JP2018534586A - 少なくとも1つの物体の少なくとも1つの画像を記録するカメラ - Google Patents
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Abstract
− 少なくとも1つの収束要素(128)であって、収束要素(128)を通過する光ビーム(132)を収束して少なくとも1つの光学センサ(114)によって受信されるビーム経路に沿って移動させるよう適応される、収束要素(128)と、
− 第1の調整可能エリア(136)を有する少なくとも1つの第1のアパーチャ要素(130)であって、収束要素(128)と光学センサ(114)との間のビーム経路内に配置される、第1のアパーチャ要素(130)と、
− 第2の調整可能エリア(138)を有する少なくとも1つの第2のアパーチャ要素(134)であって、第1のアパーチャ要素(130)と光学センサ(114)との間のビーム経路内に配置される、第2のアパーチャ要素(134)と、
− 光ビーム(132)を受信するよう適応される少なくとも1つの光学センサ(114)であって、第2のアパーチャエリア(138)より大きい第1のアパーチャエリア(136)を含む第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、次いで第1のアパーチャエリア(134)より大きい第2のアパーチャエリア(138)を含む第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成するようにさらに適応される、光学センサ(114)と、
− 少なくとも1つの第1の写真と少なくとも1つの第2の写真とを比較することによって少なくとも1つの物体(112)の少なくとも1つの画像を生成するよう設計される少なくとも1つの評価装置(142)
とを含む。
以上により、簡単でありながらも効率的な、空間内での少なくとも1つの物体(112)の画像を正確に記録する3次元カメラ(110)が提供される。
(図1)
Description
− 少なくとも1つの収束要素であって、収束要素を通過する光ビームを収束して少なくとも1つの光学センサによって受信されるビーム経路に沿って移動させるように適応される、収束要素と、
− 第1の調整可能エリアを有する少なくとも1つの第1のアパーチャ要素であって、収束要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置される、第1のアパーチャ要素と、
− 第2の調整可能エリアを有する少なくとも1つの第2のアパーチャ要素であって、第1のアパーチャ要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置される、第2のアパーチャ要素と、
− 光ビームを受信するよう適応される少なくとも1つの光学センサであって、第2のアパーチャエリアより大きい第1のアパーチャエリアを含む第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、次いで第1のアパーチャエリアより大きい第2のアパーチャエリアを含む第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成するようにさらに適応される、光学センサと、
− 少なくとも1つの第1の写真と少なくとも1つの第2の写真とを比較することによって少なくとも1つの物体の少なくとも1つの画像を生成するよう設計される少なくとも1つの評価装置
とを含む。
− 光ビームを受信するよう適用される少なくとも1つの光学センサの使用により、少なくとも1つの第2のアパーチャ要素の第2のアパーチャエリアより大きい、少なくとも1つの第1のアパーチャ要素の第1のアパーチャエリアを含む第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、第1のアパーチャエリアより大きい第2のアパーチャエリアを含む第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成する工程であって、光ビームは収束要素を通過して少なくとも1つの光学センサに至るビーム経路上を移動するように収束され、第1のアパーチャ要素は収束要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置され、第2のアパーチャ要素は第1のアパーチャ要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置される、工程と、
− 少なくとも1つの第1の写真と少なくとも1つの第2の写真の比較によって少なくとも1つの物体の少なくとも1つの画像を生成する工程と
を含む。
− 少なくとも1つの収束要素であって、収束要素を通過する光ビームを収束してこの光ビームが少なくとも1つの光学センサによって受信されるビーム経路に沿って移動させるよう適応される、収束要素と、
− 第1の調整可能エリアを有する少なくとも1つの第1のアパーチャ要素であって、収束要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置される、第1のアパーチャ要素と、
− 第2の調整可能エリアを有する少なくとも1つの第2のアパーチャ要素であって、第1のアパーチャ要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置される、第2のアパーチャ要素と、
− 光ビームを受信するよう適応される少なくとも1つの光学センサであって、第2のアパーチャエリアより大きい第1のアパーチャエリアを含む第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、次いで第1のアパーチャエリアより大きい第2のアパーチャエリアを含む第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成するようにさらに適応される、光学センサと、
− 少なくとも1つの第1の写真と少なくとも1つの第2の写真とを比較することによって少なくとも1つの物体の少なくとも1つの画像を生成するよう設計される少なくとも1つの評価装置
とを含むカメラ。
− 光ビームを受信するよう適用される少なくとも1つの光学センサの使用により、少なくとも1つの第2のアパーチャ要素の第2のアパーチャエリアより大きい、少なくとも1つの第1のアパーチャ要素の第1のアパーチャエリアを含むカメラの第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、第1のアパーチャエリアより大きい第2のアパーチャエリアを含むカメラの第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成する工程であって、光ビームは収束要素を通過して少なくとも1つの光学センサに至るビーム経路上を移動するように収束され、第1のアパーチャ要素は収束要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置され、第2のアパーチャ要素は第1のアパーチャ要素と光学センサとの間のビーム経路内に配置される、工程と、
− 少なくとも1つの第1の写真と少なくとも1つの第2の写真の比較によって少なくとも1つの物体の少なくとも1つの画像を生成する工程と
を含む方法。
110 カメラ
112 物体
114 光学センサ
116 光軸
118 ハウジング
120 開口部
122 視野方向
124 座標系
126 転送装置
128 収束要素
130 第1のアパーチャ要素
132 光ビーム
134 第2のアパーチャ要素
136 第1のアパーチャエリア
138 第2のアパーチャエリア
140 撮像装置
142 評価装置
144 第1のアパーチャ調整装置
146 第2のアパーチャ調整装置
148 写真記録ユニット
150 比較装置
152 データ処理装置
154 信号リード線
156 複合レンズ
158 テレセントリックレンズ
160 入射瞳
162 中心
164 焦点面
166 画像空間
168 物体空間
170 ピクセル化光学要素
172 空間光変調装置
174 マトリクス
176 ピクセル
178 標的
180 追跡システム
182 横方向光学センサ
184 縦方向光学センサ
186 センサ領域
188 センサエリア
190 制御要素
192 使用者
194 ビーコン装置
196 機械
198 追跡制御装置
Claims (22)
- 少なくとも1つの物体(112)の少なくとも1つの画像を記録するためのカメラ(110)であって、
少なくとも1つの収束要素(128)であって、前記収束要素(128)を通過する光ビーム(132)を収束して少なくとも1つの光学センサ(114)によって受信されるビーム経路に沿って移動させるよう適応される、収束要素(128)と、
第1の調整可能エリア(136)を有する少なくとも1つの第1のアパーチャ要素(130)であって、前記収束要素(128)と前記光学センサ(114)との間の前記ビーム経路内に配置される、第1のアパーチャ要素(130)と、
第2の調整可能エリア(138)を有する少なくとも1つの第2のアパーチャ要素(134)であって、前記第1のアパーチャ要素(130)と前記光学センサ(114)との間の前記ビーム経路内に配置される、第2のアパーチャ要素(134)と、
前記光ビーム(132)を受信するよう適応される前記少なくとも1つの光学センサ(114)であって、前記第2のアパーチャエリア(138)より大きい前記第1のアパーチャエリア(136)を含む第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、次いで前記第1のアパーチャエリア(134)より大きい前記第2のアパーチャエリア(138)を含む第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成するようにさらに適応される、光学センサ(114)と、
前記少なくとも1つの第1の写真と前記少なくとも1つの第2の写真とを比較することによって前記少なくとも1つの物体(112)の少なくとも1つの画像を生成するよう設計される少なくとも1つの評価装置(142)
とを含むカメラ(110)。 - 前記収束要素(128)が収束レンズまたは複合レンズ(156)を含み、前記複合レンズ(156)が第2のアパーチャ装置(134)と併せてテレセントリックレンズ(158)およびハイパーセントリックレンズのいずれかの役割を果たすよう適応される請求項1に記載のカメラ(110)。
- 前記第1のアパーチャ要素(130)が前記収束要素(128)の画像空間(166)内の焦点面(164)内に配置される請求項1または2に記載のカメラ(110)。
- 前記第1のアパーチャ要素(130)および/または前記第2のアパーチャ要素(134)が調整可能なアパーチャストップを含む請求項1から3のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 前記第2のアパーチャ要素(134)が、前記光ビーム(132)の少なくとも1つの特性を空間的に分解する形で修正するよう適応される少なくとも1つの空間光変調装置(172)を含み、空間光変調装置は、複数のピクセル(176)から成るマトリクス(174)を有し、各ピクセル(176)は、前記光ビーム(132)が前記少なくとも1つの光学センサ(114)に到達する前に前記光ビーム(132)のうち前記ピクセル(176)を通過する部分の少なくとも1つの光学特性を個別に修正することが制御可能な請求項1から4のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 少なくとも2つの前記ピクセル(176)を別々の変調周波数で周期的に制御するよう適応される少なくとも1つの変調装置をもさらに含む請求項5に記載のカメラ(110)。
- 前記空間光変調装置(172)の前記ピクセル(176)が各々、前記第2のアパーチャ要素(134)の前記調整可能エリア(138)が調整可能な形および/または前記光軸(116)に対して垂直な前記第2のアパーチャ要素(138)の前記位置が調整可能な形で個別に制御され得る請求項5または6に記載のカメラ(110)。
- 前記空間光変調装置(172)の前記ピクセル(176)が各々少なくとも1つのマイクロレンズを含み、前記マイクロレンズが調節可能なレンズである請求項5から7のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 前記光学センサ(114)が無機撮像装置(140)を含む請求項1から8のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 前記無機撮像装置(140)が、ピクセル化無機チップ;ピクセル化有機検出器;CCDチップ、好ましくは多色CCDチップまたはフルカラーCCDチップ;CMOSチップ;IRチップ;RGBチップを含む請求項9に記載のカメラ(110)。
- 前記光学センサ(114)が少なくとも1つの縦方向光学センサ(184)を含み、前記縦方向光学センサ(184)が少なくとも1つのセンサ領域(186)を含み、前記縦方向光学センサ(184)が前記光ビーム(132)による前記センサ領域(186)の照明に依存する形で少なくとも1つの縦方向センサ信号を生成するよう設計され、照明の総出力が同じであれば前記縦方向センサ信号が前記センサ領域(186)内の前記光ビーム(132)のビーム断面積に依存し、前記評価装置(142)がさらに前記縦方向センサ信号の評価によって前記物体(112)の縦方向位置に関する少なくとも1項目の情報を生成するよう設計される請求項1から10のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 少なくとも1つの変調装置をもさらに含み、少なくとも1つの変調周波数の使用によって前記光ビーム(132)の強度を変調するよう前記変調装置が適応され、前記照明の総出力が同じであれば前記縦方向センサ信号がさらに前記照明の前記変調の前記変調周波数に依存し、前記評価装置(142)がさらに前記変調周波数の評価によって前記物体(112)の縦方向位置に関する前記少なくとも1項目の情報を生成するよう設計される請求項11に記載のカメラ(110)。
- 前記少なくとも1つの物体(112)の少なくとも1つの3次元画像を生成するために、前記少なくとも1つの第1の写真内に含まれる第1の情報と前記少なくとも1つの第2の写真内に含まれる第2の情報を組み合わせるよう、前記評価装置(142)が適応される請求項1から12のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 少なくとも1つの開口部(120)を有する少なくとも1つのハウジング(118)をもさらに含み、前記収束要素(128)が前記開口部(120)に配置され、前記少なくとも第1のアパーチャ要素(130)、前記第2のアパーチャ要素(134)および前記光学センサ(114)が前記ハウジング(118)の内部に配置される請求項1から13のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- さらに少なくとも1個の照明源を含む請求項1から14のいずれか一項に記載のカメラ(110)。
- 前記変調装置が照明源を変調させるよう適応される請求項15に記載のカメラ(110)。
- 少なくとも1個の可動物体(112)の位置を追跡するための追跡システム(180)であって、請求項1から16のいずれか一項に記載のカメラ(110)を少なくとも1個含み、さらに少なくとも1個の、物体(112)の一連の位置を追跡するように適合される進路制御装置(198)を含み、各位置が特定の時点における物体(112)の少なくとも1つの縦方向位置に関する情報のうち少なくとも1つの項目を含む追跡システム(180)。
- 少なくとも1つの物体(112)の少なくとも1つの画像を記録する方法であって、
光ビーム(132)を受信するよう適用される少なくとも1つの光学センサ(114)の使用により、少なくとも1つの第2のアパーチャ要素(134)の第2のアパーチャエリア(138)より大きい、少なくとも1つの第1のアパーチャ要素(130)の第1のアパーチャエリア(136)を含むカメラ(110)の第1のセッティングにおいて少なくとも1つの第1の写真を生成し、前記第1のアパーチャエリア(136)より大きい前記第2のアパーチャエリア(138)を含む前記カメラ(110)の第2のセッティングにおいて少なくとも1つの第2の写真を生成する工程であって、前記光ビーム(132)は収束要素(128)を通過して前記少なくとも1つの光学センサ(114)に至るビーム経路上を移動するように収束され、前記第1のアパーチャ要素(130)は前記収束要素(128)と前記光学センサ(114)との間の前記ビーム経路内に配置され、前記第2のアパーチャ要素(134)は前記第1のアパーチャ要素(130)と前記光学センサ(114)との間の前記ビーム経路内に配置される、工程と、
前記少なくとも1つの第1の写真と前記少なくとも1つの第2の写真の比較によって前記少なくとも1つの物体(112)の少なくとも1つの画像を生成する工程と
を含む方法。 - 前記第1のアパーチャ要素(130)および/または前記第2のアパーチャ要素(134)が調整可能なアパーチャストップを含み、前記アパーチャストップの前記アパーチャエリアが調整され、および/または前記カメラ(110)の前記光軸(116)に垂直な前記第2のアパーチャ要素(134)の位置が調整される請求項18に記載の方法。
- 前記第2のアパーチャ要素(134)が、前記光ビーム(132)の少なくとも1つの特性を空間的に分解する形で修正するよう適応される少なくとも1つの空間光変調装置(172)を含み、前記空間光変調装置は、複数のピクセル(176)から成るマトリクス(174)を有し、各ピクセル(176)が、前記第2のアパーチャ要素(134)の前記第2の調整可能なエリア(138)が調整され、および/または前記カメラ(110)の前記光軸(116)に垂直な前記第2のアパーチャ要素(134)の前記位置が調整される形で、前記光ビーム(132)が前記少なくとも1つの光学センサ(114)に到達する前に前記光ビーム(132)のうち前記ピクセル(176)を通過する部分の少なくとも1つの光学特性を修正するよう個別に制御される請求項18または19に記載の方法。
- 少なくとも2つの第2の写真が生成され、前記少なくとも2つの第2の写真を生成する工程の間で前記カメラ(110)の前記光軸(116)に対して垂直な前記第2のアパーチャ要素(134)の前記位置が調整される請求項19または20に記載の方法。
- 撮像用途、カメラ用途、機械視覚または光リソグラフィーにおける計測学用途、品質管理用途、監視用途、安全用途、製造用途、自動車用途、自律運転用途、ナビゲーション用途、ローカライゼーション用途、娯楽用途、家庭用途から成る群から選択される使用目的のためのカメラ(110)に関する請求項1から21のいずれか一項に記載のカメラ(110)を使用する方法。
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