Search International and National Patent Collections
Some content of this application is unavailable at the moment.
If this situation persists, please contact us atFeedback&Contact
1. (WO1998053390) CAMERA SYSTEM
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

Bildaufnahmeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmeeinrichtung.

In DE 195 45 484 A1 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs beschrieben. Dabei ist unter anderem vorgesehen, diese Bildaufnahmeeinrichtung in einer Baueinheit zu kombinieren. In vielen Anwendungsfällen für eine Bildaufnahmeeinrichtung nach der Gattung des
Hauptanspruchs ist jedoch bereits ein Bildschirm entweder in Form einer Kathodenstrahlröhre oder eines LCD-Displays vorhanden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die
bekannte Bildaufnahmeeinrichtung derart zu gestalten, daß eine Verwendung vor einem Bildschirm in vorteilhafter Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine
Bildaufnahmeeinrichtung mit mindestens einem Photodetektor je aufzunehmendem Bildelement, vor dem jeweils ein
fokussierendes Element zur Abbildung jeweils eines Elementes des aufzunehmenden Bildes auf den Photodetektor angeordnet ist, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung als dünne Platte ausgebildet ist und wobei auf der von dem aufzunehmenden Bild abgewandten Seite weitere fokussierende Elemente derart angeordnet sind, daß Licht, welches von einem Bildschirm emittiert wird, auf dem die Bildaufnahmeeinrichtung aufgebracht ist, in einer Ebene fokussiert wird, die
innerhalb der Bildaufnahmeeinrichtung oder unmittelbar vor der Bildaufnahmeeinrichtung liegt. Dabei ist die Platte vorzugsweise biegsam.

Die erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung hat den
Vorteil, daß die für die Bildaufnahme erforderlichen
fokussierenden Elemente (Sammellinsen) eine Betrachtung des auf dem Bildschirm erzeugten Bildes nicht stören.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Bildaufnahmeeinrichtung besteht darin, daß das vom
Bildschirm emittierte Licht in der Ebene der fokussierenden Elemente fokussiert wird. Bei dieser Ausgestaltung wird das vom Bildschirm emittierte Licht in keiner Weise von den zur Bildaufnahme erforderlichen Linsen beeinflußt. Da sich jedoch der Bildschirm hinter einer Glasscheibe befindet, die unter Umständen eine gegenüber der Bildaufnahmeeinrichtung erhebliche Dicke aufweisen kann, kann es vorteilhaft sein, wenn die weiteren fokussierenden Elemente jeweils eine größere Fläche als die fokussierenden Elemente aufweisen, also das von den weiteren fokussierenden Elementen gebildete Raster wesentlich gröber ist. Damit wird von jeweils einem weiteren fokussierenden Element ein größerer Abstrahlwinkel erfaßt als bei einer den fokussierenden Elementen
entsprechenden Fläche.

Je nach Gegebenheiten im einzelnen kann dabei vorgesehen sein, daß die weiteren fokussierenden Elemente von jeweils einer Sammellinse gebildet werden oder daß die weiteren fokussierenden Elemente jeweils von zwei voneinander im Abstand angeordneten Sammellinsen gebildet werden. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei Bildschirmen mit einer dicken Glasscheibe geeignet.

An derartige Verhältnisse ist auch eine andere
Ausführungsform angepaßt, die darin besteht, daß jeweils ein weiteres fokussierendes Element gleichachsig je einem
Photodetektor und einem fokussierenden Element zugeordnet sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß die
Fokussierung des vom Bildschirm emittierten Lichtes in einer Ebene erfolgt, die zwischen dem Photodetektor und der Ebene der fokussierenden Elemente liegt.

Eine Belichtung der Photodetektoren mit dem vom Bildschirm emittierten Licht wird bei einer Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Bildaufnahmeeinrichtung dadurch
verhindert, daß an der vom aufzunehmenden Bild abgewandten Seite der Photodetektoren eine lichtundurchlässige Schicht derart angeordnet ist, daß das vom Bildschirm emittierte Licht die Photodetektoren nicht beeinträchtigt.

Eine andere Weiterbildung dient zur Aufnahme von Farbbildern und ist dadurch gekennzeichnet, daß vor den Photodetektoren Farbfilter angeordnet sind, welche eine Separation
verschiedenfarbigen Lichts ermöglichen.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Bildaufnahmeeinrichtung besteht darin, daß Licht, welches vom Bildschirm emittiert wird, an einem sich der
Bildaufnahmeeinrichtung nähernden Gegenstand zu mindestens einem der Photodetektoren reflektiert wird und daß
Informationen gewonnen werden, welche der Photodetektoren reflektiertes Licht empfangen. Damit kann eine
erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung zusammen mit einem Bildschirm als Eingabegerät, beispielsweise für einen
Computer, verwendet werden, bei dem man lediglich mit dem Finger oder einem geeigneten Gegenstand auf vorgegebene Felder zeigt, um eine Eingabe durchzuführen, siehe
Patentanmeldung DE 196 21 362 A1 der Anmelderin.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen ausschnittsweisen Schnitt durch ein erstes
Ausführungsbeispiel und eine Ansicht des ersten
Ausführungsbeispiels ,

Fig. 2 einen Schnitt durch den vorderen Teil einer
Bildröhre mit der vergrößerten Darstellung eines
Farb-Tripels,

Fig. 3 eine Darstellung der optischen Verhältnisse bei dem auf dem Bildschirm angebrachten Ausführungsbeispiel nach Fig . 1 ,

Fig. 4 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen .

Bei dem ausschnittsweise in Fig. 1a und als Draufsicht in kleinerem Maßstab in Fig. 1b dargestellten
Ausführungsbeispiel, das an sich die Form einer rechteckigen Platte der Größe eines Bildschirms aufweist, sind an der zum aufnehmenden Gegenstand gerichteten Ebene 1 Sammellinsen 2 rasterförmig angeordnet. In der Brennebene 3 der
Sammellinsen 2 befinden sich Photodetektoren 4, deren Fläche wesentlich kleiner als die Fläche der jeweiligen Linse 2 ist, so daß lediglich die Strahlen, die parallel in die Linsen 2 eintreten, in elektrische Signale umgewandelt werden. Wie für Bildaufnahmeeinrichtungen an sich bekannt, können die Ausgangssignale der Photodetektoren 4 verstärkt und weiterverarbeitet werden. Dazu sind die Photodetektoren unter anderem mit in Fig. 1 nicht dargestellten Leiterbahnen verbunden.

In einer weiteren Ebene 5 sind weitere Sammellinsen 6 angeordnet, welche, wie später anhand der Figuren 2 und 3 erläutert wird, das Licht des Bildschirms in Ebene 1
fokussieren und im folgenden auch Wiedergabelinsen genannt werden. Für dieses Licht sind die Sammellinsen 2 - die im folgenden auch Aufnahmelinsen genannt werden - praktisch wirkungslos .

Eine Realisierung der erfindungsgemäßen
Bildaufnahmeeinrichtung ist als massive Platte bzw. Folie dadurch möglich, daß mehrere Schichten aufeinanderliegen, wobei die Schichten, die zur Gewährleistung des Abstandes zwischen den die Linsen bildenden Schichten dienen, eine niedrigere Dielektrizitätskonstante aufweisen sollten, als die Linsen selbst. Zusätzlich zu diesen Zwischenschichten 7 und 8 können die Außenseiten der Bildaufnahmeeinrichtung mit jeweils einer weiteren Schicht 9, 10 versehen sein, um eine glatte Oberfläche zu erhalten, die leichter saubergehalten werden kann. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 1b relativ wenige Wiedergabelinsen dargestellt. Die Anzahl der Aufnahmelinsen und der Photodetektoren kann an die üblichen Auflösungen bei der Bildaufnahme angepaßt werden.

Fig. 2 stellt die Frontscheibe 11 einer Bildröhre 12 dar, auf deren Innenseite Leuchtstoffe in Form von Farb-Tripel 13 mit den Grundfarben Rot, Grün und Blau aufgebracht sind, die den Bildschirm 14 bilden. Aus Festigkeitsgründen weist die Frontscheibe 11 der Bildröhre 12 eine erhebliche Stärke auf, was bei der Auslegung der erfindungsgemäßen
Bildaufnahmeeinrichtung im einzelnen zu berücksichtigen ist.

Fig. 3 zeigt schematisch die Strahlengänge bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Zusammenwirken mit dem Bildschirm 14. Um eine ungestörte Betrachtung des
Bildschirms aus einem relativ großen Blickwinkel zu
ermöglichen und das vom Bildschirm 14 emittierte Licht weitgehend auszunutzen, sind die Wiedergabelinsen 6 größer ausgeführt als die Aufnahmelinsen 2. Jeweils ein Farb-Tripel 13 wird in die Ebene 1 der Aufnahmelinsen 2 abgebildet, so daß im Gegensatz zu beispielsweise einem Farb-Tripel in der Ebene 3 der Photodetektoren 4 keine Abbildung außerhalb in Richtung auf den Betrachter mehr erfolgt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind
Wiedergabelinsen in zwei Ebenen 5, 21 vorgesehen. Dabei erfolgt die Abbildung der Farb-Tripel 13 zunächst in eine Ebene 22. Das dort entstehende Bild wird mit Hilfe von den Sammellinsen 23 in der Ebene 21 in die Ebene 1 der
Aufnahmelinsen 2 abgebildet. Der Bildschirm-Aperturwinkel bleibt dabei erhalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind wiederum nur eine Ebene von Aufnahmelinsen 25 und eine Ebene von
Wiedergabelinsen 26 vorgesehen. Dabei sind jeweils eine Linse 25 und eine Linse 26 gleichachsig angeordnet, so daß die Zahl der Aufnahmelinsen bei diesem Ausführungsbeispiel der Zahl der Wiedergabelinsen entspricht.

Die Wiedergabelinsen 26 bilden die Farb-Tripel 13 reell in einer Ebene 27 zwischen der Ebene der Aufnahmelinsen 26 und der Ebene 3 der Photodetektoren 4 ab. Diese reelle
verkleinerte Abbildung wird dann virtuell vergrößert mit Hilfe der Linsen 25 abgebildet. Die Photodetektoren 4 sind wiederum in der Brennebene der Aufnahmelinsen 25 angeordnet. Durch Wahl der Schichtdicken, der Brennweitenverteilung über den Schirm und die Lage der Photodetektoren innerhalb der Ebene 3 von Ort zu Ort kann der Bildwinkel und damit die Vergrößerung eingestellt werden.