[0001] Die Erfindung betrifft eine Fotokamera mit einem CCD und einem Blitzlichtgerät.
[0002] Es wurde schon erkannt, dass CCDs auf IR-Licht empfindlicher reagieren als ein menschliches Auge und es dadurch Gegenstände unter IR-Beleuchtung gut aufnehmen kann.
[0003] Zum Stand der Technik gehören Kameras, bei denen ein IR-Blitz jedoch nicht zur Aufnahme, sondern z.B. in der US-4 457 611 für die Entfernungsmessung verwendet wird. In der DE-3 941 391 wird IR-Licht für Mündungsfeuerblitzerkennung und in der WO-9 629 826 zur Beleuchtung von einem Überwachungsgebiet eingesetzt. Dabei handelt es sich jedoch nicht um eine Blitzlichtbeleuchtung im herkömmlichen Sinn.
In der US-4 866 286 ist ein IR-Blitzlicht zur Zusammenarbeit mit einem IR-Film angegeben, in erster Linie versuchte man im Stand der Technik jedoch gerade das Wegfiltern des IR-Lichtes, da es für die fotografische Darstellung aufgrund mangelnder Farbtöne als nachteilig empfunden wurde.
(Definitionen)
[0004]
Unter CCD im Sinne der Erfindung sind herkömmliche CCDs, aber auch alle anderen elektronischen Bildaufnahme-Vorrichtungen zu verstehen.
Als militärische bzw.
Polizei-Zwecke sind die Enttarnung von Schmugglern oder Spionen, Observierungen, Beweisaufnahmen usw. zu verstehen.
IR-Licht umfasst Licht im IR-nahen Bereich und klassisches IR-Licht bis zu Licht im roten Bereich, sofern dieses von Beobachtern als nicht hell empfunden wird.
[0005] Der Erfinder erkannte, dass die bekannten Systeme nachteilig sind in Bezug auf die folgenden Punkte:
a) : Mit den Fotokameras, bei denen der IR-Blitz zur Fotografie verwendet wird, kann man ausschliesslich Fotos mit roten Tönen bzw. "schwarz-rote" Fotos produzieren.
Deswegen hat man über die anderen Farben des fotografierten Gegenstandes keine ausreichende Information.
b) : Die bisherigen Fotokameras, die mit einem IR-Blitz verbunden sind, verfolgen in erster Linie andere, z.B. militärische Zwecke und sind nicht für Hobbyfotografen, die ein möglichst wirklichkeitsnahes Bild erzeugen wollen, ausgelegt.
c) : Mit den bisherigen Fotokameras kann man unter schlechten Sichtverhältnissen nur mit der Verwendung des Weisslicht-Blitzes scharfe Fotos machen, der für die Aussenwelt sichtbar und dadurch gegebenenfalls störend ist, weiterhin ist seine Benutzung an bestimmten Orten verboten.
d) :
Man kann mittels CCD-Fotokamera auch ohne herkömmlichen Weisslicht-Blitz mit einer längeren herkömmlichen Öffnungszeit in einem dunklen Raum helle Fotos machen, wobei jedoch immer die Gefahr besteht, dass durch die Verwacklung des Apparats unscharfe Fotos produziert werden.
[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Fotokamera zu schaffen, welche die angegebenen Nachteile vermeidet und mit IR-Blitz - auch ohne herkömmlichen Weisslicht-Blitz - farbechte, konturscharfe Fotos produziert, ohne die Beleuchtung durch den Blitz als störend zu merken. Weitere Voraussetzung ist der erfindungsgemässen Fotokamera gegenüber, dass sie auch für die Hobbyfotografie geeignet sein soll.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch
i) : ein IR-Blitzlichtgerät, das in der erfindungsgemässen Fotokamera mit CCD integriert ist.
Der IR-Blitz ist bevorzugt dadurch charakterisiert, dass er während der Belichtung - nach der herkömmlichen Öffnung (ohne zusätzliche Beleuchtung) - mit einer Zeitverschiebung aktiviert wird. Das CCD macht somit zunächst eine Aufnahme ohne Blitz, die dann in eine Beleuchtung mit IR-Blitz übergeht. Es ist jedoch erfindungsgemäss nicht ausgeschlossen, dass die Reihenfolge der Beleuchtungen während der Belichtungszeit umgekehrt ist. Die erfindungsgemässe Fotokamera ermöglicht, dass der IR-Blitz entweder ohne oder gegebenenfalls gleichzeitig mit einem herkömmlichen Weisslicht-Blitz in Betrieb gesetzt wird, sofern neben einem IR-Blitzlichtgerät auch ein Weisslicht-Blitzlichtgerät vorgesehen ist. Auch ohne herkömmlichen Blitz, bei wenig Licht ist es mit dieser neuen Fotokamera möglich, farbechte, konturscharfe Fotos zu produzieren.
Das ist besonders an solchen Orten nützlich und empfehlenswert, an denen die Fotografie wegen der Beleuchtung sonst verboten oder sogar gefährlich ist.
ii) : Die Fotokamera enthält mindestens ein CCD. Die Bilder, die durch die Optik unter zwei unterschiedlichen Beleuchtungen (Restlicht und IR-Licht) entstehen, werden erfindungsgemäss nacheinander auf dem CCD abgebildet. Varianten mit zwei CCDs und entsprechende Lichtfilter vor diesen liegen ebenso im Rahmen der Erfindung, um gleichzeitig Restlicht- und IR-Licht-Aufnahmen zu ermöglichen.
iii) : Die Fotokamera wird von einem Rechner gesteuert, der die gespeicherten Bilddaten vom CCD ausliest. Er bzw. sein Programm ist zuständig, ein optimales Foto mit richtigen Farbtönen und Konturschärfe aus den Bilddaten der beiden aufeinander folgenden Abbildungen zu berechnen.
Das heisst, dass während der herkömmlichen Öffnungszeit (ohne zusätzliche Beleuchtung) zustande gekommene Bilder mit der Hilfe des Rechners durch infrarote Bilder, die scharfe Konturen, allerdings mit roten Tönen liefern, korrigiert werden. Der Rechner hat also die Aufgabe, die optimale Kombination der Farben vom Restlicht und der Randschärfe durch den IR-Blitzlichtgerät zustande zu bringen.
[0008] Durch den vorgängig beschriebenen Einsatz vom IR-Blitz in der Belichtungszeit einer Fotokamera wird die nachstehende Verbesserung erreicht:
- Die erfindungsgemässe Fotokamera ermöglicht durch IR-Blitz, dass trotz einer zunächst verwackelten Abbildung als errechnetes Ergebnis ein konturscharfes und farbechtes Bild entsteht.
[0009] Ausbildungen der Erfindung und Varianten dazu sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
[0010] Im Rahmen dieses grundsätzlichen Erfindungsgedankens liegen verschiedene Ausführungsformen. Der IR-Blitz kann z.B. entweder ein eigenes Fenster oder das gleiche Fenster wie der normale Blitz benutzen. Es können die Blitzfunktionen getrennt oder gleichzeitig eingesetzt werden. Somit ist die neue Kamera bei Bedarf auch wie eine herkömmliche Kamera zu benutzen.
Es sind auch Varianten denkbar, bei denen ein Universal-Blitz, der sowohl Weisslicht als auch IR-Licht erzeugt, je nach Bedarf mittels Filter auf dem jeweils benötigten Licht-Farb-Anteil beschränkt wird oder vollständig zur Beleuchtung zur Verfügung steht.
[0011] Die erfindungsgemässe Fotokamera könnte auch über zwei oder mehr CCDs verfügen. Verfügt das Gerät über eine Optik, ist diese meistens auf weisses Licht ausgelegt. In Weiterentwicklungen dieses Gedankens mit zwei CCDs kann das durch zwei vorgesehene Strahlengänge bzw. Optiken geschehen, von denen jede für die ihr zugerechnete Lichtwellenlänge optimiert ist. Diese Möglichkeit verfügt über den Vorteil, dass allfällige Lichtverluste minimiert werden.
Weiterhin ist die Fotografie mit CCD im infraroten oder infrarotnahen Bereich erfindungsgemäss sowohl bei einem automatischen als auch manuellen Auslöser bzw. bei manueller oder automatischer Belichtungszeit-Einstellung möglich.
[0012] Die Bezugszeichenliste und die Figuren sind zusammen mit den in den Ansprüchen beschriebenen, beziehungsweise geschützten Gegenständen integrierender Bestandteil der Offenbarung dieser Anmeldung.
Figurenbeschreibung
[0013] Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionengleiche Bauteile an.
[0014] Es zeigen dabei:
<tb>Fig. 1<sep>eine Darstellung einer erfindungsgemässen Fotokamera, die über eine Optik verfügt und zwei Blitzlichtgerätfenster hat;
<tb>Fig. 2<sep>die Rückseite einer Fotokamera nach Fig. 1 mit einem Display und einer vergrösserten Darstellung dieses Displays;
<tb>Fig. 3<sep>stellt symbolisch den ganzen Prozess dar, wie das optimale Foto in einer erfindungsgemässen Fotokamera entsteht, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Optik bzw. ein GCD hat;
<tb>Fig. 4<sep>eine Darstellung des Fotoprozesses nach einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Fotokamera, in der zwei Optiken bzw. CCDs vorgesehen sind;
<tb>Fig. 5<sep>eine Kurve der Belichtungszeit (Öffnung des Verschlusses) wird dargestellt, während der auch der IR-Blitz aktiviert wird;
<tb>Fig. 6<sep>stellt den Abschnitt einer erfindungsgemässen Fotokamera dar, die über einen Universal-Blitz verfügt, der sich in einem teilweise weggelassenen Kameragehäuse befindet;
[0015] Die Fig.1 zeigt eine erfindungsgemässe Fotokamera 1, die dadurch charakterisiert ist, dass in ihr eine Optik 3a bzw. zwei Blitzlichtgerätfunktionen - IR-Blitzlichtgerät 5 und Weisslicht-Blitzlichtgerät 4 - vorgesehen sind, die man sowohl gleichzeitig als auch alternativ in Betrieb setzen kann. Die Blitzlichtlampen sind in zwei getrennten Plätzen angeordnet. Wie an sich bekannt, ist bevorzugt, dass bei einer erfindungsgemässen Fotokamera 1, die Grösse der Optik 3a so gross ist, dass sie möglichst lichtstark ist. Ein Rechner 7, in dem das optimale Foto der Abbildungen entsteht, befindet sich unten im Apparatgehäuse.
Er ist auch dazu geeignet, die originalen Abbildungen - die während der herkömmlichen Öffnungszeit (ohne zusätzliche Beleuchtung) und/oder durch den IR-Blitz 5 und/oder durch den Weisslicht-Blitz 4 zustande kommen - zu speichern und im Display 9 darzustellen. Der Rechner 7 verfügt über einen Ausgang 10, mit dessen Hilfe man den Kontakt zwischen dem Rechner 7 und einem herkömmlichen PC herstellen kann, so dass dadurch die Fotos auf elektronischem Weg weitergeschickt werden können. Als Alternative ist für diese Übertragung auch eine IR-Übertragung, die z.B. erfindungsgemäss den IR-Blitz benutzt, möglich.
[0016] Aus der Fig. 2 ist die Rückseite der Fotokamera 1 gemäss Fig. 1 zu sehen, die auch das Display 9 ausführlich erscheinen lässt. Das Display 9 stellt die Blitzlichtfunktionen dar, die von der erfindungsgemässen Fotokamera 1 ermöglicht werden.
Um die gewünschten Prozesse durchführen zu können, soll man die Hilfe des Bedienorgans 12 in Anspruch nehmen. Im Display 9 sind bei Bedarf sowohl die gemachten Fotos als auch die Abbildungen zu sehen, die in einem Speicher 8 abgelegt sind.
[0017] Aus Fig. 3 ist der Fotoprozess einer erfindungsgemässen Fotokamera 1 zu sehen, die eine Optik 3b und ein CCD 6a hat. In der obengenannten Fotokamera ist neben dem Weisslicht-Blitzgerät 4 getrennt auch ein IR-Blitzlichtgerät 5 vorgesehen. Die Bilder aus zwei Beleuchtungen - Tageslicht und IR-Blitz 4 - werden auf dem CCD 6a abgebildet. Falls das Bild mit einer herkömmlichen Beleuchtungszeit (ohne zusätzliche Beleuchtung) z.B. wegen der längeren Verschlussöffnungszeit unscharf bzw. verwackelt wird, wird das vom Rechner 7 durch scharfe Konturen des infraroten Bildes korrigiert.
Die im Rechner 7 zustande gekommenen Fotos und die einzelnen Abbildungen werden im Speicher 8 abgelegt, der über einen Ausgang 10 verfügt, mit dessen Hilfe der Kontakt mit dem herkömmlichen PC ermöglicht wird. Die Bilder sind im Display 9 zu sehen.
[0018] Fig. 4 stellt den Fotoprozess nach einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Fotokamera 1 gemäss Fig. 3 dar, die über zwei Optiken 3b, c und CCDs 6a, b verfügt.
[0019] Diese Ausführungsform ist bevorzugt der Fig. 3 gegenüber wegen der Folgenden:
Die Optik 3b ist üblicherweise für weisses Licht spezialisiert. Um eine gute Bildqualität zu erreichen, sind in der erfindungsgemässen Fotokamera 1 bevorzugt zwei Optiken 3b, c vorgesehen.
Dadurch wird ermöglicht, dass die einzelnen Optiken 3b, c für den jeweiligen Strahlengang 2a, b bzw. die dort verwendeten Lichtwellenlängen entsprechend optimiert werden.
Die erfindungsgemässe Fotokamera 1 ermöglicht, den Weisslicht-Blitz 4 mit dem IR-Blitz 5 auch gleichzeitig in Betrieb zu setzen. Bei dieser Variante bekommt der Gegenstand am meisten Licht, so dass ein helleres Foto entsteht. Alternativ dazu können der IR- und Weisslicht-Blitz auch hintereinander zünden, so dass dem Rechner wiederum getrennte Bildinformationen zur Verfügung stehen, wodurch er das Bild wiederum optimiert errechnen kann.
Die Parallel-Benutzung von beiden CCDs kann bei schwachen Lichtverhältnissen für die Aufnahme im Restlicht-Modus auch zu einer Steigerung der Helligkeit führen.
[0020] In Fig. 5 ist eine Kurve der Belichtungszeit zu sehen, während der auch der IR-Blitz 4 B aktiviert wird. Die Horizontale t stellt die Öffnungszeit des Verschlusses OE dar, und auf der Senkrechten O kann man den Öffnungszustand der Blende sehen. Nach der Fig. 5 wird der IR-Blitz 4 nach der herkömmlichen Öffnung (ohne zusätzliche Beleuchtung) während der Belichtungszeit OE mit einer Zeitverschiebung gestartet. Falls z.B. die Öffnungszeit des Verschlusses OE 1/30 s lang dauert, wird der IR-Blitz innerhalb der vorher erwähnten Öffnungszeit z.B. 1/200 s lang leuchten. Nach dem IR-Blitz 4 wird der Verschluss geschlossen z.
Herkömmliche Verfahren zur elektronischen Bildaufhellung im Restlicht-Aufnahme-Modus können zusätzlich zum Einsatz kommen.
[0021] Fig. 6 stellt den Abschnitt einer erfindungsgemässen Fotokamera 1 dar, die über einen Universal-Blitz 13 verfügt. Der Universal-Blitz 13 befindet sich in einem teilweise weggelassenen Kameragehäuse und ist dadurch charakterisiert, dass er sowohl den IR-Blitz 5 als auch den Weisslicht-Blitz 4 (im gleichen Gehäuse) gleichzeitig erzeugen kann. Um gegebenenfalls eine Blitzfunktion von beiden zu benutzen, ist ein Wechselfilter in der erfindungsgemässen Fotokamera vorgesehen. Der Filter ermöglicht drei Wahlmöglichkeiten W, I, WI, nach denen man die einzelnen Blitzfunktionen entweder getrennt W, l (wegfiltern des ungewünschten Blitzlichtes) oder parallel WI in Betrieb setzen kann.
Der gewünschte Blitz ist mit der Hilfe der Rändelung R einzustellen.
[0022] Im obigen Text wird zwar auf eine Fotokamera Bezug genommen; die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, sondern steht viel mehr auch anderen bildaufnehmenden Einrichtungen zur Verfügung. Die Patentansprüche sind dementsprechend breit auszulegen.
Bezugszeichenliste
[0023]
1 : Fotokamera
2 : Strahlengang a, b
3 : Optik a, b, c
4 : Weisslicht-Blitzlichtgerät
5 : IR-Blitzlichtgerät
6 : CCD a, b
7 : Rechner
8 : Speicher
9 : Display
10 : Ausgang
11 : Auslöser
12 : Bedienorgan
13 : Universal-Blitz