Title:
Kamerahalterung für stereoskopische Panoramaaufnahmen
Kind Code:
A1
Abstract:

Kamerahaltevorrichtung umfassend ein mechanisch stabilisierendes Gerüst, eine Pluralität Kamerabefestigungen, jede geeignet mindestens eine Kamera aufzunehmen und festzuhalten, wobei die Kamerabefestigungen so um das Gerüst verteilt angebracht und orientiert sind, dass das Gesamtsichtfeld aller Kameras größer ist als das Sichtfeld einer einzelnen Kamera, wobei jeder Punkt des Gesamtsichtfeldes im Sichtfeld von mindestens zwei der Kameras liegt und das Gerüst im Inneren über einen Hohlraum zur Aufnahme eines Trägers, insbesondere des Kopfs einer die Vorrichtung tragenden Person oder eines kleinen (in etwa kopfgroßen) Fahr- oder Flugzeuges, verfügt.



Inventors:
Niewöhner, Dennis Alexander (33335, Gütersloh, DE)
Application Number:
DE102015118997A
Publication Date:
05/11/2017
Filing Date:
11/05/2015
Assignee:
Berliner KTA Shareholder GmbH, 13407 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102012012817A1N/A2014-01-02
Foreign References:
WO2014071400A12014-05-08
Attorney, Agent or Firm:
Pöhner, Wilfried, Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., 97070, Würzburg, DE
Claims:
1. Kamerahaltevorrichtung (1) umfassend
– ein mechanisch stabilisierendes Gerüst (2)
– eine Pluralität Kamerabefestigungen (13), jede geeignet mindestens eine Kamera (4) aufzunehmen und festzuhalten, wobei die Kamerabefestigungen so um das Gerüst (2) verteilt angebracht und orientiert sind, dass das Gesamtsichtfeld aller Kameras (4) größer ist als das Sichtfeld einer einzelnen Kamera (4)
dadurch gekennzeichnet, dass
– jeder Punkt des Gesamtsichtfeldes im Sichtfeld von mindestens zwei der Kameras (4) liegt.
– das Gerüst (2) im Inneren über einen Hohlraum zur Aufnahme eines Trägers, insbesondere des Kopfs einer die Vorrichtung tragenden Person oder eines kleinen (in etwa kopfgroßen) Fahr- oder Flugzeuges, verfügt.

2. Kamerahaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtsichtfeld der Kameras (4) einen Vollkreis oder die ganze Sphäre umfasst.

3. Kamerahaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamerabefestigungen (3) gepaart angeordnet und so orientiert sind, dass immer jeweils 2 Kameras im Wesentlichen das gleiche Sichtfeld aufweisen

4. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Paare von Kamerabefestigungen (3) im selben Abstand zueinander angebracht sind.

5. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamerabefestigungen auf den Ecken eines Vielecks, insbesondere eines gleichseitigen Vielecks, oder eines Polyeders liegen.

6. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (2) in etwa ring-, torus- oder schalenförmig ist.

7. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (2) in etwa die Form eines hohlen Vielecks, insbesondere eines gleichseitigen Vielecks, oder eines hohlen Polyeders hat.

8. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gerüsts (2) mit diesem mechanisch verbundene Dämpfungselemente vorhanden sind.

9. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gerüsts (2) eine Kopftragevorrichtung vorhanden ist mit, die mit diesem ggf. über das oder die Dämpfungselemente verbunden ist.

10. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamerahaltevorrichtung (1) zur Befestigung an einem unbemannten Kleinfahr- oder -fluggerät vorbereitet ist.

11. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Modulen zusammengesetzt ist.

12. Kamerahaltevorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Module werkzeuglos verbindbar, insbesondere zusammensteckbar, sind.

13. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (2) durch Verstärkungsrippen auf Verwindungs- und Verbiegesteifigkeit hin optimiert ist.

14. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Kameras, insbesondere der Kamerapaare, zueinander verstellbar sind.

15. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Gerüstes (2) verstellbar ist.

16. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Kameras in den Kamerabefestigungen (3) werkzeuglos erfolgt.

17. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (4) in den Kamerabefestigungen (3) durch Reibungsschluss festgehalten sind.

18. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (4) in den Kamerabefestigungen (3) dreiachsig verspannt gehalten sind.

19. Kamerahaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Halterungen für Zubehör wie Lampen, Mikrofone oder Bewegungssensoren vorhanden sind.

Description:

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Kamerahaltevorrichtung, umfassend ein mechanisch stabilisierendes Gerüst und eine Pluralität von Kamerabefestigungen, jede geeignet mindestens eine Kamera aufzunehmen, wobei die Kamerabefestigungen so um das Gerüst verteilt angebracht und orientiert sind, dass das Gesamtsichtfeld aller Kameras einen Vollkreis oder die ganze Sphäre umfasst.

Die Photographie hat seit ihrer technischen Erfindung zu Beginn des 19. Jahrhunderts bis heute große Fortschritte gemacht. Immer empfindlichere photochemische Prozesse, die zunächst nur schwarz-weiß und später Farbaufnahmen erlaubten, wurden inzwischen weitgehende durch die digitale Photographie abgelöst, bei der die Bildinformation durch lichtempfindliche elektronische Sensoren, in der Regel sogenannte CCD Sensoren, erfasst wird. Die Abtastraten der heutzutage in Digitalkameras verwendeten CCD Sensoren ist dabei hoch genug, um mit jeder entsprechend programmierten Digitalkamera auch bewegte Bilder, also Videos aufnehmen zu können.

Eine beliebte Art von Fotos sind Weitwinkel- oder Panoramaaufnahmen. Häufig ist hier das Ziel, den größtmöglichen Winkelbereich abzudecken, also entweder einen Vollkreis, meist einen horizontalen, oder sogar eine Halb- oder die Vollkugel um den Standort eines Beobachters herum abzubilden. Dieses Ziel kann im Prinzip auf drei Arten erreicht werden.

Zum einen durch den Einsatz von Weitwinkel oder Fischaugenobjektiven. Mit letzteren sind Sichtkegelöffnungswinkel von bis zu 240 Grad durchaus möglich. Sie haben aber den Nachteil, dass Bildverzerrungen auftreten, die umso größer sind, je weiter der Bildpunkt von der optischen Achse entfernt ist. Bei einem digital aufgenommenen Bild lassen sich solche Verzerrungen im Prinzip rechnerisch korrigieren, jedoch ist dies zum einen mit Rechenaufwand verbunden und zum anderen bleibt das Problem, dass die Bildpunktdichte und damit die die Schärfe des korrigierten Bildes für große Winkel von der optischen Achse niedriger ist als für kleine, also verschieden Bereiche des korrigierten Bildes verschieden scharf dargestellt werden.

Die anderen beiden Möglichkeiten lassen sich unter einem Prinzip vereinigen, nämlich dass das gesamte abzubildende Feld mit mehreren, üblicherweise überlappenden Teilbildern abgedeckt wird und die Teilbilder dann, bei digitalen Aufnahmen per Software, passend aneinander gefügt werden (engl. ‚stitching‘). Dieses Prinzip ist auf zwei Arten umsetzbar: die Aufnahmen können seriell, in der Regel mittels einer einzelnen Kamera, oder parallel erstellt werden.

Die serielle Variante hat den offensichtlichen Vorteil, dass nur eine einzige Kamera und keine gesonderte Kameraaufhängung benötigt werden, was Kosten und (physischen) Aufwand niedrig hält. Zum Beispiel verfügen die meisten modernen Fotohandys über eine Software, die es erlaubt fast in Echtzeit Panoramaaufnahmen zu erstellen, indem der Anwender das Sichtfeld der im Handy eingebauten Kamera über den abzubildenden Bereich wandern lässt. Jedoch ist üblicherweise nur ein lineares Abtasten vorgesehen, weswegen zwar ein horizontales 360 Grad (Zylinder-)Panorama, aber kein (semi-)sphärisches Panorama aufgenommen werden kann. Bei Landschaftsaufnahmen, bei denen die abzubildenden Objekte im Vergleich zur Brennweite des Objektivs sehr weit entfernt sind, ist es zur Aufnahme eines horizontalen Panoramas völlig ausreichend, wenn sich der Fotograph samt Kamera um die Hochachse dreht, wodurch die Kamera auf einem (Teil-)Kreis geschwenkt wird. Soll jedoch ein Panorama mit näherliegenden Objekten geschossen werden, so ist es für eine verzerrungsfreie Aufnahme angebracht, eine Kameraaufhängung zu verwenden, die ein parallaxenfreies Schwenken der Kamera ermöglicht. Eine solche Aufhängung wird zum Beispiel in der Offenlegungsschrift DE 10 2012 012 817 beschrieben.

Bei der parallelen Aufnahme eines Panoramas werden mehrere in unterschiedliche Richtungen blickende Kameras eingesetzt. Falls das Gesamtsichtfeld der Kameras den aufzunehmenden Bildbereich einschließt, ist ein einziger Aufnahmevorgang ausreichend, ansonsten muss die Parallelmethode mit der oben beschriebenen Seriellen kombiniert werden. Letzteres lässt sich in jedem Fall vermeiden, wenn genügend Kameras eingesetzt werden, um den gesamten sphärischen Raumwinkel abzudecken. In der Praxis ist man jedoch oft hauptsächlich daran interessiert, einen Vollkreis um den Betrachter/Fotographen herum abzubilden.

Um die von den einzelnen Kameras geschossenen Bilder korrekt zu einem einzelnen zusammenfügen zu können, ist es nötig die relative Position der Kameras beim Aufnahmezeitpunkt möglichst genau zu kennen. Darum und um von Aufnahme zu Aufnahme die gleiche Rechenmethode verwenden zu können, ist es sinnvoll, die Kameras alle zusammen in einer entsprechenden Haltevorrichtung zu fixieren, deren Abmessungen genau bekannt sind und welche der zum Zusammenfügen des Gesamtbildes verwendeten Software einprogrammiert sind. Mehrere Ausführungen für diese Methode benötigter Kamerahalterungen sind zum Beispiel in der Schrift WO 2014/071400 offenbart. Eine Haltevorrichtung ist natürlich auch aus anderen praktischen Gründen meist unabdingbar, z.B. um einen unkomplizierten Transport in einsatzfähigem Zustand zu ermöglichen, vielleicht sogar ohne Einsatz der Hände mittels einer Kopftragevorrichtung oder Ähnlichem.

Die parallele Methode zur Aufnahme von Panoramabildern hat den Nachteil relativ kostenaufwendig zu sein, da mehrere, aus praktischen Gründen sinnvollerweise alle gleichartige, Kameras und eine geeignete Haltevorrichtung benötigt werden. Jedoch besitzt sie den klaren Vorteil, dass die Aufnahmen schneller erfolgen. Das serielle Aufnehmen eines Vollkreispanoramas dauert bei dem üblicherweise nötigen, langsamen, gleichmäßigen Schwenken einer einzelnen Kamera mindestens ungefähr eine, oft mehrere Sekunden. Ist eine genügende Zahl in einer entsprechenden Vorrichtung fixierter Kameras vorhanden, dauert der gleiche Vorgang bei der parallelen Methode nur solange wie die für das Aufnehmen eines einzelnen Bildes benötigte Zeit, welche sich aus der Summe von Belichtungszeit und Auslesezeit sowie Totzeit des Bildsensors ergibt. Da letztere im Millisekundenbereich liegen, ist es bei entsprechenden Lichtverhältnissen damit möglich, Videoaufnahmen von 360 Grad Panoramen oder sogar des vollen sphärischen Raumwinkels zu erstellen.

Eine weitere Steigerung in Richtung einer lebensechteren Betrachtung lässt sich mit stereoskopischen Aufnahmen, auch 3D-Aufnahmen genannt, erreichen. Bei diesen wird die gleiche Szene aus mindestens zwei verschiedenen Blickwinkeln abgebildet, so dass bei der Betrachtung jedem Auge ein entsprechendes Bild präsentiert werden kann. Die einfachste Realisierung ist, mittels zweier in dieselbe Richtung blickende, horizontal beabstandete Kameras, wobei die Aufnahme der linken Kamera dem linken Auge und entsprechend die der Rechten dem rechten Auge gezeigt wird. Je nach Abstand der beiden Kameras, auch Stereobasis genannt, ergibt sich ein normaler stereoskopischer Seheindruck in einem anderen Entfernungsbereich. Entspricht der Abstand zw. den Kameras z.B. dem normalen Augenabstand, d.h. einige Zentimeter, so ergibt sich auch ein dem üblichen Seheindruck entsprechender 3D Eindruck, bei dem Objekte mit bis zu ca. 10m Entfernung vom Betrachter noch eine merkliche Parallaxe aufweisen, so dass das Gehirn in der Lage ist Tiefen- bzw. Entfernungsinformation zu gewinnen. Wird jedoch eine größere Stereobasis von einigen 10cm, 1m oder mehr verwendet, erweitert sich diese Grenze von ca. 10m auf 50m, 100m oder mehr. Umgekehrt ist es bei großer Stereobasis schwierig, sehr nahe Objekte zu betrachten, da eine für den Menschen ungewohnt große Parallaxe auftritt, so dass das Gehirn die beiden Teilbilder nicht mehr zu einem einzelnen stereoskopischen Gesamtbild zu vereinen vermag, was sich durch Doppelsehen oder einen verzerrten Seheindruck äußert und bei fortgesetzter Betrachtung, besonders bei bewegten Bildern, zu Schwindel oder Übelkeit führen kann.

Das Erstellen von stereoskopischen 360 Grad Panoramaaufnahmen stellt eine Herausforderung dar, die erst in jüngster Zeit angegangen werden konnte. Insbesondere bietet die Firma Google die Jump Assembler Bildbearbeitungssoftware in Verbindung mit einem kreisförmigen Kameraträger mit 16 Kameras an, mittels derer sich dieses Ziel realisieren lässt. Da die Kameras jedoch auf den Ecken eines regelmäßigen Hexadecagons angeordnet sind und auch in die entsprechende Radialrichtung zeigen, also alle einen Winkel von (ganzzahligen Vielfachen von) 22,5 Grad zueinander haben, ergibt sich zwar eine recht gleichmäßige Abdeckung, doch ist das Zusammenfügen des Gesamtbildes extrem rechenaufwendig, insbesondere bei den Verwendeten Auflösungen. Des Weiteren ist bei der Firma Samsung ein unter dem Projektnahmen ‚Beyond‘ bekanntes stereoskopisches 360 Grad Aufnahmesystem in der Entwicklung, welches sich besonderes durch seine kleine und kompakte Bauform auszeichnen soll. Bei diesem werden ebenfalls 16 Kameras verwendet, jedoch in der Form von 8 paarig angeordneten Kameras mit sich überschneidendem Sichtfeld. Durch die Anordnung und Ausrichtung vermindert sich der zum zusammenfügen nötige Rechenaufwand erheblich, jedoch ergeben sich die Nachteile einer weniger gleichmäßigen Abdeckung des abzubildenden Raumwinkelbereichs und damit zusammenhängend ein stärker blickrichtungsabhängiger Stereoeindruck.

Den oben beschriebenen Systemen ist gemein, dass sie es durch ihre Bauform nicht erlauben, mit einer Kopftragevorrichtung oder einer Vorrichtung zur Befestigung so kombiniert zu werden, dass der Träger, ob Mensch oder z.B. ein Modellhubschrauber oder ähnliches, nicht mit im Gesamtsichtfeld liegt.

Die vorliegende Erfindung stellt sich vor diesem Hintergrund daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu finden, die es erlaubt stereoskopische Panoramaaufnahmen, insbesondere von 360 Grad Panoramen, anzufertigen und dabei mit einer Kopftragevorrichtung oder einer Vorrichtung zur Befestigung an einem kleinen, unbemannten Trägerfahr- oder -flugzeug kombinierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Kamerahaltevorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Ein mechanisch stabiles Gerüst trägt eine Mehrzahl von Kamerabefestigungen, die so angeordnet und gerichtet sind, dass das Gesamtsichtfeld aller Kameras einen gewünschten Raumwinkel, insbesondere einen Vollkreis, abdeckt und jede Richtung im Gesichtsfeld von mindestens zwei Kameras liegt und das Gerüst im Inneren hohl ist und Platz zur Aufnahme eines Trägers, insbesondere eines menschlichen Kopfes oder von in etwa kopfgroßen Fahr- oder Flugzeugen bietet. Besonders geeignete Ausformungen des Gerüstes sind von ungefähr ring-, torus-, polygonring-, schalen- oder polyederschalenförmiger Gestalt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich in einem 360 Grad Vollkreis stereoskopische Aufnahmen anfertigen, bei denen alle Einzelbilder gleichzeitig geschossen werden, wodurch außer Standbildern auch Videoaufnahmen möglich sind. Dadurch, dass das Gerüst innen hohl als ein kreisförmiger oder vieleckiger Ring oder Torus, oder auch als Schale bzw. Polyederförmige Schale ausgeführt ist, lässt sich die hier beschriebene Kamerahaltevorrichtung leicht mit einer Kopftragevorrichtung kombinieren oder an einem kleinen Fahr- oder Fluggerät so befestigen, dass der Träger außerhalb des Gesamtsichtfeldes liegt und dies unabhängig davon, wie groß dieses ist, also welchen Raumwinkel es umfasst.

Wird eine Kopftragevorrichtung eingesetzt, können dabei die Hände frei bleiben. Dies eröffnet neue Möglichkeiten der Immersion des Betrachters in das Geschehen, ob bei gesellschaftlichen Ereignissen wie Festen oder Feiern, bei Sportveranstaltungen oder bei Action-Aufnahmen wie Bungeesprüngen, Mountainbikeabfahrten, Gleitschirmflügen und dergleichen oder auch bei Naturaufnahmen von Korallenriffen, Vogelschwärmen und so weiter.

Es bietet sich die Möglichkeit, dass jeder Betrachter sozusagen sein eigener Kameramann werden kann, indem Blickrichtung und Zoomstufe selbst ausgewählt werden können. Die Position der Kamera ist dabei das einzige, was fest vorgegeben ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird es weiterhin möglich, selbst erlebte Geschehnisse und Begebenheiten aus völlig neuem Blickwinkel zu sehen und zum Beispiel herauszufinden, was währenddessen hinter dem eigenen Rücken vor sich ging. Damit gehen solche Panoramavideos über den Zweck der reinen Erinnerungsauffrischung hinaus und lassen ein neues Betrachtungserlebnis zu.

Da jede Richtung des Gesamtsichtfeldes mindestens doppelt, d.h. von zwei verschiedenen Kameras abgedeckt wird, lassen sich alle Aufnahmen auch in lebensechter, stereoskopischer Form betrachten, was den Realismus und die erreichte Immersion noch verstärkt.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung ist jedoch, dass die besondere Bauform als hohler Ring- oder schalenförmigem Gerüst ein Tragen auf dem Kopf oder mittels kleiner autonomer bzw. ferngesteuerter Fahr- oder insbesondere Flugzeuge ermöglicht, ohne dass der Träger selbst im Gesichtsfeld der Kameras und damit im Bildbereich auftaucht. Damit lässt sich nicht nur, wie mit anderen Panoramakamerahaltevorrichtungen, ein Vollkreis oder die Vollsphäre abzüglich eines häufig als störend empfundenen, den Träger oder das Trägersystem zeigenden Ausschnittes abdecken, sondern dies ist tatsächlich vollständig ungestört möglich.

Wird die Videoinformation mit einer durch einen zusätzlichen Sensor, z.B. einen GPS Empfänger gewonnenen Ortsinformation verknüpft, kann mithilfe der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung auch die virtuelle Erkundung einer Umgebung (a la Google Street View) mit bisher unerreichter Detailgenauigkeit und in einem unerreichten Umfang ermöglicht werden.

Die Überwachung einer Umgebung ohne toten Winkel in Echtzeit ist auch für Sicherheitsanwendungen ziviler und militärischer Art interessant, z.B. für Sicherheitspersonal oder Kundschafter auf Aufklärungsmissionen.

Auch in Fällen, in denen die erfindungsgemäße Kamerahaltevorrichtung nicht die wesentliche oder Hauptnutzlast eines Trägersystems darstellt, ist sie sinnvoll einsetzbar. Als Sicherheitsausrüstung für unbemannte Fluggeräte ist sie zum Beispiel in Verbindung mit einer Bildauswertung in Echtzeit sinnvoll zur Kollisionsvermeidung einsetzbar. Durch die gewährleistete Rundumsicht kann ein sich aus beliebiger Richtung näherndes Flugobjekt erfasst, anhand der Parallaxen die Entfernung bestimmt und gegebenenfalls ein Ausweichmanöver eingeleitet werden.

Im Folgenden sollen vorteilhafte Weiterbildungen, die im Einzelnen oder in Kombination realisierbar sind, vorgestellt werden.

Der Aufwand für die Bildbearbeitung bzw. zum Zusammenfügen der Teilbilder reduziert sich wesentlich, wenn die Kameras bzw. die Kamerabefestigungen in Paaren angeordnet sind, d.h. immer zwei Kameras mit einem gewissen festen Abstand zueinander in dieselbe Richtung schauen. Dies lässt sich vorteilhafterweise am unkompliziertesten Realisieren, wenn die Kamerabefestigungen auf den Ecken eines gleichseitigen Vielecks oder eines Polyeders angeordnet sind. Durch diese regelmäßige, paarige Anordnung ist die durchzuführende Bildanpassung für alle benachbarten Seiten gleich.

Im Inneren der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung sind vorteilhafterweise Dämpfungselemente vorhanden, die die Vorrichtung und dadurch die von ihr getragenen Kameras gegen Erschütterungen des Trägers stabilisieren, und somit eine bessere Bildqualität ermöglicht wird. Diese Dämpfung kann in Form von Kissen, z.B. aus Schaumstoff oder mechanischen oder hydraulischen Stoßdämpfern vorliegen. Besonders wenn mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Videos aus der Bewegung heraus, etwa beim Laufen oder aus dem Flug, aufgenommen werden sollen, ist eine ausreichende Bildstabilisierung für ein angenehmes Betrachtungserlebnis unerlässlich, wobei besonders die hohen Frequenzen unterdrückt werden sollten.

Über die Dämpfungselemente mit dem Gerüst verbunden befinden sich im Inneren der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung des Weiteren Vorrichtungen zur Befestigung an einem Trägersystem. Dies kann eine Kopftragevorrichtung umfassend ein Kopf-Kinn Gurtsystem ähnlich dem eines Fahrradhelms sein, oder Schnüre, Klammern, Schraubklemmen oder Klemmringe zur Befestigung der Kamerahaltevorrichtung an einem kleinen, unbemannten Fahr- oder Flugzeug. Sind letztere entsprechend vorbereitet, so können die Dämpfungselemente oder andere Verbindungsstücke auch direkt an diesen befestigt, z.B. verschraubt, werden. In jedem Fall würde der Träger in etwa im Zentrum des ring oder schalenförmigen Gerüsts positioniert und lösbar mit der Kamerahaltevorrichtung befestigt.

Sinnvollerweise ist das Gerüst so konstruiert und optimiert, etwa dadurch, dass Verstärkungsrippen angebracht oder eingearbeitet sind, so dass bei einem gegebenen, möglichst geringen Gewicht, eine hohe Steifigkeit gegenüber Verwindung und Verdrehung erreicht wird. Diese Verformungen verschieben nämlich die Kamerapositionen gegeneinander und sind somit einer guten Bildqualität abträglich.

Es empfiehlt sich, die erfindungsgemäße Vorrichtung aus mehreren Modulen aufzubauen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform setzt sich z.B. zusammen aus Kamerabefestigungsmodulen, diese verbindende Zwischenstücke verschiedener Art und gegebenenfalls zusätzliche T-Stücke, mit denen sich von einem ringförmigen Hauptgerüst ausgehend weitere Halbringe- oder auch anders geformte modulare Segmente mit weiteren Kamera- oder anderen Befestigungen anfügen lassen. Es ist in der Praxis besonders hilfreich, wenn diese Module werkzeuglos zusammengefügt werden können, insbesondere durch Zusammenstecken. Sind die Kamerabefestigungen ebenfalls zur werkzeuglosen Kamerabefestigung vorgesehen, z.B. indem sie als schalenförmige Aufnahmen ausgeführt sind, in die Kameras eingeschoben und durch Reibungsschluss fixiert werden, ergibt sich ein vollständig ohne Zusatzwerkzeug verwendbares System. Alternativ können die Kamerabefestigungen auch so ausgeführt sein, dass sie eine darin befestigte Kamera dreiachsig verspannen, z.B. mittels einer flexiblen Klemmlippe.

Ein modulares System erlaubt auch auf einfache Art und Weise eine Größenanpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sowohl was den Innendurchmesser des Gerüstes als auch was die Stereobasis angeht. Soll ersteres unabhängig von letzterem vergrößert werden oder umgekehrt, so verwendet man andere Befestigungsmodule, kann oder soll beides zugleich vergrößert/verändert werden, so ist es ausreichend, neue Zwischenstücke einzufügen. Es ist auch denkbar durch verschiedene Steck- oder Einrastepositionen variable Größen mit nur einem einzigen Modulesatz zu realisieren.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen näher erläuterten bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung. Dies dient nur der Illustration und soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Abbildungen. Es zeigen

1: Eine perspektivische Obersicht einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung

2: Eine perspektivische Draufsicht auf die Kamerahaltevorrichtung aus 1.

3: perspektivische Draufsicht auf drei Typen von Modulen aus welchen die erfindungsgemäße Kamerahaltevorrichtung aus 1 zusammengesetzt ist

In 1 ist in perspektivischer Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kamerahaltevorrichtung 1 mitsamt einer Kopftragevorrichtung zu sehen. Ausgehend von einem gleichseitigen Sechseck mit einem Kamerapaar pro Seite bildet das Gerüst 2 hier in etwa ein gleichseitiges Zwölfeck mit einer Seitenlänge von ungefähr 7cm. Die Vorrichtung besteht aus drei verschiedenen Arten von Modulen, die alle im 3D Druckverfahren aus einem festen Kunststoff gefertigt sind:
sechs Kamerabefestigungsmodule 10 mit dem Grundriss eines gleichschenkligen, stumpfwinkligen Dreiecks mit größtem Winkel 120 Grad, wobei die beiden kurzen Seiten 11 durch die Rückseite 12 von den zwei als hohlen, quaderförmigen Schalen ausgeführten Kamerabefestigungen 13 mit eingesteckten Kameras 4 gebildet ist. An jedem Ende der Kamerabefestigungsmodule 10 sind Schlitze oder Nuten 14 eingebracht, in die die Federn 21 von etwa 7cm langen, 2.5–3cm hohen Zwischenstücken 20 eingesteckt werden. Die Federn 21 schließen mit dem Rest des Zwischenstücks 20 einen Winkel von 150 Grad ein, wodurch insgesamt aus je sechs Befestigungsmodulen 10 und Zwischenstücken 20 ein (annähernd) gleichseitiges Zwölfeck aufgebaut wird. Eine besondere Ausführung der Zwischenstücke 20‘, in 1 an der Stirnseite zu sehen, verfügt über einen gewinkelt nach oben führenden Steg 22, der dazu dient, die Verbindung mit anderen Befestigungs- oder Dämpfungsmitteln herzustellen, in diesem Fall einer Kopftragevorrichtung 40.

Der Querschnitt der einzelnen Module ist darauf optimiert, bei möglichst geringem Materialeinsatz eine große statische wie dynamische Verwindungs- und Verbiegesteifigkeit zu erreichen. Dies ist nötig, um durch Erschütterungen verursachte Verformungen und damit einhergehende Verschiebungen der Kamerapositionen gegeneinander so klein wie möglich zu halten. Eine hohe Steifigkeit bewirkt weiterhin eine Verschiebung der mechanischen Eigenschwingungsfrequenz zu höheren Werten, wodurch sich die Schwingungsamplitude reduziert. Die hohe Steifigkeit wurde hier durch Einbeziehen von Verstärkungsrippen in weitestgehend als Hohlkörper ausgeführte Segmente erreicht. Dies nutzt in vorteilhafterweise die Formungsmöglichkeiten und Freiheiten aus, die sich durch den 3D Druck bieten.

2 zeigt die Kamerahaltevorrichtung 1 aus 1 in perspektivischer Ansicht direkt von oben. Deutlich zu erkennen sind die zwölfeckige Form des Gerüsts 2 und die Befestigung der Module über ineinandergesteckte Federn 21 und Nuten 14. Ein an einer Stirnseite angebrachtes spezielles Zwischenstück 20‘ verfügt über einen nach oben abgehenden Steg 22, an dem in diesem Beispiel eine Kopftragevorrichtung 40 bestehend aus Stirnplatte sowie Scheitel-, Schläfen- und Wangengurten mit Kinnschale angeschlossen ist. Es ist auch denkbar, mehr als ein spezielles Zwischenstück einzusetzen um eine verringerte Schwingungsanfälligkeit zu erreichen. So ließe sich zum Beispiel mit drei 120 Grad versetzten Anschlussstücken, die mittels mechanischer oder hydraulischer Dämpfer mit einem Träger- oder einer Tragevorrichtung verbunden sind auf einfache Weise eine dreiachsige Schwingungsdämpfung verwirklichen.

In 3 sind in perspektivischer Draufsicht vier verschiedene in der erfindungsgemäßen, modular aufgebauten Kamerahaltervorrichtung 1 verwendete Module abgebildet. Dies sind zum einen die schon oben beschriebenen Kamerabefestigungsstücke 10 und Zwischenstücke 20, letztere in einer Ausführung mit und ohne gewinkelten Steg 22, sowie ein T-Stück 30, mit dem an den zentralen Gerüstring 2 zusätzliche Abzweigungen in Form von ebenfalls aus den gleichen Modulen zusammengesetzten Bögen angefügt werden können. Um dies zu erreichen besitzt das T-Stück 30 im Vergleich zu einem Zwischenstück 20 ein zusätzliches Anschlusssegment 31, welches mittig an einer Stirnseite 32 integriert ist und mit der Ebene des T-Stücks einen Winkel von ca. 30 Grad bildet. Dieses Anschlusssegment 31 endet in einer Feder 22, mit der weitere, mit Nuten versehene Module ansteckbar sind, so zum Beispiel Kamerabefestigungsmodule 10.

Bezugszeichenliste

1
Kamerahaltevorrichtung
2
Gerüst
4
Kamera
10
Kamerabefestigungsmodul
13
Kamerabefestigung
14
Nut
20
Zwischenstück
20‘
Zwischenstück mit Steg
21
Feder
22
gewinkelter Steg
30
T-Stück
31
Segment
32
Stirnseite T-Stück
40
Kopftragevorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 102012012817 A [0006]
  • WO 2014/071400 [0008]