elektrische Signale wandeln kann oder können und wobei diese elektrischen Signale abgespeichert, gesendet, weitergeleitet oder anderweitig verarbeitet werden können. Dabei gilt für den Fall, dass das Kamerasystem nur eine hardwaremäßige Vorrichtung, die die jeweiligen diskreten Vergrößerungen bereitstellt, enthält, dass das Kamerasystem in der dem Wandler vorgeschalteten Optik einen diskreten Vergrößerungswechsler wie z. B. Galileiwechsler oder schaltbare bzw. einschwenkbare Objektive mit verschiedenen Vergrößerungen enthält, sonst enthält das Kamerasystem für den Fall von mehreren hardwaremäßigen Vorrichtungen, die die jeweiligen diskreten Vergrößerungen bereitstellen, in den den Wandlern vorgeschalteten Optiken mehrere Objektive, wobei jede vorgeschaltete Optik ein Obj ektiv mit j eweils anderer Vergrößerung enthält. Vorzugsweise liegen die optischen Achsen der den Wandlern vorgeschalteten Optiken beim Verlassen des Kamerasystems um weniger als 13cm auseinander, ein Maß, das bei normalen Handys kaum überschritten wird. Ein Abstand von weniger als 2cm ist gut für normalen Zoombetrieb, ein größerer Abstand verbreitet die Stereobasis in einem möglichen 3D-Betrieb, falls Preferably, the one or more hardware devices providing the respective discrete magnifications are realized by a pre-switched optical photosensitive transducer or by a plurality of upstream optical photosensitive transducers, which or each transducer can or may convert light signals to electrical signals in a location dependent manner electrical signals can be stored, sent, forwarded or otherwise processed. In this case, if the camera system contains only a hardware device which provides the respective discrete magnifications, the camera system in the optics connected upstream of the converter has a discrete magnification changer, such as, for example. Galileiwechsler or switchable or einschwenkbare lenses with different magnifications contains, otherwise the camera system contains in the case of several hardware devices that provide the respective discrete magnifications, in the upstream of the transducers optics, each upstream optics with an Obj ectively with each contains different magnification. Preferably, the optical axes of the optics upstream of the transducers are less than 13 cm apart when leaving the camera system, a level which is barely exceeded in normal mobile phones. A distance of less than 2cm is good for normal zoom operation, a larger distance spreads the stereo base in a possible 3D operation, if
Kameras/Wandler paarweise betrieben werden. Dieser 3D-Betrieb erfolgt in der Bildmitte mit höherer Auflösung in einem Kanal, die Bildränder bleiben in 2D. Ein solcher Betrieb simuliert auf einfache Weise das menschliche Sehen und eignet sich gut für Kopplung mit einer Blickrichtungserfassung. Cameras / converters are operated in pairs. This 3D operation takes place in the center of the image with higher resolution in a channel, the image edges remain in 2D. Such operation easily simulates human vision and is well suited for coupling with gaze detection.
Die Bildaufnahme kann bei mehreren Kameras mit unterschiedlichen Vergrößerungen gleichzeitig auch für 2D erfolgen. Dann werden die einzelnen Aufnahmen geeignet überlagert, in dem die entsprechenden Bildpunkte beider Aufnahmen verknüpft oder Bildpunkte der Aufnahme mit geringerer Auflösung durch die mit besserer Auflösung ersetzt werden. In beiden Fällen haben wir dann vorzugsweise in der Bildmitte einen Intensitäts- und Auflösungsgewinn. Im ersten Falle fallt der Intensitätsgewinn, in dem zweiten der Auflösungsgewinn normalerweise etwas größer aus. Man bekommt also da, wo es am interessantesten ist, also in der Bildmitte, die höhere Auflösung und die größere Intensität, die größerer Empfindlichkeit und Rauschfreiheit entspricht. Die korrespondierenden Aufnahmen können dann vollständig, aber vorzugsweise zusammenhängend abgespeichert werden. Sie können aber auch wie gerade beschrieben prozessiert werden und nur oder zusätzlich das Resultat abgespeichert werden. The image acquisition can be done simultaneously with two cameras with different magnifications for 2D. Then, the individual images are superimposed suitably, in which the corresponding pixels of both images linked or pixels of the recording with a lower resolution are replaced by those with better resolution. In both cases, we then preferably have an intensity and resolution gain in the center of the image. In the first case, the gain in intensity usually falls slightly larger in the second case, and in the second case the resolution gain normally increases. You get where it is most interesting, so in the middle of the picture, the higher resolution and the greater intensity that corresponds to greater sensitivity and noise. The corresponding recordings can then be stored completely, but preferably contiguously. However, they can also be processed as described above and only or additionally the result stored.
Vorzugsweise sind die optischen Achsen der den Wandlern vorgeschalteten Optiken bei Verlassen des Kamerasystems parallel oder sie schließen einen Winkel von weniger als 20°, vorzugsweise von weniger als 10°, weiter bevorzugt von weniger als 5° ein. Preferably, the optical axes of the optics preceding the transducers when exiting the camera system are parallel or enclose an angle of less than 20 °, preferably less than 10 °, more preferably less than 5 °.
Vorzugsweise kann ein Wandler für Videotelefonie genutzt werden, z. B. nach Umschaltung der Richtung der einfallender Strahlung bevorzugt durch Kipp- oder Schaltspiegel. Preferably, a converter for video telephony can be used, for. B. after switching the direction of the incident radiation preferably by tilting or switching mirror.
Das Kamerasystem kann aus mindestens zwei Kameras bestehen, mit drei Kameras oder mehr hat man größere Zoomdynamik und bessere Qualität der Aufnahmen. Dabei haben die Kameras unterschiedliche Vergrößerungen und einem gemeinsamen Digitalzoom. The camera system can consist of at least two cameras, with three cameras or more one has greater zoom dynamics and better quality of the images. The cameras have different magnifications and a common digital zoom.
Alle Sensoren der Kameras können sich den Prozessor, die Spannungsversorgung, aber auch die Auslese- und andere Elektronik teilen, was zu Kosten-, Platz- und Gewichtsersparnis fuhrt. Für- alle Wechsler, mit mehreren Kameras, aber auch mit z. B. Galilei- Wechsler gilt vorzugsweise, dass in allen diskreten Vergrößerungsstufen die gleiche oder annähernd gleiche spektrale Empfindlichkeit, gleiche Auflösung, gleiches Chipformat und gleiche Pixelgröße zu finden sind. Gleiche spektrale Empfindlichkeit kann durch gleiche Beschichtungen erreicht werden, wenn die beteiligten Teile für alle diskreten Vergrößerungen im Wesentlichen gleich sind, wobei im Wesentlichen hier Gleichheit die Gleichheit der beteiligten Materialien bedeutet und die Materialstärken und Formen nicht zu sehr von einander abweichen. Ansonsten kann die gleiche spektrale Empfindlichkeit erzeugt werden, z. B für den Galilei- Wechsler, in dem der freie Durchgang (s. Fig. 1 b)) mit Glas- oder anderen transparenten Trägern ausgerüstet werden, und diese Träger geeignete Beschichtungen tragen, die die spektrale Empfindlichkeit in den anderen diskreten Vergrößerungsstufen nachahmen. Dies ist besonders wichtig bei Kameraaufhahmen, weil die Kameras oft eine andere Kennlinie aufweisen als das menschliche Auge, dessen Empfindlichkeit nicht so weit in den roten bzw. infraroten Spektralbereich hineinreicht. Aber genau hier machen die Beschichtungen für die Linsen möglicherweise Probleme, weil sie zu viel oder zu wenig Licht in einem bestimmten Bereich durchlassen. All sensors of the cameras can be the processor, the power supply, but also the Share readout and other electronics, resulting in cost, space and weight savings. For all changers, with several cameras, but also with z. B. Galilei changer is preferably that in all discrete magnification levels the same or approximately the same spectral sensitivity, the same resolution, the same chip size and the same pixel size can be found. Equal spectral sensitivity can be achieved by equal coatings if the parts involved are substantially the same for all discrete magnifications, essentially equality meaning equality of the materials involved and material thicknesses and shapes do not differ too much. Otherwise, the same spectral sensitivity can be generated, for. B for the Galileo changer in which the free passage (see Fig. 1 b)) are equipped with glass or other transparent supports and these supports carry suitable coatings which mimic the spectral sensitivity in the other discrete magnification steps. This is especially important in camera photography because the cameras often have a different characteristic than the human eye, whose sensitivity does not extend that far into the red or infrared spectral range. But right here, the coatings for the lenses may cause problems because they let too much or too little light through in a particular area.
Bei Vorrichtungen mit mehreren Kameras kann eine Vorrichtung Sinn machen, die die optischen Achsen der Kamera-Strahlengänge übereinander bringen kann, z. B. mit Hilfe von schaltbaren (mechanisch oder optisch) oder halbdurchlässigen Spiegeln. In devices with multiple cameras, a device can make sense that can bring the optical axes of the camera beam paths on top of each other, z. B. by means of switchable (mechanical or optical) or semi-transparent mirrors.
Des Weiteren gilt vorzugsweise für das Verhältnis der Vergrößerungen der diskreten Vergrößerungsstufen:
Figure imgf000014_0001
wobei Mi die Vergrößerung der i-ten Vergrößerungsstufe ist. Auch dies gilt vorzugsweise für alle Wechsler, die mit mehreren Kameras, aber auch die mit z. B. einem Galilei- Wechsler. Furthermore, the ratio of the magnifications of the discrete magnification steps preferably applies:
Figure imgf000014_0001
where Mi is the magnification of the i-th magnification level. This also applies preferably to all changer, with several cameras, but also with z. B. a Galilei changer.
Besonders Ökonomisch wenn auch nicht zwingend notwendig ist die Herstellung und Vertrieb einer ganzen Familie von Kamerasystemen, wobei diese Familie mindestens zwei von den folgenden Kamerasystemen enthält: ein Kamerasystem mit einer diskreten Vergrößerung, ein Kamerasystem mit zwei diskreten Vergrößerungen, ein Kamerasystem mit drei diskreten Vergrößerungen, ein Kamerasystem mit vier diskreten Vergrößerungen. Particularly economical, if not essential, is the manufacture and distribution of a whole family of camera systems, which include at least two of the following camera systems: a discrete zoom camera system, a dual discrete zoom camera system, a three discrete zoom camera system, a camera system with four discrete magnifications.
Ebenfalls besonders ökonomisch wenn auch nicht zwingend notwendig ist die Verwendung identischer Wandler innerhalb eines Kamerasystems. Das Verfahren ein erfindungsgemäßes Kamerasystem anzusteuern umfasst mindestens folgende Schritte: Also particularly economical if not absolutely necessary is the use of identical transducers within a camera system. The method of controlling a camera system according to the invention comprises at least the following steps:
(i) Vorgabe des Vergrößerungsfaktors innerhalb des möglichen Bereiches durch eine entsprechende Eingabe direkt durch Nutzer an dem Kamerasystem oder durch ein externes Steuersignal,  (i) specification of the magnification factor within the possible range by a corresponding input directly by users on the camera system or by an external control signal,
(ii) Auswahl einer der möglichen diskreten Vergrößerungen aus der Liste der möglichen diskreten Vergrößerungen, wobei diese eine diskrete Vergrößerung die nächstkleinere Vergrößerung zu der gewünschten, unter (i) vorgegebenen, Vergrößerung ist,  (ii) selecting one of the possible discrete magnifications from the list of possible discrete magnifications, said one discrete magnification being the next smaller magnification to the desired, below (i) predetermined magnification,
(iii) Ansteuern der hardwaremäßigen Vorrichtung, die die gewünschte, unter (ii) gewählte diskrete Vergrößerung liefert, und  (iii) driving the hardware device that provides the desired discrete magnification selected under (ii), and
(iv) Auswahlen der Größe des Digitalzoomfaktors derart, dass das Produkt aus dem hier ausgewählten Digitalzoomfaktor mit dem Vergrößerungswert der einen unter (ii) ausgewählten diskreten Vergrößerung gerade die gewünschte, unter (i) vorgegebene, Vergrößerung ist.  (iv) selecting the size of the digital zoom factor such that the product of the digital zoom factor selected here with the magnification value of the one discrete magnification selected at (ii) is just the desired, below (i) predetermined, magnification.
Das Verfahren ein erfindungsgemäßes Kamerasystem anzusteuern kann zusätzlich folgenden Schritt oder Schritte umfassen: The method of controlling a camera system according to the invention may additionally comprise the following step or steps:
A) Aufnahme Einzelbild  A) Recording single image
oder  or
Bl) Starten Aufnahme bewegte Bilder,  Bl) start recording moving pictures,
B2) Verstimmen des Digitalzooms bei laufender Aufnahme in eine Richtung  B2) detuning the digital zoom while recording in one direction
und optional  and optional
B3) Weiterverstimmen des Digitalzooms bei laufender Aufnahme in die eine Richtung bis die Gesamtvergrößerung aus Digitalzoom und diskreten Vergrößerung den Wert der nächsten diskreten Vergrößerung erreicht,  B3) retuning the digital zoom while recording in one direction until the total magnification of digital zoom and discrete magnification reaches the value of the next discrete magnification,
B4) Umschalten der diskreten Vergrößerung in den nächstkleineren/-größeren Wert, wenn der Digitalzoom zu kleineren/größeren Werten hin verstimmt worden ist, Anpassen des Digitalzooms so, dass sich wieder im Wesentlichen der gleiche Wert der Gesamtvergrößerung ergibt wie vor dem Umschalten der diskreten Vergrößerung,  B4) switching the discrete magnification to the next smaller / larger value when the digital zoom has been detuned to smaller / larger values, adjusting the digital zoom so as to return to substantially the same value of the total magnification as before switching the discrete magnification .
B5) Weiterverstimmen des Digitalzooms bei laufender Aufnahme in die eine Richtung wie unter B2) Fig, 2 zeigt Beispiele für verschiedene zeitliche Zoomverläüfe, die mit unseren B5) Retuning the digital zoom while recording in the one direction as in B2) Fig. 2 shows examples of different temporal Zoomverläüfe, with our
Zoomanordnungen ohne Weiteres realisierbar sind. Dies liegt an den kleinen Zeitkonstanten unserer Zoomanordnungen. Die Vergrößerung M wird auf logarithmischer Skala gezeigt, die Zeit auf linearer Skala Hat der diskrete Wechsler gleiche Vergrößerungsschritte, muss er z. T. zu verschiedenen Zeiten bei verschiedenen Verläufen geschaltet werden. Diese Verläufe können auch mit klassischem Zoomsystem realisiert werden, auch wenn der Aufwand erheblich größer (alle Fälle außer (a)) und Ergebnisse nicht unbedingt befriedigend ((b) - (1)) wären. Dies liegt an den z. T. deutlich größeren Zeitkonstanten der klassischen Zoomanordnungen. Zoomanordnungen are readily feasible. This is due to the small time constants of our zoning arrangements. The magnification M is shown on a logarithmic scale, the time on a linear scale If the discrete changer has the same magnification steps, he must, for. T. be switched at different times at different gradients. These gradients can also be realized with a classical zoom system, even if the effort would be significantly greater (all cases except (a)) and results would not necessarily be satisfactory ((b) - (1)). This is due to the z. T. significantly larger time constants of the classical zoning arrangements.
In Fig. 2 steigt die Vergrößerung mit der Zeit an. Es sind natürlich auch korrespondierende Fälle mit fallender Vergrößerung möglich. Um sie zu erhalten werden die Verläufe an einer vertikalen Linie gespiegelt (nicht dargestellt). In Fig. 2, the magnification increases with time. Of course, corresponding cases with decreasing magnification are also possible. To get them, the gradients are mirrored on a vertical line (not shown).
Der Standardverlauf ist in Fig. 2 (a) gezeigt: die Vergrößerung wird gleichmäßig, mit gleicher Geschwindigkeit über die Zeit verstimmt. Diese Geschwindigkeit kann vorzugsweise wie der Gesamtzoombereich vorgewählt werden und es können somit unterschiedliche Effekte erzielt werden. The standard course is shown in Fig. 2 (a): the magnification is uniformly detuned with equal speed over time. This speed may preferably be preselected as the total zoom range and thus different effects can be achieved.
In Fig. 2 (b) ist der Vergrößerungsanstieg am Anfang groß und flacht dann ab, in (c) ist es gerade umgekehrt. Der Verlauf in Fig. 2 (d) ist eine Kombination der Fälle (b) und (c), wobei (b) auf (c) folgt. In Fig. 2 (e) erfolgt die Änderung der Vergrößerung in gleichgroßen Schritten zu äquidistanten Zeitpunkten. In Fig. 2 (f) steigen die Vergrößerungsstufen mit der Zeit an, in (h) werden die Vergrößerungsstufen immer kleiner, wobei die Vergrößerungsstufen in beide Fällen (f) und (h) zeitlich gleich lang sind. In Fig. 2 (g) und (i) sind die Vergrößerungsstufen gleichgroß, der Zoom verbleibt in (g) in den einzelnen Vergrößerungsstufen aber immer länger, in (i) dagegen immer kürzer. Der Fall in Fig. 2 (j) ist eine Kombination aus linearem und  In Fig. 2 (b), the increase in magnification at the beginning is large and then flattens, and in (c) it is just the opposite. The graph in Fig. 2 (d) is a combination of cases (b) and (c), where (b) follows (c). In Fig. 2 (e), the change in magnification is made in equal steps at equidistant timings. In Fig. 2 (f), the magnification levels increase with time, in (h), the magnification levels become smaller and smaller, and magnification levels in both cases (f) and (h) are equal in time. In Fig. 2 (g) and (i), the magnification levels are the same, however, the zoom remains larger in (g) at the individual magnification levels, but always shorter at (i). The case in Fig. 2 (j) is a combination of linear and
Stufenverlauf.  Gradual progress.
Die Varianten (a) - (j) empfehlen sich für kreative Gestaltung eines Filmmaterials, die Varianten (k) und (1) eignen sich besonders für Messvorgänge und Qualitätskontrolle. In Fig. 2 (k) wird immer wieder zwischen zwei Vergrößerungen, in Fig. 2 (1) zwischen drei Vergrößerungen gewechselt. Auch weitere Verläufe und Kombinationen der dargestellten Fälle sind möglich. The variants (a) - (j) are recommended for creative design of a film material, the variants (k) and (1) are particularly suitable for measuring operations and quality control. In Fig. 2 (k) is always changed between two magnifications, in Fig. 2 (1) between three magnifications. Further courses and combinations of the illustrated cases are possible.
Die dargestellten Varianten können auch durch Verwendung eines Software- Algorithmus nachträglich auf Filmmaterial angewendet werden. Durch das Fehlen eines optischen Zooms oder Wechslers kann die Qualität des Ergebnisses bei größeren Zoomfaktoren allerdings schlecht bis sehr schlecht ausfallen. The variants shown can also be subsequently applied to film material by using a software algorithm. Due to the lack of an optical zoom or Changer, however, the quality of the result can be bad to very bad for larger zoom factors.
Auf den ersten Blick verwundert der Vorschlag, diskrete Wechsler in Smartphones, Kamerahandys, Tablet-PCs , Endoskopen usw. zu verwenden. Schaut man sich die Anordnung in Fig. 1 an, so sieht man doch, dass die Optiken den Strahlengang verlassen und somit die Anordnung mehr Platz braucht als für den Strahlengang alleine. Die Optiken des klassischen Zooms verlassen den Strahlengang ja nie, hier wird im Wesentlichen nur der Platz für den Strahlengang benötigt. So scheint es also, dass vom Platzbedarf her der diskrete Wechsler deutlich im Nachteil ist. Man begeht hierbei zwei zwar naheliegende, doch folgenschwere Fehler: zum Einen wird übersehen, dass für die gleiche optische Qualität der optische Zoom bei gleicher Anzahl von Korrekturgliedern erheblich länger sein muss als ein diskreter Wechsler und somit braucht er bereits nur für die Optiken mehr statt weniger Platz. Zum Anderen wird ebenfalls übersehen, dass es die Mechanik ist, die die entscheidende Rolle beim Platzbedarf spielt. Das passiert, weil man erstens für prinzipielle Betrachtungen fast immer die Mechanik weglässt, weil man ihr nur eine untergeordnete Bedeutung zubilligt und zweitens, weil wenn schon dargestellt, sieht die Mechanik gleichgroß wie die Optik aus. Letztes liegt an der Zweidimensionalität der Skizze. Übersehen wir hierbei, dass die Optik in der Mitte der Mechanik liegt und so beim halben Radius nur ein Viertel des Volumens der Gesamtanordnung ausmacht. Diese Verhältnisse liegen bereits bei Kompaktkamera-Abmessungen vor, bei kleineren Abmessungen kann die Optik zuerst problemlos verkleinert werden, wogegen die Mechanik eines optischen Zooms mit all den Zwangsführungen und mehreren Antrieben nicht im gleichen Maße verkleinert werden kann. Damit nimmt die Optik bei kleiner werdenden Zooms anteilig immer weniger Platz ein, wenn die Mechanik die geforderte Genauigkeit liefern soll. Anteile unter 20% sind die Folge. Völlig anders sieht die Situation bei den diskreten Vergrößerungswechslern aus. Zwangsführungen werden nicht benötigt, die ein- fachstmögliche Bewegung der optischen Elemente, die Rotationsbewegung, kann durch einen gut miniaturisierbaren Antrieb realisiert werden. Wie bereits weiter oben beschrieben, findet die Mechanik zumindest größtenteils Platz in den Ecken des dem Rotationskörper der Optiken umschriebenen Quaders. Der Mehraufwand an Platz für die Mechanik kann minimal gestaltet und sich höchstens in der Größenordnung des Platzbedarfs für die Optik bewegen. Dies ist sehr überraschend und aus einfachen Skizzen nicht zu ersehen. Im Endeffekt kann der Unterschied im Platzbedarf zwischen dem klassischen optischen Zoom und dem diskreten Vergrößerungs wechsler mindestens einen Faktor 5 aber auch deutlich mehr betragen. Die Verwendung mehrerer Kameras mit verschiedenen Vergrößerungen kann bei einer Anzahl von 2 bis 3 weitere Vorteile ne- ben den Platzvorteilen bieten: große Robustheit wegen fehlender beweglicher Teile, sehr flaches Design (spielt gerade in den letzten Jahren eine immer größere Rolle) durch einfache Nebenein- ander-Anordnung und optische Achse senkrecht zum Smartyhone-Bildschirm ohne zusätzlichen Auskoppelspiegel. Der letzte ist nämlich sowohl beim klassischen optischen Zoom als auch dem diskreten Vergrößerungswechsler notwendig, weil sie meist in der Smartphone-Fläche zusammen mit der weiteren Kameraoptik (Chip und Bildlinse) eingebaut werden, so dass die optische Achse parallel zum Bildschirm verläuft und erst umgelenkt werden muss. Dies wurde bis jetzt durch einen Auskoppelspiegel oder eine Klappvorrichtung des Smartphones bewerkstelligt. At first glance, the suggestion to use discrete changers in smart phones, camera phones, tablet PCs, endoscopes, etc. is puzzling. If one looks at the arrangement in FIG. 1, one nevertheless sees that the optics leave the beam path and thus the arrangement needs more space than for the beam path alone. The optics of the classic zoom never leave the beam path, here essentially only the space for the beam path is needed. So it seems that the discreet changer is clearly at a disadvantage in terms of space. One commits two obvious, but momentous mistakes: on the one hand it is overlooked that for the same optical quality the optical zoom with the same number of correction terms has to be considerably longer than a discrete changer and thus he only needs more for the optics instead of less Space. On the other hand, it is also overlooked that it is the mechanics that plays the crucial role in space requirements. This happens because, first of all, for principle considerations, one omits the mechanics, because one only assigns them a subordinate meaning, and secondly, because, as already stated, the mechanics looks the same size as the optics. The latter is due to the two-dimensionality of the sketch. Here we overlook the fact that the optics lie in the middle of the mechanics and so at the half radius only makes up a quarter of the volume of the overall arrangement. These conditions are already present in compact camera dimensions, with smaller dimensions, the optics can first be easily scaled down, whereas the mechanics of an optical zoom with all the positive guides and multiple drives can not be reduced to the same extent. Thus, the optics takes less and less space proportionally when the zooming becomes smaller, if the mechanism is to deliver the required accuracy. Shares below 20% are the result. The situation with the discrete magnification changers looks completely different. Forced guides are not required, the easiest possible movement of the optical elements, the rotational movement, can be realized by a well miniaturized drive. As already described above, at least for the most part the mechanism finds space in the corners of the cuboid circumscribed in the rotational body of the optics. The additional space required for the mechanics can be minimized and move at most in the order of magnitude of the space required for the optics. This is very surprising and can not be seen from simple sketches. In the end, the difference in space between the classic optical zoom and the discrete magnification changer can be at least a factor of 5 but also significantly more. The use of several cameras with different magnifications may result in a number of 2 to 3 further advantages. The space advantages are: great robustness due to lack of moving parts, very flat design (plays an increasingly important role in recent years) by simple juxtaposition and optical axis perpendicular to the Smartyhone screen without additional Auskoppelspiegel. The last one is necessary in both the classic optical zoom and the discrete magnification changer because they are usually installed in the smartphone surface together with the other camera optics (chip and image lens), so that the optical axis is parallel to the screen and only deflected got to. This has been done so far by a Auskoppelspiegel or folding device of the smartphone.
Der Offenbarungsgehalt der zitierten Patente und Patentanmeldungen wird durch Bezug vollumfänglich übernommen. The disclosure of the cited patents and patent applications is fully incorporated by reference.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Kamerasystem zur Aufnahme von stillen oder bewegten Bildern, wobei das Kamerasystem 1. Camera system for taking still or moving images, wherein the camera system
(i) mindestens zwei diskrete, von einander verschiedene, Vergrößerungen bereitstellt, wobei diese Vergrößerungen durch eine oder mehrere hardwaremäßige Vorrichtungen realisiert sind und wobei diese hardwaremäßige Vorrichtung oder Vorrichtungen das Licht aus im Wesentlichen gleicher Richtung empfangen, wobei diese gleiche Richtung auf das Kamerasystem bezogen ist,  (i) providing at least two discrete, mutually different magnifications, these magnifications being realized by one or more hardware devices, and wherein said hardware device or devices receive the light from substantially the same direction, said same direction being related to the camera system .
(ii) eine Steuerung enthält,  (ii) contains a control,
dadurch gekennzeichnet, dass diese Steuerung zu einem Zeitpunkt mindestens eine der diskreten Vergrößerungen des Kamerasystems und zu einem anderen Zeitpunkt mindestens eine der anderen diskreten Vergrößerungen des Kamerasystems in Abhängigkeit von einer direkten Benutzereingabe am Kamerasystem oder durch ein externes Signal einschalten kann.  characterized in that said controller can switch on at a time at least one of the discrete magnifications of the camera system and at another time at least one of the other discrete magnifications of the camera system in response to a direct user input to the camera system or by an external signal.
2. Kamerasystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich einen Digitalzoom, einen Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder eine Kombination der beiden Zooms umfasst. 2. Camera system according to claim 1, characterized in that it additionally comprises a digital zoom, a zoom with lenses of variable refractive power or a combination of the two zoom.
3. Kamerasystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Digitalzoom innerhalb einer Applikation auf mindestens zwei verschiedene diskrete Vergrößerungen einwirken kann, auf jeweils eine zu einem Zeitpunkt. 3. Camera system according to claim 2, characterized in that the digital zoom can act within an application on at least two different discrete magnifications, in each case one at a time.
4. Kamerasystem nach einem der vorangegangener Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens drei verschiedene diskrete Vergrößerungen bereitstellt. 4. Camera system according to one of the preceding claims, characterized in that it provides at least three different discrete magnifications.
5. Kamerasystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrachtung zweier benachbarten diskreten Vergrößerungen der Digitalzoom, Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder die Kombination der beiden Zooms bei der Einwirkung auf die kleinere diskrete Vergrößerung auf einen Wert begrenzt ist, bei dem diese kleinere diskrete Vergrößerung zusammen mit dem Digitalzoom, dem Zoom mit Linsen variabler Brechkraft oder der Kombination der beiden Zooms im Wesentlichen die größere diskrete Ver5. A camera system according to claim 2, 3 or 4, characterized in that when viewing two adjacent discrete magnifications of the digital zoom, zoom with lenses of variable refractive power or the combination of the two zoom is limited to a value when acting on the smaller discrete magnification This smaller discrete magnification together with the digital zoom, zoom with variable refractive power lenses, or the combination of the two zoom is essentially the larger discrete version
ls größerung ergibt. ls enlargement results.
6. Kamerasystem nach einem der vorangegangener Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehrere hardwaremäßige Vorrichtungen, die die jeweiligen diskreten Vergrößerungen bereitstellen, durch einen lichtempfindlichen Wandler mit vorgeschalteter Optik oder durch mehrere lichtempfindliche Wandler mit jeweils vorgeschalteten Optiken realisiert werden, wobei dieser oder diese Wandler ortsabhängig Lichtsignale in elektrische Signale wandeln kann oder können und wobei diese elektrischen Signale abgespeichert, gesendet, weitergeleitet oder anderweitig verarbeitet werden können. 6. Camera system according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more hardware devices that provide the respective discrete magnifications, be realized by a photosensitive transducer with upstream optics or by a plurality of photosensitive transducers, each with upstream optics, wherein this or these Transducer location-dependent light signals can convert into electrical signals and can and wherein these electrical signals can be stored, sent, forwarded or otherwise processed.
7. Kamerasystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass das Kamerasystem nur eine hardwaremäßige Vorrichtung, die die jeweiligen diskreten Vergrößerungen bereitstellt, enthält, enthält das Kamerasystem in der dem Wandler vorgeschalteten Optik einen diskreten Vergrößerungswechsler wie z. B. einen Galilei Wechsler, sonst enthält das Kamerasystem für den Fall von mehreren hardwaremäßigen Vorrichtungen, die die jeweiligen diskreten Vergrößerungen bereitstellen, in den den Wandlern vorgeschalteten Optiken mehrere Objektive, wobei jede vorgeschaltete Optik ein Objektiv mit jeweils anderer Vergrößerung enthält. 7. Camera system according to claim 6, characterized in that in the event that the camera system only a hardware device that provides the respective discrete magnifications contains the camera system in the transducer upstream optics a discrete magnification changer such. Otherwise, in the case of multiple hardware devices providing the respective discrete magnifications, the camera system will include multiple lenses in the optics preceding the transducers, with each upstream optic containing a different magnification lens.
8. Kamerasystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen der den Wandlern vorgeschalteten Optiken bei Verlassen des Kamerasystems um weniger als 13 cm auseinander liegen. 8. Camera system according to claim 6, characterized in that the optical axes of the transducers upstream optics when leaving the camera system are less than 13 cm apart.
9. Kamerasystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen der den Wandlern vorgeschalteten Optiken bei Verlassen des Kamerasystems parallel sind oder sie schließen einen Winkel von weniger als 20°, vorzugsweise von weniger als 10°, weiter bevorzugt von weniger als 5° ein. 9. Camera system according to claim 6, characterized in that the optical axes of the transducers upstream optics when leaving the camera system are parallel or close an angle of less than 20 °, preferably less than 10 °, more preferably less than 5 ° one.
10. Kamerasystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die 10. Camera system according to one of claims 6 to 9, characterized in that the
Wandler zu einem bestimmten Zeitpunkt entweder einzeln für Zoombetrieb oder paarweise für 3D-Betrieb genutzt werden.  Converters at a given time either individually for zoom operation or used in pairs for 3D operation.
11. Kamerasystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler für Videotelefonie genutzt werden kann. 11. Camera system according to one of claims 6 to 10, characterized in that a converter for video telephony can be used.
12. Kamerasystem nach einem der vorangegangener Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es durch mindestens zwei Kameras mit unterschiedlicher Vergrößerung und einem gemeinsamen Digitalzoom realisiert wird. 12. Camera system according to one of the preceding claims, characterized in that it is realized by at least two cameras with different magnification and a common digital zoom.
13. Familie von Kamerasystemen nach einem der vorangegangener Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei von den folgenden Kamerasystemen enthält: ein Kamerasystem mit einer diskreten Vergrößerung, ein Kamerasystem mit zwei diskreten Vergrößerungen, ein Kamerasystem mit drei diskreten Vergrößerungen, ein Kamerasystem mit vier diskreten Vergrößerungen. A family of camera systems according to any one of the preceding claims, characterized in that it includes at least two of the following camera systems: a discrete magnification camera system, a discrete magnification camera system, a three discrete magnification camera system, a four discrete camera system enlargements.
14. Verfahren ein Kamerasystem nach einem der Ansprüche 2 bis 12 anzusteuern, umfassend mindestens folgende Schritte: 14. A method to control a camera system according to one of claims 2 to 12, comprising at least the following steps:
(i) Vorgabe des Vergrößerungsfaktors innerhalb des möglichen Bereiches durch eine entsprechende Eingabe direkt durch den Nutzer an dem Kamerasystem oder durch ein externes Steuersignal,  (i) specification of the magnification factor within the possible range by a corresponding input directly by the user on the camera system or by an external control signal,
(ii) Auswahl einer der möglichen diskreten Vergrößerungen aus der Liste der möglichen diskreten Vergrößerungen, wobei diese eine diskrete Vergrößerung die nächstkleinere Vergrößerung zu der gewünschten, unter (i) vorgegebenen, Vergrößerung ist,  (ii) selecting one of the possible discrete magnifications from the list of possible discrete magnifications, said one discrete magnification being the next smaller magnification to the desired, below (i) predetermined magnification,
(iii) Ansteuern der hardwaremäßigen Vorrichtung, die die gewünschte, unter (ii) gewählte diskrete Vergrößerung liefert, und  (iii) driving the hardware device that provides the desired discrete magnification selected under (ii), and
(iv) Auswählen der Größe des Digitalzoomfaktors derart, dass das Produkt aus dem hier ausgewählten Digitalzoomfaktor mit dem Vergrößerungswert der einen unter (ii) ausgewählten diskreten Vergrößerung gerade die gewünschte, unter (i) vorgegebene, Vergrößerung ist.  (iv) Selecting the size of the digital zoom factor such that the product of the digital zoom factor selected here with the magnification value of the one at (ii) selected discrete magnification is just the desired, below (i) predetermined, magnification.
15. Verfahren ein Kamerasystem nach Anspruch 14 anzusteuern, umfassend zusätzlich folgenden Schritt oder Schritte: 15. A method to control a camera system according to claim 14, comprising in addition the following step or steps:
A) Aufnahme Einzelbild  A) Recording single image
oder  or
B 1 ) Starten Aufnahme bewegte B ilder,  B 1) Start recording moving images,
B2) Verstimmen des Digitalzooms bei laufender Aufnahme in eine Richtung  B2) detuning the digital zoom while recording in one direction
und optional  and optional
B3) Weiterverstimmen des Digitalzooms bei laufender Aufnahme in die eine Richtung bis die Gesamtvergrößerung den Wert der nächsten diskreten Vergrößerung erreicht, B4) Umschalten der diskreten Vergrößerung in den nächstkleineren/-größeren Wert, wenn der Digitalzoom zu kleineren/größeren Werten hin verstimmt worden ist, Anpassen des Digitalzooms so, dass sich wieder im Wesentlichen der gleiche Wert der Gesamtvergrößerung ergibt wie vor dem Umschalten der diskreten Vergrößerung, B3) Retuning the digital zoom while recording in one direction until the total magnification reaches the value of the next discrete magnification, B4) switching the discrete magnification to the next smaller / larger value when the digital zoom has been detuned to smaller / larger values, adjusting the digital zoom so that again substantially the same value the total magnification, as before switching the discrete magnification,
B5) Weiterverstimmen des Digitalzooms bei laufender Aufnahme in die eine Richtung wie unter B2) B5) Retuning the digital zoom while recording in the one direction as in B2)
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