Title:
Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungs-System für Kameras aller Art, wie Digitalkamera, Drohnen-Kameras, Roboter-Kameras, Fahrzeug-Kameras, auch für die Kamera eines Mobiltelefons, das aus Laserstrahlern, vorzugsweise aus Laserdioden besteht. Die Beleuchtungs-Systeme herkömmlicher Art für Mobiltelefone bestehen aus LED-s, die in der Regel genügend Licht für ein nahes Motiv liefern. Allerdings bei weit entfernet Motive reicht das Licht nicht mehr aus. Auch die kompakten Digitalkameras, die ein eingebautes richtiges Blitzgerät (z. B. mit einer Xenon-Röhre) haben, können bei Dunkelheit höchstens bis 3–4 m gute Bilder liefern. Die in der Erfindung geschilderte Vorrichtung verwendet Laserdioden und eine automatische Fokus-Einstellungs-System für Fernbeleuchtung der Bildinhalte. Ebenso ist in der Erfindung eine Art optische Maske eingebaut, die das abgestrahlte Laserlicht sehr genau für ein blendfreies Fotografieren maskiert.





Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102016013512A
Publication Date:
11/09/2017
Filing Date:
11/11/2016
Assignee:
Merlaku, Kastriot, 80995 (DE)
International Classes:
G03B15/05; F21V8/00; F21V33/00; G02B6/00; G02B26/08; G03B13/32; H01S3/00; H04M1/02; H04N5/222
Domestic Patent References:
DE1193166BN/A1965-05-20
Foreign References:
WO2008012302A12008-01-31
Claims:
1. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
– einen Laserstrahler, der als Leuchtmittel oder Blitzlichtgeber eingebaut ist,
– einem Laserlicht-Konverter, der das monochromatisches Licht in sichtbares Breit-Spektrum-Licht umwandelt,
– eine elektronische Steuerung, die den Laserstrahler steuert,
aufweist.

2. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler ein RGB-Laser oder Weiß-Laserlicht-Strahler ist.

3. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler ein Weiß-Laserlichtstrahler auf Basis eines monolithischen Halbleiters gebaut ist.

4. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
– einen Laserstrahler, vorzugsweise drei oder vier davon, die Laserlicht in alle drei Lichtgrundfarben, rot, grün und blau, optionsweise zusätzlich auch das gelbe Licht, als Leuchtmittel oder Blitzlichtgeber abgeben, wobei alle Laserstrahler so angeordnet sind, dass sie den gleichen Bereich beleuchten,
– eine elektronische Steuerung, die den/die Laserstrahler steuert,
aufweist.

5. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht aus den Laserstrahlern in einem Lichtleiter eingeführt ist, indem die Laserlichtfarben sich vermischen, der mit einem Licht-Ausgang ausgestattet ist.

6. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter aus einem Lichtleiter-Stamm und Lichtleiter-Zweige besteht, in denen, jeweils die Laserstrahlen von jedem Laserstrahler eindringen, die dann in einem einzigen Lichtleiter zusammengeführt sind, mit einem einzigen gemeinsamen Lichtaustritt am Ende.

7. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Lichtleiter-Ausgang oder unmittelbarer Nähe eine oder mehrere Linsen eingebaut sind.

8. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahler für die verschiedene Laserlichtfarben in einem einzigen Gehäuse integriert sind.

9. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler ein Halbleiter-Lasergeber oder eine Laserdiode ist.

10. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, die über ein eingebautes elektrisches Antriebselement, eine vor den Laserstrahlern in Strahlrichtung eingebauten Linse oder Linsen-System in der optischen Achse gesteuert hin und her bewegen kann, ausgestattet ist.

11. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung ausgestattet ist, bestehend aus mindestens
– eine in der optischen Achse bewegbaren Linse, die vor dem Laserstrahler/den Laserstrahlern in Strahlrichtung angebracht ist,
– eine flexiblen Fixierungs-Teil, das die bewegbare Linse mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems so koppelt, dass die Linse in der optischen Achse entlang bewegen kann,
– einen kleinen Dauermagneten oder eine Elektromagnetspule, der/die mit der Linse gekoppelt ist,
– eine Elektromagnetspule, die in der Nähe der Linse statisch angebracht ist und diese über Magnetfeldwechselwirkung mit dem in der Linse angebrachten Dauermagneten, in der optischen Achse bewegen kann.

12. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, bestehend aus mindestens
– eine in der optischen Achse bewegbaren Linse, die vor dem Laserstrahler in Strahlrichtung angebracht ist,
– eine flexiblen Fixierungs-Teil, das die bewegbare Linse mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems so koppelt, dass die Linse in der optischen Achse entlang, aber nicht außerhalb bewegen kann,
– einen kleinen Magneten, der statisch in der Nähe der Linse eingebaut ist,
– eine Elektromagnetspule, die mit der Linse gekoppelt ist oder in der Peripherie der Linse angebracht ist und diese durch Magnetfeldwechselwirkung mit dem statisch angebrachten Dauermagneten in der optischen Achse entlang bewegen kann, ausgestattet ist.

13. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
– einen Laserstrahler, vorzugsweise drei oder vier davon in alle drei Lichtgrundfarben, rot, grün und blau, optionsweise auch gelb, als Leuchtmittel/Blitzlicht,
– eine elektronische Steuerung, die die Laserstrahler steuert,
– eine Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, bestehend aus mindestens
– eine in der optischen Achse bewegbaren Linse, die vor dem Laserstrahler in Strahlrichtung angebracht ist,
– einen kleinen Dauermagneten oder Elektromagnetspule, der/die mit der Linse, vorzugsweise am Rand der Linse gekoppelt ist,
– eine Elektromagnetspule oder einem Dauermagneten, die/der in der Nähe der Linse statisch angebracht ist und diese über Magnetfeldwechselwirkung mit dem, mit der Linse gekoppelten Dauermagneten oder Elektromagnetspule, in der optischen Achse entlang bewegen kann,
– eine flexiblen Fixierungs-Teil, das die bewegbare Linse mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems so koppelt, dass die Linse in der optischen Achse entlang, aber nicht außerhalb bewegen kann,
aufweist.

14. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Fixierungs-Teil für die Linse eine konzentrisch faltbare ringförmige Membrane, die mit dem Innen-Rand am Rand der Linse gekoppelt ist und mit dem Außen-Rand mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems gekoppelt ist.

15. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Fixierungs-Teil ähnlich wie die Spulen-Membrane eines Lautsprechers gebaut ist, mit der Linse in der Mitte.

16. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung eingebaut ist, die mit Elektromagnetspule/Elektromagnetspulen gekoppelt ist.

17. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit der Autofokus- und/oder Zoom-Vorrichtung der Digital-Kamera oder des Mobiltelefons gekoppelt ist.

18. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Linsen in einer Formation gruppiert eingebaut sind, die jeweils vor den Laserstrahlern in Strahlrichtung angebracht sind, gekoppelt sind, die dann gemeinsam durch eine Elektromagnet-Spule oder ein anderes elektrisches Antriebselement in der optischen Achse beweglich sind.

19. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Formation der Linsen, durch einer elastischen Membrane mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems, in der optischen Achse bewegbar fixiert ist.

20. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler mit eine elektronische Schaltung gekoppelt ist, die kurzzeitig eine höhere Spannung und/oder höhere Strom erzeugt, als die für den Dauerbetrieb des Laserstrahlers notwendigen elektrischen Werte.

21. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Laserstrahler, Halbleiter-Laserstrahler, vorzugsweise Laserdiode ist/sind.

22. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Laserstrahler, Puls-Laserstrahler ist/sind.

23. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Laserstrahler mit einer Steuerung gekoppelt sind, die mehrfache Laserblitze über den Laserstrahlern erzeugt, die innerhalb einer Auslösezeit abgegeben werden.

24. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine eigene Entfernungsmesser, der Laserbasiert oder auf andere Erfassungsmethoden funktioniert, aufweist.

25. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnelles Laserstrahl-Ablenkelement, über das ein zu fotografierendes Ziel oder Bildmotiv innerhalb einer Auslösezeit über einen schnell wandernden Laserlicht-Punkt Zeile für Zeile komplett beleuchtet wird, eingebaut ist.

26. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnelles Laserstrahl-Ablenkelement oder Ablenk-System, das wie bei Laser-Videoprojektoren konzipiert ist, eingebaut ist

27. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein schnelles Laserstrahl-Ablenkelement, über das ein zu fotografierendes Ziel oder Bildmotiv innerhalb einer Auslösezeit über eine schnell wandernde Laserlicht-Linie Zeile für Zeile komplett beleuchtet wird, eingebaut ist.

28. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement ein elektrisch steuerbarer Spiegel oder ein Spiegelchip/DLP-Chip ist, der die einfallenden Laserstrahlen in Richtung des zu fotografierenden Ziels ablenkt.

29. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahler elektrisch gesteuert, schwenkbar eingebaut sind.

30. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisches Antriebselement/Aktuator mit dem Laserstrahler gekoppelt ist, das den schwenkbar macht.

31. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement elektromagnetisch oder Piezoelektrisch ist.

32. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit eine Steuerung ausgestattet ist, die eine Licht-Vorbeleuchtung oder Vorabtastung der aufzunehmenden Umgebung für das zu fotografierendes Ziel/Bildmotiv aktiviert, das über Laserstrahler oder über eine zusätzlich eingebaute, für Blitzlichter üblichen Lichtquelle, vorzugsweise OLED oder LED oder Gas-/Xenon-Röhre, erfolgt.

33. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass
– der Kamera-Bildsensor mit einem Lichtdurchlässigkeit-Steuernden Bildschirm, vorzugsweise einem Flüssigkristallbildschirm/TFT/LCD/Bistabiles-LCD/Anorganisches LCD, das eine negative oder Farbumkehr-Darstellung des auf dem Kamera-Bildsensors aufgenommenen Bildes macht, das unmittelbar vor dem Laserstrahler in Strahlrichtung angebracht ist, durch das die Laserstrahlen hindurch müssen, um die Umgebung oder das zu fotografierendes Ziel zu beleuchten, elektrisch gekoppelt ist,
– eine Steuerung, die bei jeder Foto-Aufnahme mindestens zwei Blitzlichter in sehr kurzen Zeitabständen/Reihenfolge steuert, wobei, bei den
– ersten Blitzlicht das zu fotografierendes Objekt, Ziel oder Umgebung beleuchtet und die darauf empfangene Bildinformation über dem Bildsensor der Kamera auf dem Bildschirm/LCD/TFT, der vor den Laserstrahlern platziert ist, als negativ/farbumgekehrt dargestellt wird,
– zweiten Blitzlicht, der Bildschirm/das LCD/TFT vor den Laserstrahlern das zu fotografierendes Ziel/Bildmotiv farbumgekehrt/negativ abbildet, wodurch die Laserstrahlen durch das auf dem Bildschirm/LCD/TFT abgebildete Bilddarstellung hindurch auf die zu fotografierende reale Umgebung abgegeben werden, wobei abhängig von der Bildschirm-/LCD-/TFT-Bilddarstellung die Laserstrahlen filtriert werden, die eigentliche Bildaufnahme auf dem Kamera-Bildsensor erfolgt, aufweist.

34. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung, die den Bildschirm/das LCD/TFT vor den Laserstrahlern steuert, sowohl für Einzelbildaufnahmen, als auch für Videoaufnahmen konzipiert ist.

35. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach dem Patentanspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinhaltdarstellung des Bildschirms/LCD-s, das vor dem Laserstrahler in Strahlrichtung, den Strahlen im Weg, sich befindet, eine negative oder Farbumkehr-Bild- oder Video-Darstellung, verglichen mit der Farben des zu fotografierenden Objekts oder Umgebung darstellt.

36. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich mit mindestens eine Leuchtdiode oder OLED oder Gas-/Xenon-Röhre, ausgestattet ist.

37. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbeleuchtung oder die Licht-Vorabtastung des zu fotografierenden Motivs oder der Umgebung mit einer schwächeren Laserlicht-Intensität oder schwächeren Lichtintensität eines herkömmlichen Belichtungs-Elements erfolgt, als das eigentliche Laser-Blitzlicht, die für die Aufnahme verwendet wird.

38. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/LCD vor den Laserstrahlern ein Schwarz-Weiß-/Graustufen-LCD oder Farb-Bildschirm/-LCD ist.

39. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass eine für die Licht-Vorabtastung eingebaute Lichtquelle, mit der Strahlweite außerhalb des Bildschirms/LCD-s eingebaut ist, wobei deren Licht-Strahlen nicht von der Bildschirm/LCD verdeckt werden und freie Sicht zu den fotografierenden Motiv oder Umgebung hat.

40. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Dauer der Auslösezeit des Bildsensors, über die Steuerung das Laserblitzlicht mehrfach abgegeben wird.

41. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler in einem kugelförmigen Gehäuse mit einer Lichtöffnung, das in einer etwas größeren Hohlsphäre angebracht ist, die durchsichtig gebaut ist oder einen großen Lichtfenster aufweist, wobei das Kugelförmiges Gehäuse in jede Richtung drehbar/schwenkbar ist, eingebaut ist.

42. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 41,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einem Antriebs-System bestehend aus mindestens
– einem Dauermagneten, der mit der kugelförmigen Gehäuse des Laserstrahlers gekoppelt ist oder drin eingebaut ist,
– einem Elektromagneten, der in die Hohlsphäre statisch eingebaut, der in Magnetfeld-Wechselwirkung zu dem Dauermagneten steht,
– einer Steuerung, die den Elektromagneten steuert,
besteht.

43. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 42, dadurch gekennzeichnet, das mehrere Elektromagneten, die separat steuerbar sind, die eine gezielte Bewegung/Rotation der kugelförmigen Gehäuses des Laserstrahlers durch Erzeugung von Magnet-Wanderfeldern, bewirken, in die Hohlsphäre eingebaut sind oder mit der Hohlsphäre gekoppelt sind.

44. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare, kugelförmige Gehäuse über einer Feder mit der Hohlsphäre gekoppelt ist, wobei die Feder eine Rückstell-Funktion ausübt.

45. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 10 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Lichtachse bewegliche Linse für das Fokussieren des Laserlichts in die weite Ferne, vom Gerät und von Laserstrahler aus gesehen, hinter dem Bildschirm/LCD eingebaut ist.

46. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 10 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Lichtachse bewegliche Linse für das Fokussieren des Laserlichts in die weite Ferne, zwischen dem Bildschirm/LCD und dem Laserstrahler eingebaut ist.

47. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorhanden und so konzipiert ist, dass die Bewegung der Linse für ein Laserlicht Zoom-Funktion erfasst wird und abhängig von der Zoom-Stellung der Linse die Bild-Größe auf dem Bildschirm/LCD ändert und an die Zoom-Funktion so anpasst, das stets präzise das dargestelltes negativ Foto auf dem Display, durch die Laserstrahlen genau übereinstimmend auf die Details des realen Umgebung oder Objekts, das fotografiert wird, projiziert wird.

48. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 10 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer Linse vor dem Laserstrahler ein Zoom-Linsen-System eingebaut ist.

49. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bildsensor oder vor seiner Optik-Elemente, ein Flüssigkristallschirm/LCD, der mit dem Bildsensor elektrisch gekoppelt ist/von dem gesteuert wird, und das was der Bildsensor erfasst, auch gleichzeitig in negativ oder Farbumkehr darstellt, der lichtdurchlässig für das auf dem Bildsensor einfallendes Licht ist, der aber durch seine Inhaltdarstellung das einfallendes Licht mehr oder weniger beeinflusst, eingebaut ist.

50. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/das LCD, der/das vor dem Bildsensor eingebaut ist, ein Farb-LCD oder ein Schwarz-Weiß-/Graustufen-LCD ist.

51. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen UV-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine UV-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

52. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Laserlichtquelle, vorzugsweise die UV-Laserdiode separat einschaltbar ist.

53. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen IR-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine IR-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

54. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Laserlichtquelle, vorzugsweise die IR-Laserdiode separat einschaltbar ist.

55. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen Röntgen-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine Röntgen-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

56. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgen-Laserlichtquelle, vorzugsweise die Röntgen-Laserdiode separat einschaltbar ist.

57. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen Gamma-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine Gamma-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

58. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Gamma-Laserlichtquelle, vorzugsweise die Gamma-Laserdiode separat einschaltbar ist.

59. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer elektronischen Funk-Auslöse-Steuerung für die Aktivierung oder Steuerung der Beleuchtung oder des Laser-Blitzlichts ausgestattet ist.

60. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Funk-Auslöse-Steuerung für die Aktivierung oder Steuerung der Beleuchtung oder des Laser-Blitzlichts, bidirektional funktioniert.

61. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 59 oder 60, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein Funksignal-Empfänger, als auch ein Funksignal-Sender eingebaut ist.

62. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Kamera-Träger-Gerät eingebaut ist, das mit einer elektrisch schwenkbaren Kamera ausgestattet ist, eingebaut ist.

63. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkung des Laserstrahlers und der Kamera über eine eingebaute Steuereinheit synchronisiert ablaufen.

64. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 29 bis 63, dadurch gekennzeichnet, die Laserstrahler/Laserdioden in eine Kardanaufhängung mit zwei oder drei Bewegungs-Achsen/2D- oder 3D-Bewegungs-Freiheitsgraden eingebaut sind.

65. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beliebiges Leuchtmittel oder Blitzlichtgeber zusätzlich oder als Einzel-Lichtelement eingebaut ist.

66. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/das LCD, mit Polarisationsfilter mit linearen Aluminiumgittern ausgestattet ist.

67. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von LCD eine andere Bildschirmart eingebaut ist.

68. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von LCD, ein OLED/AMOLED/PMOLED, oder Ferroelektrische LCD (FLCD) oder ein anderes Bildschirm, der auch eine eigene Leucht-Eigenschaft besitzt, eingebaut ist.

69. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 67 oder 68, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, zumindest teilweise Lichtdurchlässig ist.

70. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm ein OLED/AMOLED/PMOLED-Bildschirm ist, bei dem die Leuchtpunkte rasterförmig angeordnet sind, mit einen leeren, durchsichtigen Raum dazwischen.

71. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, unabhängig davon ob dieser vor einer Kamera-Bildsensor oder vor dem Leuchtmittel/Blitzlichtgeber eingebaut ist, dessen Image-Darstellungs-Eigenschaften über eine Steuerung, ähnlich wie bei herkömmlichen Bildschirme, einstellbar sind.

72. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, unabhängig davon ob dieser vor dem Bildsensoren oder vor dem Leuchtmittel/Blitzlichtgeber eingebaut ist, über eine eingebaute Steuerung, dessen Licht-Durchlässigkeit und/oder den Kontrast/Gamma-Farbeinstellungen,/die Bilddarstellungs-Größe/Auflösung, oder die Negative oder Positive Image Darstellung, einstellbar sind.

73. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm vor dem Leuchtmittel/Blitzlichtgeber ein nicht lichtpolarisierender Bildschirm ist.

74. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 67,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bildschirm vor dem Leuchtmittel/Blitzlichtgeber eine spezielle Licht-Maske-Vorrichtung ist, die aus
– eine Vielzahl von kleinen, per Magnetfeld drehbaren Platten, die in eine Ebene angeordnet sind, die jeweils in einer Achse, die zwei gegenüberliegende schmalen Seiten oder Spitzen verbindet, drehbar sind, wobei je nach Drehposition das Licht mehr oder weniger durchlassen,
– eine große Anzahl von kleinen Elektromagneten, die in einem Gitter oder gitterartig angeordnet sind, wobei die Elektromagneten einzeln oder gruppenweise steuerbar sind und jeweils einer Platte als Antriebselement zugeordnet sind,
– eine Steuerung, die die Elektromagneten steuert,
– mindestens eine durchsichtige Scheibe, in der die magnetisch drehbaren Platten und die Elektromagneten eingebaut sind,
besteht.

75. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass die per Magnetfeld drehbaren kleinen Platten mindestens auf einer Seite mit einer Lichtreflektierenden-Beschichtung versehen sind.

76. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 74 oder 75, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten dauermagnetische Eigenschaften aufweisen oder mit jeweils einem kleinen Magneten, der vorzugsweise mittig oder auf einer Drehachse der Platte eingebaut ist und mit der Platte gekoppelt ist, ausgestattet sind.

77. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 76, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet, der mit der Platte gekoppelt ist, kleiner als die Platte selbst ist und in die Rotations-Achse der Platte eingebaut ist.

78. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 74 bis 77, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter und 1 oder die Elektromagneten für die Bewegung der Platten aus durchsichtige oder sehr dünne Leitungen besteht.

79. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 74 bis 78, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus einem nicht magnetischen oder diamagnetischen Material bestehen.

80. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 74 bis 79, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Dauermagnet oder Elektromagnet am Rand der Scheibe eingebaut ist, der die Platten bei abgeschalteten kleinen Elektromagneten in eine Null-Stellung oder Ausgangs-Position anordnet, eingebaut ist.

81. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 74 bis 80, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Platten jeweils in kleinen drehbaren, durchsichtigen Zylindern eingebaut sind, die in kleinen Zellen in den durchsichtigen Scheiben platziert sind.

82. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm vor dem Leuchtelement eine Art Licht-Maske mit Quecksilber-Lichtabschirm-Technologie oder eine Vorrichtung mit einer anderen Flüssigkeit, die eine steuerbare Lichtbarriere bilden kann, ist.

83. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 82,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtmaske mit Quecksilber-Lichtabschirm-Technologie oder mit einer anderen Flüssigkeit, die eine steuerbare Lichtbarriere bilden kann, aus mindestens:
– zwei zusammengeklebten oder geschweißten Scheiben, die durchsichtig sind,
– kleine Zellen, die in dem Raum zwischen den Scheiben eingebaut sind und in einer Ebene angeordnet sind,
– feinen Kanäle, die jede der Zellen mit einem Pump-System außerhalb der Scheibe verbinden,
– feine Elektroventile, die die Verbindungen von jede der Zellen steuern,
– eine Steuereinheit, die die Elektroventile und das Pump-System steuert,
– eine Menge Quecksilber oder einer anderen Flüssigkeit, die eine steuerbare Lichtbarriere bilden kann, die in das Pump-System oder einem Vorratsbehälter angebracht ist, die ausreichend ist, um alle Zellen zu füllen,
besteht

84. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach einem der Patentansprüche 33 bis 83, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung für den Bildschirm/Maske vor dem Leuchtmittel/Blitzlichtgeber, durch die Signale der Kamera gesteuert, mit einer Lichtmarkierungs-Funktion für eine Lichtmarkierung der zu fotografierenden Objekte oder der Umgebung, ausgestattet ist.

85. Beleuchtungs-System für Kameras aller Art oder für Mobiltelefone mit Kamera nach Patentanspruch 2 oder nach einem der Patentansprüche 4 bis 84, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Steuerung, die Lichtintensität der einzelnen Laserstrahlern steuerbar ist und damit auch die gesamte Lichtfarben-Mischung.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungs-System für Kameras aller Art, auch für Mobiltelefone, das anstatt mit konventionellen Leuchtmittel, mit Lichtfokussierbare-Laserstrahler, vorzugsweise mit Laserdioden bestückt ist. Es wird bei Digitalkameras, Videokameras, Drohnen, Roboter, Fahrzeuge oder auch als Leuchtmittel für die Kamera eines Mobiltelefons verwendet.

Die Blitzlicht-, bzw. Beleuchtungs-Systeme herkömmlicher Art für Digitalkameras und Mobiltelefone bestehen aus Gasröhren/Xenonlampen oder LED-s, die in der Regel genügend Licht für ein nahes Motiv liefern. Allerdings bei weit entfernten Motiven reicht das Licht nicht mehr aus. Auch die kompakten Digitalkameras, die ein eingebautes richtiges Blitzgerät (z. B. mit einer Xenon-Röhre) haben, können bei Dunkelheit oder Dämmerung höchstens bis 3–4 m gute Bilder liefern. Es liegt daran, dass das Licht sehr breit zerstreut wird und dadurch die Lichtintensität rapide mit der Entfernung abnimmt (wird mit der Entfernung im Quadrat schwächer – also bei zweifacher Entfernung, viermal schwächer usw.). Es gibt Blitzlicht-Geräte, die ein Fokus-System aufweisen, das aus einer Linse besteht, die vor dem Blitzgerät platziert ist. Die Linse ist manuell in die Blitzlicht-Richtung, bzw. in der optischen Achse bewegbar. Durch die Bewegungs-Vorrichtung für die Linse kann man zwar die Blitzlichtintensität besser fokussieren, allerdings auch damit sind entfernte Ziele nicht optimal zu beleuchten, aus dem Grund weil das Blitzlicht sehr weit zerstreut wird. Weil die Linse von dem Blitzgerät fortbewegt wird, und dadurch einen weitgehend engeren Winkel aus der Sicht des Blitzes erlaubt, geht dabei viel Licht verloren. Das Licht das seitlich die Wände der Halterung der Linse trifft, wird nirgendwo weitergeleitet, sondern von den Wänden absorbiert oder zerstreut reflektiert.

Die Laserstrahlen abzulenken, ist heutzutage keine Neuheit. Verschiedene Techniken kommen im Einsatz, z. B. in Disco-Klubs bei Laser-Shows, oder auch im Laser-Fernsehgeräte mit Laserrückprojektions-Technik. Die Grundidee für Laser-Fernsehgeräte ist in dem Deutschen Patent DE 1 193 166 beschrieben. Das Prinzip des Laser-Farbfernsehens wurde 1970 detailliert vorgestellt. In Deutschland präsentierte die Firma Schneider AG Ende 1993 den ersten eigenen Prototypen, der in Zusammenarbeit mit Daimler-Benz und der Jenoptik AG entwickelt wurde.

Z. B. die Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO2008012302 A1 ist eine Erfindung, sie sich auf eine Bildprojektionseinrichtung mit einer Lichtquelle bezieht, von der sequentiell Licht verschiedener Wellenlängen ausgeht. Sie enthält eine Bildmodulationsanordnung und eine Projektionsfläche, auf der Bilder visuell wahrgenommen werden. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Lichtquellenansteuerschaltung für eine solche Bildprojektionseinrichtung. Es ist eine Bildprojektionseinrichtung dieser Art vorgesehen, bei der die Bildmodulationsanordnung einen Polarisationsstrahlteiler und zwei reflektive Displayfelder umfasst, jedes Displayfeld ein Array aus separat ansteuerbaren Bildwiedergabeelementen aufweist, durch welche in Abhängigkeit von vorgegebenen Bildinformationen die Polarisationsrichtung von auftreffendem Licht verändert wird, der Beleuchtungsstrahlengang zunächst zwecks Aufspaltung in einen polarisierten Teilstrahlengang auf den Polarisationsstrahlteiler gerichtet ist. Zahlreiche weitere Anmeldungen und Patentschriften beschreiben Bildprojektionstechniken, die aber zuletzt nicht als Blitzlicht-Geräte oder Videoleuchte für Kameras vorgesehen sind.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 85 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Beleuchtungs-System für Kameras aller Art, z. B. für eine Digitalkamera oder für ein Mobiltelefon zu schaffen, das eine solche Beleuchtung erzeugt, mit der bei Dunkelheit auch Bildmotive in größere Entfernung gut beleuchtet werden und zudem auch das Problem der Licht-Reflektion-Störungen beseitigt.

Diese Probleme werden mit den in den Patentansprüchen 1 bis 85 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Vorteile der Erfindung sind:

  • – der Laserstrahler liefert eine genauere und intensivere Beleuchtung für das zu fotografierendes Motiv,
  • – Fokusmöglichkeit bei größere Entfernungen,
  • – auch hier ist das Licht fokussierbar, allerdings weitgehend präziser und optimaler für Bildmotive angepasst.
  • – die Form des austretenden Laser-Lichtstrahls kann optimal an das Bildmotiv angepasst werden,
  • – Licht-Reflektion-Störungen werden weitgehend unterdrückt oder beseitigt,
  • – zuverlässig.

Die Erfindung ist ein Beleuchtungs-System für beliebige Kameras, unabhängig davon wo diese eingebaut sind. Dieses Kamera-System kann z. B. in eine Studio-Kamera, Kleinbildkamera, Spiegelreflex-Kamera, Drohnen-Kamera, Roboter-Kamera, Fahrzeug-Kamera, Überwachungskamera, in ein Mobiltelefon/Smartphone, und in vielen anderen Geräten eingebaut werden. Das System ist mit einen Laserlicht-Strahler, der für die Beleuchtung des zu fotografierendes Ziels oder Bildmotivs bei Dunkelheit geeignet ist, ausgestattet. Dafür sind optimal die Laserdioden geeignet. Weil der Laserstrahl stark gebündelt ist, funktioniert das Laserlichtfokussieren hier perfekt, ohne nennenswerte Lichtintensität Verluste. Im Gegensatz zu herkömmlichen Blitzlichtgebern mit Gas-Röhren, ist der Einsatz von Linsen für eine Laserstrahl-Fokussierung weitgehend optimaler und einfacher gestaltet. Der Einbau von Fokussierungs-Vorrichtungen vor dem Laserstrahl erfordert viel kleinere Linsen als das der Fall bei einem herkömmlichen Blitzlichtgeber wäre.

Zudem kommt hinzu auch die Möglichkeit das Licht perfekt zu maskieren, sodass blendfreie Aufnahmen erfolgen können. Für Wissenschaftliche Zwecke ist das System sehr interessant, weil damit man auch sehr helle Objekte perfekt fotografieren kann. Denkbarer Einsatz wäre in Plasma- oder Raketen-Technologie. Auch Tierfotografen können damit perfekte Bilder erstellen, weil die Tiere dabei nicht allzu sehr gestört werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 30 erläutert. Es zeigen:

1 eine Variante, bei der nur ein Laserstrahler vorkommt, z. B. eine blaue oder UV-Laserdiode, und einem Konverter, der das monochromatisches Laser-Licht in Breit-Licht-Spektrum konvertiert,

2 eine Variante, mit mehrere Laserdioden, die jeweils eine der Grundfarben (Rot, Grün, Blau-RGB) für das weise Licht emittieren,

3 den Aufbau des Fokuseinstellungs-Systems für das Laserlicht bzw. das Laserlicht-Zoom-System,

4 eine Variante, bei der eine oder mehrere IR-Laserdioden eingebaut sind,

5 eine Variante, bei der zusätzlich eine oder mehrere UV-Laserdioden einschaltbar sind,

6 eine Variante, bei der ein punktuell abgegebener Lichtstrahl, durch das Wandern, Zeile für Zeile schnell das ganze Ziel oder Bildmotiv beleuchtet,

7 eine Variante, bei der ein Laserstrahler eine Linie erzeugt, die durch Schwenkung in rechtwinklige Richtung zu deren Achse, das Bildmotiv beleuchtet,

8 den Aufbau des Schwenk-Systems mit Spiegeltechnologie,

9 den Aufbau des Schwenk-Systems mit Elektromagnet-Feld-Technik,

10 das Schwenk-System, das mit kleinen Plattformen funktioniert,

11 den Aufbau des Schwenk-Systems mit Piezo-Elemente oder Kristalle,

12 ein Blitzlichtgeber, der mit einem Funk-Auslöse-System ausgestattet ist,

13 ein Blitzlichtgeber mit einem Funk-System, das ein Funksignal an die Kameras in der Umgebung abgibt, das deren Auslöser synchron mit der Beleuchtung oder unmittelbar vor der Laserdioden-Aktivierung, aktiviert,

14 ein Blitzgerät mit schnell ein- und ausschaltbare Laserdioden, die im Videomodus nur bei aktiven Bildsensor das Bildmotiv beleuchten und das komplett synchron mit der Frame-Rate des Bildsensors gesteuert,

15 eine Variante mit LCD-Schirm, der die Helligkeit des Beleuchtungs-Systems bereichsweise. ändern kann,

16 ein Beleuchtungs-System, das unterschiedlich helle Bereiche, der zu fotografierenden Umgebung durch Lichtintensität-Steuerung des auf diesen Bereichen anfallendes Licht, ausgleicht,

17 das Zusammenführen von drei Laserstrahlen in einem,

18 die Variante mit jeweils einen LCD vor den Laserdioden,

19 die Bildmotive und die Rückkopplung der Laserstrahl-Intensität durch die LCD-Darstellung über den Bildsensor,

20 zeigt eine Variante mit Laserlicht-Zoom-Funktion bei der Methode mit nur einem Laserstrahler und einem Konverter,

21 den Einbau des Laserzooms in einem Smartphone,

22 eine Variante, wobei für die erste Lichtabtastung statt Laserstrahler eine LED oder OLED verwendet wird.

23 die Verwendung von Puls-Laserstrahlern

24 eine Kamera, die vor dem Bildsensor einen Schirm in Form eines LCD-s aufweist, der die Inhalt maskiert,

25 eine Kamera, die sowohl vor dem Bildsensor, als auch vor den Laserstrahlern Bildschirme (LCD-s) hat,

26 eine Kamera, die auch Röntgen- oder Gamma-Laserdioden verwendet,

27 eine Licht-Masken-Vorrichtung mit Magnet-Elemente in Form von kleinen Platten, die magnetisch angetrieben werden,

28 die Variante mit drehbaren Zylindern

29 und 30 eine Variante mit einem Quecksilber-Scheibe/Schirm, als Licht-Maske.

Weil das Laserlicht monochromatisch ist, ist eine Beleuchtung der Umgebung oder eines Objekts beim Fotografieren nicht optimal, weil das Foto oder die Videoaufnahme dann nur einfarbig erscheint. Bei schwarzweißen Aufnahmen wäre das mehr oder weniger egal, aber bei Farbaufnahmen ist diese Art von Beleuchtung eher ungeeignet. Allerdings es gibt mehrere Methoden, das monochromatische Laserlicht doch in weißes Licht umzuwandeln. Eine Variante nutzt die Nachleuchteigenschaften von Phosphorhaltigen-Materialen oder andere lichtaktiven Materialien, die mit dem Laserstrahl bestrahlt werden. Aus diesem Material kommt dann ein Breitspektrum-Licht heraus, das für die Beleuchtung benutzt werden kann. Damit ist es möglich durch die Verwendung von nur einem Laserstrahler, das Laser-Licht mittels eines Konverters in Breit-Spektrum-Licht per Konversions-Effekt umzuwandeln. Eine Lichtfokussierung bei Konversions-Effekt ist relativ unkompliziert und weitgehend abhängig von der Geometrie und Größe des Konverters. Oft wird der Funktionsprinzip der Konversion im Durchlicht verwendet, wobei eine Phosphor-Platte, die teildurchlässig für das Laser-Licht ist, zur Lichtumwandlung verwendet. Eine UV- oder blaue Laserdiode bestrahlt die Platte, die dann weitgehend weißes Licht auf der anderen Seite abgibt. Ähnliches Prinzip der Konversion wird bei einer klassischen Leuchtstofflampe oder einer weiß leuchtenden LED verwendet. Bei der Leuchtstofflampe wird UV Licht in sichtbares Licht, indem diese von einer speziellen Beschichtung an die Röhren-Wand absorbiert und als Breitspektrum-Licht außerhalb emittiert. Auch ein weißes LED funktioniert ähnlich. Dort im LED wird blaues Licht in weißes umgewandelt. In der Regel werden Lichtwellen mit höhere Energiedichte bzw. höheren Frequenz verwendet, die dann auf niedrigeres Energie-Niveau über Konverter durch Umwandlung herabgestuft werden. UV und blaues Licht sind optimal dafür geeignet, aber auch IR-Strahlen. Im letzten Fall kommt es zu einer Erhöhung der Lichtwellenenergie durch die Material-Eigenschaften des Konverters (natürlich werden dabei die Physik Gesamtenergie-Erhaltungs-Gesetze eines Systems keinesfalls verletzt). Die als Konverter verwendeten Leuchtstoffe sind keramische Hochleistungsmaterialien, die auch Phosphorverbindungen enthalten können.

Eine solche Ausführung ist in der 1 dargestellt. Bei dieser Variante werden die Laserstrahlen z. B. aus einer Laserdiode 3 nicht direkt auf die Umgebung des Kamera-Blickfeldes, bzw. auf das zu fotografierendes Bildmotiv abgegeben, sondern erst durch einem Laserlicht-Umwandler bzw. -Konverter 2 passieren, der dann das Laserlicht in breit Spektrum-Licht umwandelt. Bei dieser Variante verlässt jedoch kein Laserstrahl direkt das Blitzlicht-Gerät 1, sondern der Strahl trifft im Inneren des Geräts auf einen lichtaktiven Leuchtstoff und regt diesen zum Leuchten an. Es findet eine Umwandlung des Laserlichts statt, die sogenannte Licht-Konversion. Das austretende Licht ist aber dann kein Laserlicht mehr, sondern ein herkömmliches Breitspektrum-Licht in allen möglichen Wellenlängen und Phasen.

Eine andere Methode (2) funktioniert durch die Verwendung von mehreren Laserstrahlern, z. B. drei oder vier Laserdioden 3, die zumindest Laserlicht in je eine der drei Grundfarben des Lichts abgeben (Rot, Grün und Blau). Dadurch, dass die Laserdioden heutzutage ohnehin günstig geworden sind, kommt auch aus wirtschaftlicher Sicht für Hersteller kaum ein größerer Aufwand hinzu, wenn mehrere Laserdioden in einem Gerät eingebaut werden. Manchmal ist von Vorteil noch eine gelbe Laserdiode hinzu zu fügen. Wenn alle drei (oder vier) Laserdioden gleichzeitig eingeschaltet werden und den gleichen Bereich beleuchten, erscheint das weitgehend so als ob mit weißem Licht bestrahlt wäre. Es ist zwar kein perfektes weißes Licht, weil das Breit-Spektrum in den Laserstrahlen nicht gegeben ist, das reflektiertes Licht aus dem durch das Licht getroffenem Objekt kann aber durchaus dem Breitspektrum näher kommen (durch die „Farbmischung” der reflektierten Lichtstrahlen, Eigenschaften des reflektierenden Oberfläche und die Wechselwirkung mit den Laserstrahlen, etc.). Die Verwendung von drei Laserstrahlern z. B. Laserdioden in jeweils einen Monochromatischen Farbe, die aber insgesamt ein RGB-Laserlicht (oder noch zusätzlich das Gelbe Laserlicht auch) abgeben, ermöglicht eine hohe Lichtintensität, präzise, scharf abgegrenzte, perfekt fokussierbare und sehr gute Beleuchtung der Umgebung (2).

Der Laserstrahler und seine optischen Begleitelemente sind vorzugsweise in einem kleinen Gehäuse 4 angebracht. Die drei Laserdioden beleuchten denselben Bereich. Durch die drei Laserdioden, bzw. deren Laserlicht-Kombination entsteht auf der beleuchteten Fläche oder Objekt ein weitgehend weißes Licht, zumindest als weißes Licht wahrnehmbar. Für Fotografie bei Dunkelheit können auch IR-Laserdioden 5 verwendet werden. Damit können z. B. Tierfotografen hervorragende Fotos machen, ohne dabei die Tiere zu stören oder zu blenden. Mit Hilfe von Laserdioden können auch extrem kurze Laserblitze abgegeben werden, die von den Tieren nicht wahrnehmbar sind, wobei toll hell beleuchtete Farbfotos auch bei Nacht gemacht werden können. Laserblitze in Pikosekunden oder auch Nanosekunden Bereich, sind von Menschen oder Tieren kaum wahrnehmbar. Als Laserlicht-Quellen können verschiedene Laserstrahler zum Einsatz kommen und es sind sowohl die Puls-Laser, als auch Dauerlaser geeignet. Selbstverständlich mit Dauerlaser sind auch Videoaufnahmen machbar. Pulslaser können ebenso für Videoaufnahmen eingesetzt werden, allerdings müssen sie synchron mit der Shooter-Frequenz des Bildsensors arbeiten, wobei die Pulsblitze genau zu den richtigen Zeitpunkt abgegeben werden, nämlich während der Zeit, wenn der Bildsensor ein Frame-Bild aufnimmt. Bei 30 Framebildern pro Sekunde, sollte der Pulslaser ebenso mindestens 30 Laserblitze abgeben. Für tragbare Geräte sind Laserdioden 3 vorteilhaft, weil sie sehr klein sind, wenig Strom verbrauchen und ebenso gut gebündelte Strahlen senden können, die für weit entfernte Motive optimal geeignet sind. Für spezielle Fotografie können ebenso IR-Laserdioden 5 und auch UV-Laserdioden 6 verwendet werden. Auch diese sind für Belichtung in größere Entfernung optimal geeignet (5). Insbesondere eine Kamera 7, in der, zu den drei/vier Laserstrahlern, z. B. Laserdioden (Rot, Grün, Blau-RGB, sowie Gelb), auch UV- und IR-Laserdioden integriert sind kann sehr wohl z. B. für Hobby- oder wissenschaftliche Zwecke optimal eingesetzt werden (4, 5). Bei der Verwendung von Laserdioden kann man auch auf sogenannten Weiß-Licht-Laserdioden 8 zurückgreifen (1b). Das sind spezielle Laserstrahler, die weißes Licht abgeben, wobei alle Weiß-Licht-Grundfarben-Laserstrahler integriert sind und ein gemeinsam weißes Licht ergeben. Es gibt auch monolithische Laserdioden, die ein weißes Laserlicht erzeugen.

Die Laserstrahler, vorzugsweise Laserdioden, können statisch in dem Blitzlicht-Gerät 1 eingebaut werden oder dynamisch beweglich konzipiert.

Eine Variante besteht aus einem Laserstrahler 9, der einen stark gebündelten Laserstrahl erzeugt, der sehr schnell abgelenkt wird. Der Strahl kann wie ein schnell wandernder Punkt 10 erzeugt werden, der ein zu fotografierendes Ziel 11 oder Bildmotiv Punkt für Punkt oder Zeile für Zeile beleuchtet (6), oder als Laser-Licht-Linie 12, die sich schnell nach unten oder nach oben oder seitlich sich schwenkt und somit ein zu fotografierendes Ziel komplett Zeile für Zeile beleuchtet (7). Die Schwenkung folgt die Bildsensor-Zeile-Sequenzen und beleuchtet so das ganze Bildmotiv synchron mit der Bildsensor-Zeile-Sequenz. Insbesondere ist diese Variante bei Videoaufnahmen oder sehr weit entfernte Ziele interessant. Die Schwenkung des Lichtstrahls erfolgt entweder durch ein bewegliches Spiegel-System, z. B. einem DLP-Spiegel-Chip 13 und ist ähnlich wie bei Laser-Videoprojektoren konzipiert (8), oder durch die Schwenkung der Laserstrahlern/Laserdioden 3 mit Hilfe von Elektromagneten 14 (9). Die Laserdioden sind in letztem Fall nicht statisch eingebaut, sondern sie sind beweglich, bzw. schwenkbar. Die Schwenkung hier erfolgt durch kleine Elektromagneten 14, die einen kleinen Magneten 26, der in die Laserdiode eingebaut ist, hin und her durch Magnetfelder anziehen oder abstoßen können. Die Laserdioden können in eine Kardanaufhängung 15 mit zwei oder drei Bewegungs-Achsen (2D- oder 3D-Freiheitsgrade) eingebaut werden. Die Laserdioden können aber auch einfach einzeln (bei Weißlicht-Laserdioden) oder bei RGB-Einzel-Laserdioden alle drei in einen kleinen Kugel 17 eingebaut werden, mit der Parallel-Strahlrichtung aus einer kleinen Austrittsöffnung/Lichtfenster 16 (9). Die Kugel ist lose oder mit einer Feder gekoppelt in eine Hohlsphäre 18 platziert und kann beliebig gedreht werden. Die Kugel weist einen oder mehrere Dauermagneten 26 auf. Die Hohlsphäre, in der die Kugel angebracht ist, kann komplett durchsichtig sein oder mit einem großen Lichtfenster ausgestattet werden. In die Hohlsphäre sind Elektromagneten 14 eingebaut, die verteilt angeordnet sind und auf oder in die Hohlsphärenwand 19 integriert sind. Die Kugel ist nur ein wenig kleiner als die Hohlsphäre, in der sie steckt und ist drin frei drehbar. Die Stromversorgung für die Laserstrahler/Laserdioden erfolgt über eine flexiblen Stromleitung 20. Die Stromleitung kann ähnlich wie die Stromleitung für die Lautsprecherspulen gebaut werden, die ebenso sehr flexibel sind. Je nachdem welche der Elektromagneten aktiviert wird, so richtet sich der Dauermagnet in dem erzeugten Elektromagnetfeld ein und dreht somit die Kugel 17 mit den Laserdioden 3 drin. Die Aktivierung und Deaktivierung bzw. die Steuerung der Elektromagneten erfolgt über eine elektronische Steuereinheit 21. Eine solche Steuerung ist mit heutigen elektronischen Schaltungen einfach realisierbar. Die Steuereinheit kann elektromagnetische Wanderfelder erzeugen, die durch gezielte Reihenfolgen der Ein- oder Ausschaltungen der Elektromagnetspulen machbar ist, wodurch die Kugel sanft oder blitzschnell gezielt in beliebige Richtungen gedreht wird. Z. B. durch sanfte Schwächung der Stromintensität für eine Elektromagnet-Spule (Elektromagnet) und ebenso sanfte, gleichzeitige Erhöhung der Strom-Intensität für die Nachbar Elektromagnet-Spule, wird ein sanft wanderndes Elektromagnetfeld erzeugt, das die Kugel ebenso sanft bewegt (9). Die Bewegung ähnelt sehr mit der Bewegung eines menschlichen Auges. Für die Rückstellung in eine Standardposition kann eine Feder oder ein Dauermagnet benutzt werden. Eine Feder kann von Vorteil sein, weil diese stets eine leichte Widerstandskraft erzeugt und auch anhand der Federkraft-Zunahme oder Abnahme kann auch die aktuelle Dreh-Position der Kugel erfasst werden.

Die Variante mit der Kugel ist optimal, weil damit große Schwenkwinkel der Laserstrahlen erreichbar sind, allerdings es gibt auch eine einfachere Methode, die Schwenkung der Laserdioden zu bewerkstelligen. Am einfachsten ist es, wenn die Laserdiode 8 auf einer Plattform 22 oder in einem schwenkbaren Gehäuse 23 angebracht ist, die/das in der Mitte federnd z. B. durch eine Feder 24 fixiert ist, das seitlich, bzw. am Rand 25 an mindestens drei, um 120° versetzten Punkten, mit je einem Magneten 26 ausgestattet ist, unter denen jeweils ein Elektromagnet 14 statisch angebracht ist (10). Je nachdem in welche Richtung die Laserdiode geschwenkt werden soll, wird der entgegengesetzte Elektromagnet 14 ein Magnetfeld erzeugen, der Abstoß-Kräfte gegenüber dem direkt drauf befindlichen Magneten 26 auf der Plattform 22 oder schwenkbaren Gehäuse 23 erzeugt und somit je nach Elektromagnetfeldintensität die Kante oder den Rand dementsprechend mehr oder weniger anhebt. In Kombination und Koordination mit den anderen Elektromagneten, die um 120° versetzt eingebaut sind, ist eine Schwenkrichtung der Laserdiode in beliebige Richtungen machbar. Die Schwenkung beträgt zwar wenige Winkelgrade (was vollkommen ausreichend ist, um ein Bildmotiv abzutasten), erfolgt aber blitzschnell und kann sehr genau gesteuert werden (10). Die Kombination von den beweglichen Laserstrahlern mit einem Kamera-Träger-Gerät, das eine ebenso schwenkbare Kamera 27 hat, wobei die Schwenkung der Kamera drin in dem Gerät synchron mit der Schwenkung der Laserdioden erfolgt, wäre optimal für Videoaufnahmen oder Bildaufnahmen von schnell beweglichen Zielen geeignet. Dort würde das Laserstrahlen-Ablenk-Element oder das Antriebselement der Laserdioden, diese stets in Richtung richten, wie die Kamera des Träger-Geräts auch gerichtet ist. Somit dort wo die Kamera „hinsehen” würde, auch die Beleuchtung in dem Bereich mit schwenken würde und den zu fotografierenden Ziel optimal beleuchten. Alle diese Varianten können erfolgreich auch auf Mobiltelefone 28 angewendet werden.

Die Schwenkung kann sehr gut auch mit Piezo-Elemente 73 absolviert werden (11). Diese sind unter der Plattform 22 angebracht und können diese an mehrere Stellen heben oder senken, je nachdem wie die Steuersignale empfangen werden.

Die Laserdioden, falls sie im Pulsbetrieb verwendet werden sollen, können kurzzeitig mit höhere Spannung bzw. höheren Strom versorgt werden, als das bei Dauerbetrieb zulässig ist. Damit wird eine weitgehend höhere Lichtausbeute erreicht, als bei normale Stromversorgung für einen Dauerbetrieb. Eine elektronische Schaltung bzw. Steuerung kann die notwendigen Kurzzeit-Spannungen erzeugen und diese an die Laserdioden beim Bild-Auslöse-Vorgang freigeben. Auch mehrere Laserblitze während einer Bildaufnahme können hintereinander abgegeben werden. Die Auslösezeit des Bildsensors ist deutlich länger, als die Dauer des Laser-Blitzes, somit wäre möglich das Laserblitzlicht mehrfach abzugeben, während der Bildsensor ein Bild erfasst. Dafür wären Puls-Lasergeber interessant. Aber auch normale Dauerbetrieb-Laserdioden können durch eine Steuerschaltung gesteuert, kurze Licht-Impulse abgeben. Dadurch wäre das Bild innerhalb Millisekunden oder sogar Mikrosekunden mehrfach belichtet, aber bei Dunkelheit und größere Entfernung des Bildmotivs, sowie mit der dementsprechende Auslösezeit-Einstellungen des Bildsensors würde das nicht zu Überbelichtung führen. Die elektronische Schaltung, die das ermöglicht, besteht aus einem oder mehrere Stromspeicher-Systeme (z. B. Kondensatoren), die während „Ruhezeit” aufgeladen werden und beim Auslösen in Reihe kurzzeitig geschaltet werden, wodurch eine erhöhte Spannung abgegeben wird, die die Laserdioden intensiver leuchten lässt. Eine kurzzeitige Erhöhung der Spannung kann auch mit anderen elektronischen Schaltungen erreicht werden, wie z. B. Spannungswandler, Kaskaden-Schaltungen etc. Weil auch die Laserdioden einen kritischen Wert haben, der nicht überschritten werden darf, können diese mehrere Male mit kleinen Unterbrechungen aktiviert werden. Wird z. B. eine Laserdiode in der Dauerleistung mit 4,8 V versorgt, kann diese kurzzeitig (einige Millisekunden lang) auch mit 16 V betrieben werden, ohne dass diese Schäden bekommt (nicht alle sind dafür geeignet, aber von einigen Herstellern schon). Nach dem Betrieb mit 16 V, sollte nach 3 ms eine Pause von 3–6 ms erfolgen. Danach kann diese wieder mit 16 V befeuert werden. Das gleiche kann auch in Mikrosekunden-Bereich erfolgen, allerdings dann können die Laserdioden mit noch höheren Spannungen versorgt werden (z. B. 20–48 V). Weil diesmal die Laserdioden nur paar Mikrosekunden leuchten, ist die Spannungsversorgung nicht unbedingt zerstörerisch, vorausgesetzt, dass der Hersteller die Isolationsschichten in deren Elektronik und Steuerung für solche kurzzeitige Spannungen vorgesehen hat. Dieser Vorgang kann drei bis fünf Mal so wiederholt werden. Das ganze kann z. B. 30 ms dauern (oder bei 48 V-Methode nur 30 Mikrosekunden), was aber fünf sehr starke Laserblitze abgegeben werden, die alle innerhalb einer Auslösezeit geschehen und das gleiche Bild belichten. Danach soll eine Pause von mindestens einer Sekunde oder länger eingehalten werden, um die Laserdioden gegen Erhitzung zu schützen. Ein kleiner Kühlkörper oder noch besser ein aktiv kühlendes Peltierelement wäre dabei von Vorteil, allerdings bei Platzmangel, wie z. B. in Mobiltelefone, kann man möglicherweise sowas nicht einbauen.

Die Laserdioden sind zusätzlich mit einem Fokuseinstellungs-System gekoppelt. Es handelt sich nicht um die Fokus-Einstellung der Kamera, sondern um eine Fokus-Einstellung der abgegebenen Lichtstrahlen auf das Bildmotiv. Damit werden die aus den Laserdioden austretenden Laserstrahlen mehr oder weniger gebündelt auf ein Bildmotiv abgegeben. Je nachdem, wie weit das Motiv von der Kamera sich befindet, kann über die Fokus-Einstellung der Laserstrahlen, die Lichtdichte angepasst werden (3).

Das Fokus-Einstellungs-System für das Licht der Laserdioden besteht aus je einer kumulativen Linse 29 (Sammellinse, Konvexlinse) oder einem Linsen-System, das unmittelbar vor der Laserdioden 3 eingebaut ist und das berührungslos über elektrische Antriebselemente, z. B. Elektromagnetspulen 30 und einem Dauermagneten 31 in der optischen Achse 32 entlang der Laserstrahlen 33 verschoben werden kann. Durch die Verschiebung der Linse oder Linsen wird der Lichtstrahl der Laserdioden breiter oder enger gemacht. Wenn der Lichtstrahl stärker gebündelt wird, dann ist die Leuchtweite sehr gross und man kann auch weit entfernte Ziele beleuchten und fotografieren. Eine Steuerung 34 kann die Elektromagnetspule steuern.

Die Verwendung von berührungslosem Elektromagnet-Antrieb mit der Magnetfeld-Wechselwirkung für die Verschiebung der Linse (oder mehrere Linsen oder Linsen-Systems) hat mehrere Vorteile:

  • – es sind keine Verschleißteile vorhanden, also es ist eine langlebige, wartungsfreie Lösung,
  • – die Ansprechzeit bzw. Reaktion ist extrem schnell und kann innerhalb von Mikrosekunden ausgeführt werden,
  • – sehr präzise Ausführung.

Die Linsen 29 sind beweglich auf der optischen Achse 32 eingebaut und z. B. durch eine flexible, ringförmige Membran 35 oder gefalteten Gummi-Ring 36 am Linsen-Rand 37, oder aus einem anderen Material z. B. wie bei Lautsprecher-Spulen gebaut, gut dynamisch am Rand fixiert. Die Linsen können, umgekehrt, auch mit einer Elektromagnet-Spule am Rand ausgestattet werden, die dann mit Hilfe von Elektromagnet-Spulen außen, oder Dauermagneten, die Bewegung der Linsen bewirken. Die Bewegung der Linsen funktioniert wie bei einer Lautsprecher-Membrane. Einfacher ist allerdings einen ringförmigen Dauermagneten 31 an den Linsen-Rand 37 einzubauen, der dann von einer statisch angebrachten Elektromagnet-Spule 34 angezogen oder abgestoßen wird, je nachdem wie die Spule gepolt wird. Auch zwei Elektromagnetspulen, wobei eine an der Linsenrand und die andere statisch an eine Halterung eingebaut ist, können verwendet werden. In dem Fall sobald die Elektromagnet-Spulen Magnetfelder erzeugen, die einander abstoßen, wird die Linse in der optischen Achse nach vorne verschoben. Je stärker das Feld ist, desto weiter wird die Linse bewegen. Eine Umpolung der Elektromagnet-Spule bewirkt die Bewegung der Linse in die entgegengesetzte Richtung. Die flexible Verbindungs-Membrane 35, die am Rand der Linse angebracht ist und die Linse mit dem statischen Teil des Geräts dynamisch fixiert, leistet eine kleine Rückfedernde-Kraft, die der Elektromagnet-Spule entgegenwirkt. Sobald das Magnetfeld der Spulen schwächer wird, kehrt die Linse wieder in Ursprungs-Position zurück. Die Elektromagnetfeld-Stärke bestimmt die Bewegungsweite der Linse in der optischen Achse und somit die Laserstrahl-Fokussierung. Die Linse wird durch die Membrane perfekt in Position gehalten. So funktionieren auch die Lautsprecher-Spulen-Membranen: sie halten die Spule perfekt in Position, erlauben aber dass diese in Schwingachse zu bewegen (hier bei der Linse ist das die optische Achse 32). Die Bewegung in der optischen Achse bewirkt dass der Laserstrahl mehr oder weniger gebündelt wird. Je stärker er gebündelt wird, desto grösser ist die effektive Reichweite des Laserblitz-Lichts (3). Selbstverständlich wird bei größeren Entfernungen das Blickfeld für den Bildsensor kleiner, aber durch die Zoomfunktion der Kamera kann das mehr oder weniger ausgeglichen werden. Je weiter das zu fotografierendes Ziel liegt, desto stärker kann man es heranzoomen und dabei die Laserstrahlen auf das kleinere Bildmotiv stärker fokussieren. Somit wäre das Ziel optimal beleuchtet und es würde durch das Heran-Zoomen der Kamera doch das Bild gut füllen.

Der Elektromagnetische Antrieb für die Bewegung der Linse vor dem Laserstrahler ist ziemlich einfach zu realisieren und kann mit relativ wenig Strom und niedrigen Spannung arbeiten, was dem Akku des Träger-Geräts (z. B. eine KB-Kamera, Spiegelreflex-Kamera, Video-Kamera, Mobiltelefon, Drohne, etc.) zugutekommt. Durch eine Steuerung 34, wird die Linse 29 bei weitem Motiven so verschoben, dass das Licht aus der Laserdiode 3 gebündelt herauskommt. Die Verschiebung in der optischen Achse 32 ist nur minimal. Je nachdem wie die Linse und die Laserdiode konzipiert sind, reicht es ein paar mm die Linse hin und her zu schwenken, um einen relativ großen Unterschied an Laserstrahlen-Fokussierung zu erzielen. Auch eine Kombination von mehreren Linsen kann problemlos realisiert werden. Eine Interaktive-Signal-Kopplung mit der Autofokus-Vorrichtung und/oder Zoomfunktion des Kamera-Träger-Geräts ist dabei vorteilhaft, weil dadurch die Entfernung zu dem Bildmotiv leichter ermittelt und automatisch eine Lichtfokussierung bewirkt werden kann. Trotzdem kann das Beleuchtungs-System auch eine eigene Entfernungsmesser, der Laserbasiert oder auf andere Erfassungsmethoden funktioniert, aufweisen.

Selbstverständlich wird bei einer starken Lichtstrahl-Bündelung das beleuchtete Bereich des Bild-Motivs deutlich kleiner, aber es wird optimal beleuchtet und man kann es gut auf dem Bild trotz der Entfernung, erkennen. Wenn man bedenkt, dass heutige Kameras mehrere dutzende Megapixel erfassen können (40–100 MP sind keine Seltenheit mehr) und in nahe Zukunft sogar einige Gigapixel, ist die Laserlicht-Zoom-Methode optimal für die künftige Kamera-Generation geeignet.

Die 15 und 16 zeigen Ausführungen, die ebenfalls interessant sind. Hier wird das zu fotografierendes Motiv mindestens zweimal kurz hintereinander durch Laserdioden 3 oder nur durch LED-s 38 oder kombiniert Laserdiode/LED bestrahlt. Beim ersten Mal, wird das Motiv gleichmäßig beleuchtet. Vor den Laserdioden in Strahlrichtung ist allerdings ein kleiner Bildschirm (vorzugsweise TFT/LCD, anorganisches LCD oder Bistabiles-LCD) platziert (ähnlich wie bei LCD-Videoprojektoren). Der kleine LCD 39 ist ohne Hintergrundbeleuchtung und ohne andere Lichthindernisse direkt vor den Laserstrahlern/Laserdioden 3 in Strahlrichtung platziert. Bei der ersten Aufnahme mit Laser-Blitzlicht ist der LCD-Schirm lichtdurchlässig für die Laserstrahlen, die durch das LCD passieren, weil es entweder abgeschaltet ist oder durch eine Signal-Steuerung durchsichtig gemacht wird. Die Laserstrahlen-Lichtreflektion aus dem zu fotografierenden Umgebung oder Zielobjekt erreicht den Bildsensor 40 der Kamera 7 und dort wird die Bildinformation erstellt. Unmittelbar danach wird das aufgenommene Bild auf das LCD 39, das vor den Laserdioden 3 in Lichtstrahl steht, übertragen. Auf das durchsichtige LCD (oder Bistabiles LCD) vor dem Beleuchtungsmittel/Laserstrahler wird das Bild über eine Auswerteinheit 41 oder Steuerung dargestellt, allerdings als Negativ bzw. Farbumgekehrt. Ob das Bildmotiv auf dem LCD-Schirm vor dem Laserstrahl-Austritt der Laserdioden in Farbe oder nur Schwarz-Weiß, bzw. Graustufen-Image dargestellt wird, ist nur eine Frage der Investition der Hersteller für diese Vorrichtung. Auf dem Schwarz-Weiß-/Graustufen-Negativ (oder LCD-Farbumkehr-Darstellung) werden die hellen Stellen als dunkel und dunklen als hell dargestellt. Unmittelbar danach wird erneut der Bildsensor aktiviert und ein zweiter Laserblitz abgegeben, um erneut ein Foto von dem Bildmotiv zu erstellen. Weil das Laserlicht jedes Mal durch die LCD-Scheibe hin muss, und weil diesmal der kleine LCD vor den Laserdioden das Bildmotiv schon darstellt, aber in Umkehrfarben (Negativ), wird das Laserlicht durch passieren des LCD-s an den dunkleren Stellen des LCD-Schirms geschwächt und an den hellen weitgehend weniger gehindert den Schirm passieren. Es wird eine Art Maskierung erzeugt. Somit wird das zu fotografierendes Ziel/Bildmotiv (oder die Umgebung) auch so beleuchtet. Weil der Bildinhalt selbst den „Schatten” (die Maske) über dem LCD-Schirm durch die erste Aufnahme erzeugt hat, und weil die Blitzlichtfolgen extrem kurz hintereinander sind, stimmen die dunklen und hellen Bereiche auf dem LCD-Display und auf dem/der zu fotografierendes Bildmotiv/Umgebung perfekt überein, mit der Unterschied, dass auf dem LCD das Farbumgekehrt bzw. negativ dargestellt wird. Das LCD ist sehr genau vor dem Laserstrahler, so platziert, dass die auf dem LCD Negativ-Inhalt-Darstellung vollkommen übereinstimmend mit dem durch das Laserlicht zu bestrahlenden Umgebung oder Objekt aus der Sicht der Laserdiode ist.

Die Laserdiode projiziert praktisch das zu fotografierende Umgebung oder das Bildmotiv, das ein paar Millisekunden oder sogar Mikrosekunden vorher aufgenommene Umgebung oder Bildmotiv, wieder und genau auf die zu fotografierende Umgebung/Bildmotiv. Jeder Punkt auf dem LCD stimmt aus der Sicht der Laserdiode mit der Umgebung überein, wobei diese auf der LCD die Sichtwinkelperspektive der Laserdiode auf diesen Punkten mehr oder weniger überdecken. Praktisch agiert das Beleuchtungs-System hier wie ein Videoprojektor, der den Inhalt des LCD-Schirmes präzise projiziert, allerdings die dargestellte Bildinhalt des kleinen LCD-Schirmes ist das Bildmotiv selbst in Negativ-Bild-Darstellung, das Millisekunden oder sogar Mikrosekunden (bei sehr schnelle Aufnahmen) vorher aufgenommen wurde. Hier können auch die roten Augen perfekt herausgefiltert bzw. maskiert werden. Weil diese intensiv rot leuchtend sind, auf dem LCD-Negativ aber als dunkle Punkte dargestellt werden und somit an den Stellen das Laserlicht abschwächen. Tatsächlich werden dann weitgehend schwächere Laserstrahlen oder gar keine die Pupillen der Augen treffen, weil genau an der Stelle das Negativ aus dem LCD die Lichtdurchlässigkeit für die Laserstrahl-Projektion stark herabsetzt, bzw. an der Stelle ist das LCD fast oder komplett lichtundurchlässig. Somit wirkt das LCD wie eine Licht-Maske, die Schatten bei hellen Bereichen erzeugt und umgekehrt bei dunkleren Bereichen. Softwaregesteuert können speziell die Pupillen der Augen eines Menschen auf dem LCD Negativ-Inhalt-Darstellung als sehr dunkel oder total schwarz (undurchlässig) abgebildet werden, was die Laserstrahlen in dem Bereich komplett abschirmen/maskieren würden. Und das tolle daran ist, dass das Ganze mit heutigen technischen Mitteln sehr schnell funktioniert. Die LCD-s haben eine sehr kurze Ansprechzeit die nur wenige Millisekunden oder kürzer beträgt. Die Vorgänge dauern insgesamt einige Millisekunden (oder bei sehr schnelle Kameras auch Mikrosekunden) und wird von Benutzer als simultanes Prozess empfunden. Das ganze System ist selbstregelnd über Negativ-Feedback-Schaltungen und Komponenten aufgebaut. Je heller ein Element auf das Bild bei der ersten Licht-Vorabtastung erscheint, desto dunklerer wird er bei der eigentlichen Aufnahme beleuchtet.

Man erzielt ähnlich gute Ergebnisse sowohl mit Schwarz-Weiße-LCD-/Graustufen-Bildschirme, als auch mit Farb-LCD-Schirmen, obwohl Schwarz-Weiße-/Graustufen-LCD-s ein paar Vorteile mit sich bringen. Die Schwarz-Weiße LCD-s oder die Graustufen-LCD-s haben einen Preis-Vorteil und können sehr schnell reagieren, bei sehr niedrigem Stromverbrauch. Zudem werden die hellen Stellen aus dem zu fotografierenden Zielobjekt, egal welche Farbe auch, immer als dunkler bei der Negativ-Darstellung abgebildet, was die Blitzlichtstrahlen an der Stelle abschwächen wird. Bei farbigen LCD-s werden z. B. die Negative der roten Augen, als dunkle Türkis-Farbe dargestellt, was die Laserstrahlen an der Stelle (zumindest die roten) mehr oder weniger absorbiert und somit diese mit weniger Intensität auf die Augen beim zweiten Blitz ankommen lässt, obwohl der rote Augen-Effekt bei Laserstrahlen, wenn die Wellenlänge optimal gewählt wird, kaum erzeugt wird. Der erste Laser-Blitz muss nicht unbedingt sehr hell sein. Er kann schwach sein, weil er lediglich als Information oder Laserlicht-Abtastung für die unterschiedliche Helligkeiten von einem Bildmotiv abgegeben wird, anhand dessen der kleine LCD-Schirm vor den Laserdioden mit dem Bildmotiv aktiviert wird. Das kleine Display vor dem Laserstrahler/Laserdiode, kann ein beliebiger Bildschirm sein oder ein Bildschirm, der organische oder anorganische Materialen verwendet, wichtig ist aber, dass er Lichtdurchlässig ist bzw. die Lichtdurchlässigkeit durch seine Inhalt-Darstellung beeinflusst werden kann. Vorzugsweise kann man LCD-s verwenden.

20 zeigt eine Variante mit Laserlicht-Zoom-Funktion bei der, die Methode mit nur einem Laserstrahler und einem Konverter 2 verwendet wird. Hier ist die Laserlicht-Zoom-Funktion einfacher ausgeführt, weil in dem Fall nur eine Lichtquelle vorhanden ist und daher nur eine Linse oder Linsen-System verwendet wird. Ähnlich funktioniert auch das Laserzoom-System in der 3 dargestellt. Der Einbau dieses Zoom-Systems nimmt kaum Platz weg und passt auch in einem modernen Smartphone sehr gut (21).

Für das erste Blitzlicht, die vielmehr wie ein Abtastlicht agiert, kann auch eine herkömmliche LED 38, OLED oder sogar IR-LED benutzt werden (22). Damit wäre das Blenden von den zu fotografierenden Personen weitgehend schwächer, weil das zweite Blitzlicht, das aus Laserstrahlen besteht, kaum in den Augen der Personen gelangt. In dem Fall müsste die Leuchtdiode 38 nicht unbedingt genau an derselben Position sich befinden, wie die Laserdioden, weil das zurückgeworfene Licht vom Bildsensoren egal wie die LED angeordnet ist, gleich empfangen wird und dann sofort als negatives Bildmotiv auf dem kleinen LCD vor den Laserdioden dargestellt. Der LCD verhindert, dass die Laserstrahlen die Augen der Personen treffen, weil genau dort jeweils ein schwarzer Punkt vor den Laserstrahlen erzeugt wird, dass die Augen der Personen vor Laserlicht schützt. Die Punktdarstellung und deren Größe sind so präzise, dass wirklich nur die Pupillen der Augen geschützt werden. Je höher die LCD-Schirm-Auflösung, desto besser und präziser die Laserlicht-Steuerung ist. Die zu fotografierende Personen empfinden das Laserblitzlicht mit dieser Vorrichtung als angenehm, weil es deren Augen gar nicht trifft. Selbstverständlich dass noch Rest-Laserlicht hindurchkommt, trotz der dunklen Punkte auf dem LCD, ist aber nicht mehr so intensiv leuchtend und teilweise auch zerstreut. Das LCD ist in der Regel mit Polarisations-Beschichtung ausgestattet. Bei Verwendung von einer schon polarisiertes Laserlicht, kann man eine Polarisation-Schicht am LCD sparen. Das Laserlicht wird grundsätzlich etwas schwächer aus dem LCD herauskommen, weil die Polarisationsfilter einige Anteile am Laserlicht herausfiltern. Durch eine höhere Laserstrahl-Intensität der Laserdiode kann man die Lichtleistungsverluste einigermaßen kompensieren.

Diese Methode kann sehr gut auch zum Fotografieren von Bildmotiven, an denen z. B. kleine spiegelnden Materialen sich befinden, verwendet werden. Glänzende Ringe, Schmuck oder Chromteile spiegeln das Blitzlicht, was bei der Aufnahme mit einer Digitalkamera das Bild weitgehend stören kann. Mit einer Kamera, die mit solchen Blitzgerät ausgestattet ist, sind Störungen dieser Art weitgehend beseitigt. Das Material, das die Lichtstrahlen spiegelt, wird dann beim zweiten Laser-Blitz gar nicht oder nur wenig beleuchtet, somit man ein gutes Gesamtbild hinbekommen kann. Die Laser-Blitze können extrem schnell hintereinander abgegeben werden (innerhalb von Millisekunden oder sogar Mikrosekunden), sodass das Motiv nahezu unverändert abgebildet werden kann, auch wenn es sich bewegt. Der LCD-Bildschirm vor den Laserdioden sollte schon hochauflösend sein, weil von dem auch die Genauigkeit der Licht-Intensität-Verteilung bei der zweiten Belichtung für die Bildmotiv-Aufnahme abhängt. Diese Variante kann sowohl in einem Mobiltelefon 28, als auch in eine Bildkamera 7 (z. B. KB, Spiegel-Reflex-Kamera, Wissenschaft-Kamera, Drohnen-Kamera, Roboter- oder Fahrzeug-Kamera, Studio-Kamera, etc.) eingebaut werden.

Die Variante mit dem kleinen LCD vor den Laserdioden funktioniert so gut, weil die Laserstrahlen sehr Präzise gebündelt werden können. Es gibt seit kurzem auch Weiß-Licht-Laserstrahler 8, die Laserstrahlen nicht mehr monochromatisch sondern vielmehr als weißes Licht abgeben (sogenannte RGB-Laserstrahler oder Weiße-Laser). Durch die Verwendung von einer Laserlichtquelle, die ein Weißes-Laser-Licht erzeugt, vereinfacht sich deutlich die Methode mit dem LCD, als Laserlicht-Maske für die Strahlungsintensität Regulierung.

Auch die Verwendung von mehreren Laserdioden stellt keine Probleme dar, weil deren Lichtaustrittspunkt sehr klein ist. Man kann auch drei Laserdioden in einem einzigen Gehäuse 4 integrieren und das Licht drin schon zusammenführen. Bei Verwendung von mehreren Laserdioden, die nicht in einem Punktstrahl zusammengeführt werden, kann der kleine Bildschirm drei gleiche Bildmotiv-Inhalte vor jeden der Laserdioden erstellen, sodass alle drei Laserstrahlen davon beeinflusst werden, oder es werden einfach drei kleine LCD-s eingebaut (18). Es besteht jedoch die Möglichkeit alle drei Laserstrahlen in einem kurzen Lichtleiter 42 einzufangen, indem alle drei Laserstrahlen an einem Lichteingang des Lichtleiters gerichtet werden und am Lichtaustritt eine Linse 43 oder ein Linsen-System zu platzieren, das dann diese Laserstrahlen wieder zu einen einzigen Strahl bündelt (17). Der Lichtleiter kann auch so gebaut werden, dass er drei oder vier Zweige 44 hat, an denen Enden jeweils die Laserlichtstrahlen aus den Laserstrahlern (z. B. Laserdioden) eindringen und dann in einem einzigen Lichtleiter (Ähnlich wie Baumzweige, die zu einem Baumstamm zusammen verlaufen) zusammengeführt werden. Die Lichtaustritts-Stelle 45 des Stamm-Lichtleiters 46 gibt alle drei oder vier Laserstrahlen ab, die aber alle miteinander vermischt sind und insgesamt ein weiße Licht erzeugen. Weil die Laserstrahlen dann in alle Richtungen aus dem Austrittspunkt des Stamm-Lichtleiters austreten, soll dort eine Linse 43 oder ein Linsen-System platziert werden. An der Stelle, wo die Lichtleiter-Zweige zum Lichtleiter-Stamm verlaufen, kann man außen an die Lichtleiterwand eine Lichtreflektierende Beschichtung 47 einbauen, um den Austritt der Laserstrahlen dort zu verhindern (17b). Ein kleiner Lichtleiter mit drei oder vier Zweigen kann auch sehr klein gebaut in ein einziges Laserdioden-Gehäuse, indem drei oder vier Laserdioden für das RGB-Licht (oder zusätzlich noch Gelb-Laserlicht-Diode) eingebaut sind, integriert werden. Somit wäre ein kleines, kompaktes Gehäuse machbar, aus der ein einziger Laserlichtstrahl 33 herauskommt, das wie weißes Licht aussieht. Bei der Verwendung von nur einer Laserlichtquelle, die über einem Konverter in weißes Licht umgewandelt wird, kann direkt in dem Lichtleiter der Konverter eingebaut werden, der dann das weiß erzeugte Licht zum Lichtaustrittstelle weiterleitet und über Linsen oder andere Optik in einem gebündelten Lichtstrahl abgegeben wird.

Das gleiche kann auch mit Spiegel- oder Prisma-Ablenk-Systeme erreicht werden.

Bei der Verwendung von Konvertern 2, wobei nur ein Laserstrahler 9 verwendet wird (z. B. ein blauer Laserstrahler/Laserdiode oder UV-Laser, oder sogar IR-Laser), kann die LCD-Variante voll auf dem Laserlichtstrahl ansprechen (20). Hier wird der Bildschirm 39 direkt vor dem Lichtrahlausgang oder nach einer Sammel-Linse des Konverters platziert. Bei OLED-s, oder LED-s, die eine hohe Lichtausbeute haben, kann ebenso ein kleines LCD direkt im Lichtstrahl eingebaut werden, der die Helligkeit der Beleuchtung, automatisch und blitzschnell angepasst an das zu fotografierendes Ziel oder Bildmotiv in Echtzeit regelt.

Die Variante mit dem LCD-Bildschirm vor den Laserdioden funktioniert optimal auch bei Videoaufnahmen. Hier wird die Videoinhalt simultan auf dem LCD-Schirm vor den Laserdioden übertragen und damit das Dauerlicht der Laserdioden (der Laserlichtaustritts-Intensität) für Videoaufnahmen durch den LCD-Schirm gesteuert. Somit steht auch dem Einbau in eine Videokamera für Professionale Zwecke nichts im Wege. Das gleiche Prinzip kann auch bei IR-Aufnahmen verwendet werden. Als Hell bei IR-Aufnahme z. B. erscheinen der Kopf eines Menschen und insbesondere seine Augen. Der Bereich wird in LCD-Negativ-Darstellung als dunkel dargestellt. Weil das LCD den Laserstrahlen im Weg steht und so positioniert ist, dass der Laser-Strahlrichtung tatsächlich die auf dem LCD abgebildeten Bild-Elemente auch in der echten Umgebung genau an der gleichen Stelle trifft (durch das LCD), werden die Laserstrahlen in Echtzeit durch das LCD, das auch Bilddarstellungen in Echtzeit erzeugt, beeinflusst und deren Intensität automatisch durch die Rückkopplung geregelt. Die Bild- oder Video-Aufnahmen aus der Kamera können direkt oder über eine Steuerung mit den LCD vor dem Laserstrahler gekoppelt werden, wobei die IR-Kamera-Bilderfassung in negativ, bzw. Farbumkehr dargestellt wird und somit alle hellen Stellen, die die Kamera als solcher erfasst hat, dunkler dargestellt werden und somit die Laserstrahlen an den Stellen mehr oder weniger abschwächen. In dem Fall kann das LCD mit einer Technik arbeiten, die die IR-Laserstrahlen-Intensität, die aus der IR-Laserdiode kommt, beeinflusst.

Bei der Verwendung von mehreren Laserstrahlern, bzw. Laserdioden, die Laserlicht in Farben abgeben, kann man die Strom-Intensität der einzelnen Laserdioden steuern und somit auch deren Laserstrahlen-Intensität beeinflussen. Dadurch kann man erreichen, dass z. B. eine der Farben oder Farbenkombination intensiver wirkt. Erhöht man die Spannung bzw. die Strom-Intensität z. B. für die blaue Laserdiode, wird diese heller strahlen, als die anderen und somit der blaue Laserlicht-Anteil dominieren. Ebenso bei Roten oder grünen oder gelben Laserdiode. Damit kann die Kamera sehr schnell an Umgebungs-Lichtverhältnissen beim Fotografieren sich anpassen. Die gelbe oder grüne Laserlicht-Dominanz kann z. B. bei Sonnenuntergang/Aufgang vorteilhaft wirken.

Schaltet man auch die UV-Laserdiode dazu kann die Beleuchtung weitgehend optimal angepasst werden.

Als eigenständiges Gerät kann dieses Laser-Belichtungs-Gerät auch mit einigen anderen Features ausgestattet werden, die die Funktionen stark erweitern. Z. B. ein Funksignal-Auslöse-System, dass das Gerät beim Drücken des Auslöse-Knopfes oder Tippen auf dem Touchscreen einer Kamera oder Kamera-Träger-Geräts (z. B. Smartphone), sofort aktiviert, kann vorteilhaft sein (12 und 13). Ebenso eine schon bei einigen Blitz-Geräten bewährten Methode mit optische Sensoren, die schnelle Lichtschwankungen, wie z. B. ein Blitzlicht eines fremden Geräts erfassen können, um zeitgleich die eigenen Laserdioden zu aktivieren, kann auch hier in die Erfindung eingebaut werden. Ein anderes Funk-System funktioniert umgekehrt und ermöglicht die Aktivierung des Auslösers der Kamera, unmittelbar vor der Aktivierung der Laserdioden. Zuerst wird das Laser-Beleuchtungs-Gerät einen Funk-Signal aus einer Kamera oder Smartphone über einem Funksignal-Sendemodul 48 erhalten, der eine Aktivierung der Laserdioden vorantreibt, bevor aber die Laserdioden aktiviert werden, ein anderes Funksignal aus dem Laser-Licht-Gerät gesendet wird, der von in einer Reichweite befindlichen Kameras (natürlich die mit einem solchen Empfangs-Funkmodul 49 ausgestattet sind) empfange wird. Dieses Signal bewirkt dass die Kameras in der Umgebung den Auslöser automatisch aktivieren (13). Unmittelbar danach erfolgt das Laserblitzlicht. Diese Synchronisierung kann z. B. bei Veranstaltungen, wobei eine Vielzahl von Journalisten ein Objekt oder eine Person gleichzeitig fotografieren wollen, hilfreich sein um das Blitzgewitter zu minimieren. Diese Bidirektionale-Funk-Signal-Übertragung bzw. Bidirektionale-Funktion ist sehr praktisch, weil damit mit nur einem Blitzgerät und nur mit einem Blitzlicht zahlreiche Fotos gleichzeitig in verschiedene Kameras gemacht werden. Die anderen nutzen das Licht des einzelnen Laser- oder Blitzgeräts, für die eigene Kamera und Fotografie-Beleuchtung aus. Die Funk-Module sollen sowohl senden als auch Signale empfangen können.

Auf der 23 ist eine Variante mit Puls-Laserstrahlern dargestellt worden. Die Puls-Laserstrahler geben sehr intensive aber auch extrem kurze Laserblitze ab. Diese können so kur sein, dass das Menschliche Auge diese gar nicht wahrnimmt. Für Solche Aufnahmen muss allerdings die Kamer mit sehr schnellen Bildsensoren und flotte Elektronik ausgestattet werden, was ein Einsatz für Wissenschaftliche Zwecke denkbar wäre. Eine Variante, die in der 24 abgebildet ist, weist einen Bildschirm auf, der z. B. auch ein LCD 50 ist, der direkt vor dem Bildsensor der Kamera eingebaut ist. Auch das LCD hier ist lichtdurchlässig, wenn kein Inhalt dargestellt wird. Sobald eine Bild-/Videoaufnahme oder Vorabtastung erfolgt, wird der aufgenommene Bild-Inhalt als Negativ 51 dargestellt und als Maske für das Fotografieren eines Objekts oder der Umgebung verwendet. Es können aber auch zwei Kameras in einem System integriert werden, wobei eine die andere steuert und das so, dass eine davon freie Sicht hat und die andere mit einem LCD-Bildschirm ausgestattet ist, der die auf dem Bildsensor einfallendes Licht filtriert (24b).

Der ganze Vorgang geschieht blitzschnell und regelt sich selbst automatisch. Man muss das so vorstellen: Ein Bild wird in der ersten Millisekunde aufgenommen, aber nicht unbedingt im Dauerspeicher der Kamera landen sondern vielmehr auf dem LCD 50 vor dem Bildsensoren 40 in Farbenumkehr/Negativ dargestellt wird. Das aktivierte LCD erstellt praktisch eine Lichtmaske direkt vor der Optik des Bildsensors, weil es sich in der optischen Achse des Bildsensors sich befindet und die zu fotografierende Umgebung oder das Objekt darstellt. Sobald die LCD-Darstellung stattfindet (das würde wiederum ein paar Millisekunden dauern), wird der Bildsensor wieder aktiviert und einen zweiten Foto aufnehmen, das Licht aus der zu fotografierenden Ziels aber diesmal nicht ungehindert sondern durch den aktivierten LCD hindurch muss. Weil aber das LCD ein Bild schon darstellt und das in Negativ/Farbumkehr, wird das Einfluss auf die Lichtintensität des auf dem Bildsensoren einfallendes Licht haben. Die hellen Bereiche werden diesmal weitgehend abgeschwächt und die dunklen als heller erscheinen. Das aufgenommene Bild wird dann als Bild-Information gespeichert. Das gleiche Prinzip wird auch bei Videoaufnahmen verwendet, nur mit dem Unterschied, dass hier der gleiche Vorgang stets wiederholt und aktualisiert wird, um Frame für Frame ein Video aufzunehmen.

Die Methode mit dem LCD vor dem Bildsensoren der Kamera kann ebenso sehr gut zum Fotografieren von Bildmotiven, an denen z. B. kleine spiegelnden Materialen sich befinden, die aber nicht unbedingt durch das Eigene-Blitzlicht das Bild stören würden, sondern durch die Umgebungslicht, wie z. B. Sonne, verwendet werden. Glänzende Ringe, Schmuck oder Chromteile spiegeln nicht nur das Blitzlicht, sondern auch das natürliches Licht, was bei der Aufnahme mit einer Digitalkamera das Bild ebenso stören kann. Insbesondere ist eine solche Kamera für wissenschaftliche Zwecke optimal geeignet. Damit kann man z. B. Plasma-Entladungen, Fusions-Prozesse im experimentelle Reaktoren oder Raketen-Triebwerke bei der Arbeit beobachten. Selbstverständlich das bei solche Anwendungen sollte der der Masken-Bildschirm eine extrem kurze Ansprechzeit haben, weil die aufnehmende/beobachtete Vorgänge auch sehr schnell sind. Die Störungen dieser Art bei extrem hell leuchtende Bereiche oder Objekte werden mit einer Kamera, die mit einer solchen Bildschirm-Maske vor dem Bildsensor ausgestattet ist, weitgehend beseitigt und wissenschaftlich gut verwertbare Aufnahmen erzeugt. Der LCD vor den Bildsensoren sollte schon hochauflösend sein, weil von dem auch die Genauigkeit der Licht-Intensität-Verteilung bzw. der Lichtmaskierung abhängig ist. Diese Variante mit dem LCD direkt vor dem Bildsensor kann auch für die Laser-Blitz-Belichtung verwendet werden, sowohl ohne zusätzlichen LCD vor den Laserstrahlern als auch kombiniert mit der Variante, wobei vor dem Laserstrahlern ein LCD sich befindet. Der LCD, der direkt vor dem Bildsensoren sich befindet, kann auch mit Normale-Darstellung arbeiten, wenn spezielle Lichtverhältnisse herrschen. In dem Fall wäre die LCD-Darstellung nicht mehr im Farbumkehr-Modus/Negativ, sondern Positiv. Diese Varianten können sowohl in eine Bildkamera (z. B. KB, Spiegel-Reflex-Kamera, Studio-Kamera, Videokamera, Drohnen-Kamera, Flug-Drohnen, Wasserdrohnen, Roboter-/Fahrzeugkamera, etc.) als auch in einem Mobiltelefon eingebaut werden.

In der 25 ist eine Variante dargestellt worden, bei der sowohl der Bildsensor 40, als auch die Laserstrahler 9 mit LCD-s ausgestattet sind, die denen im Wege stehen, bzw. in deren optischen Achsen eingebaut sind und die Lichtintensität, abhängig von der Lichtreflektionen aus das zu fotografierendes Ziel, gezielt steuern.

Die Wirkung dieser Methode ist nicht mit einer Kontrast-Abschwächung zu vergleichen, die über eine herkömmliche Kamera bewerkstelligt werden kann. Bei dieser Licht-Maskierung über LCD-s werden tatsächlich hochwertige Aufnahmen von Objekten oder Umgebungen erzeugt, die mit herkömmlicher Kamera so nicht zu erzielen wären. Die aufgenommenen Bild-Informationen sind hier komplett und nicht durch Software beeinflusst. Die 26 zeigt eine vollausgestatte Kamera, wobei zusätzlich eine UV-, IR-, Röntgen-Laserdiode 52 und eine Gamma-Laserdiode 53 eingebaut sind. Dadurch wäre man in der Lage auch Bilder von Tieren, die hinter einem Hindernis stehen, zu machen. Denkbar ist auch ein Einsatz im Militär-Bereich.

Anstatt von LCD-s können verschiedene andere Bildschirmarten verwendet werden. Z. B. OLED-s, Ferroelektrische Flüssigkristallanzeige (Ferroelectric Liquid Crystal Display – FLCD) oder andere Bildschirme, die sogar auch eine eigene Beleuchtung besitzen, können dafür konzipiert werden. Insbesondere für die Varianten, wobei ein Bildschirm zusätzlich vor dem Bildsensor eingebaut ist, können solche Bildschirme interessant sein. Wichtig ist dabei, dass diese Bildschirme zumindest teilweise das Licht durchlassen können. Ein OLED-Schirm ist in der Regel nicht lichtdurchlässig. Allerdings diese teilweise durchsichtig hinzu bekommen, können bei der Herstellung absichtlich Raster zwischen den Leuchtpunkten/Lichtpixeln hinzugefügt werden, sodass der Raum dazwischen leer, bzw. durchsichtig ist. In dem Fall wäre die Pixeldichte kleiner, aber der Bildschirm wäre auch teilweise durchsichtig. Je grösser die Raster zwischen den einzelnen Lichtpunkten, desto höher wäre die Lichtdurchlässigkeit des Bildschirms.

In der 27 ist eine Licht-Masken-Vorrichtung mit Magnet-Elemente in Form von kleinen drehbaren Platten dargestellt worden. Hier werden kleine Platten 54 als Lichtablenkungselemente in dem Bildschirm bzw. in die Licht-Masken-Vorrichtung eingebaut. Mit einem Gitter 55 aus Elektromagneten 56 und eine Vielzahl von kleinen Plättchen 56, die magnetisch sind, die sich in der Vorrichtung schnell drehen können, ausgestattet, kann auch eine solche Licht-Maske für die Laserstrahlen-Intensität-Steuerung verwendet werden. Dort können diese Mikro-Platten in je eine kleine Kammer/Zelle 57 mit oder ohne Flüssigkeit angebracht werden und dort durch Elektromagneten 56 sich orientieren. Eine oder zwei Elektromagneten oder Dauermagneten 58 am Rand der Scheibe der Vorrichtung können eine Nullstellung- oder Standard-Position für alle Platten ermöglichen. Das wäre z. B. eine Stellung, wo alle Plättchen so gerichtet sind, dass diese die Lichtstrahlen komplett durchlassen. Somit wäre der Bildschirm bzw. die Licht-Masken-Vorrichtung durchsichtig. Die Durchsichtigkeitsgrad erreicht dabei leider nicht die 100% Werte, weil immer noch das Elektromagneten-Gitter und die Plättchen im Weg stehen, allerdings dadurch, dass die Plättchen so angeordnet werden, dass diese nur deren sehr schmalen Seite im Weg stellen, wird nur wenig Licht zurückgehalten. Weil hier die Polarisationsfilter komplett fehlen, wird das Licht nahezu ungehindert durch die Scheiben passieren. Je nach Stärke der Platten, gehen zwischen 1 und 5% des Lichts verloren, was aber auch nicht viel ist. Diese Offen-Position wird durch kleine Elektromagneten 56 am Gitter 55 für jede der Platten einzeln wirkend geändert. Das Gitter und die Elektromagneten können aus einem durchsichtigen Material hergestellt werden. Die Platten 54 können durch Chemische- oder Licht-Ätz-Verfahren hergestellt werden und können sehr klein sein und dadurch eine sehr hohe Pixeldichte für den Bildschirm ermöglichen. Bei der Herstellung können zwei Glas- oder Kunststoff-Scheiben zusammengeklebt/geschweißt werden oder mit Guss-Verfahren auf die angeordnete Elemente auf der ersten Scheibe, die zweite Schicht eingegossen werden. Weil die Platten in kleine Mikromulden (Mikrozellen) 59 stecken, ist auch Luft drin vorhanden. Durch Guss-Verfahren werden diese eingeschlossen. Drin befinden sich diese Mini- oder Mikro-Platten, die zwischen den Scheiben eingefangen sind. Diese stecken in jeweils kleine Blasen (Mikrozellen), in der sie sich drehen können. Statt mit Luft, können die Blasen auch mit einer Flüssigkeit befüllt werden. Die Lichtabschottung ist dadurch sehr hoch, wenn alle Platten so gedreht werden, dass sie alle eine oder mehrere flachen Ebenen darstellen. In diesem Zustand kommt kein Licht mehr durch. Sobald aber einzelne Elektromagneten aktiviert werden und ein Drehung der jeweiligen Platten bewirken, an den Stellen, wo die einzelne Platten sich drehen und die sehr schmale Seite den Lichtstrahlen „zeigen”, kommt das Licht an der Stelle durch. Je weiter sich die Platte dreht, desto mehr Licht kommt durch die Zelle durch. Die Drehung erfolgt berührungslos durch das Elektromagnet-Feld des dazu zugeordneten Elektromagneten. Die beiden Dauermagneten am Rand der Scheibe richten alle Platten in eine Null-Position ein. Sobald die jeweiligen Elektromagneten aktiviert werden, abhängig von der Feldstärke, werden die Magnetfeldkräfte der Null-Position Magneten überwunden und die Platten fangen an sich zu drehen. Die Drehung erfolgt durch einen kleinen Dauermagneten, der mittig mit der Platte gekoppelt ist, oder eines Magnet-Bereichs, der sich mittig auf der Platte sich befindet. Der wird durch das Magnetfeld der Spule oder des Elektromagnets neu gerichtet.

Die Platten können schwarz oder verspiegelt sein. Durch die Verspiegelnde-Beschichtung kann das Licht, dass sie trifft, zurückgeworfen werden und dann in eine anderer Richtung abgelenkt werden, sodass die Lichtausbeute für die beleuchtete Bereiche verstärkt werden. Eine solche magnetische Licht-Maske funktioniert sehr zuverlässig und absorbiert nur wenig Licht, beim Durchqueren der Scheiben.

Diese Vorrichtung mit den beweglichen Platten, die per Magnetfeld bewegbar/schwenkbar sind, sieht zwar anfangs ähnlich wie eine Matrix-Anzeige, das mit bistabilen Anzeigeelementen, auch Flip-Dot genannt, funktioniert, ist allerdings nicht ähnlich gebaut. Ein Bistabiles Anzeigeelement ist ein elektromagnetisch-mechanisches Bauteil, das über eine Kipp- oder Drehvorrichtung, je nach Ansteuerung eine von zwei unterschiedlich gefärbten Seiten eines kleinen Plättchens zeigt. Bistabile Anzeigeelemente werden meistens zu Matrixanzeigen zusammengebaut und kommen in Anzeigetafeln wie z. B. in öffentlichen Verkehrsmitteln, wie Trambahn oder Bussen, Eisenbahnfahrzeugen sowie in Bahnhöfen und Flughäfen zum Einsatz. Sie verbrauchen nur dann Strom, wenn das Angezeigte sich ändern soll. Die Elemente, die hier in der Erfindung verwendet werden, sind keine einfache Bistabile Elemente, die nur zwei Positionen erreichen, sondern diese können unendliche viele Positionen erreichen, die von der Magnetfeldstärke der Elektromagneten abhängig sind. Je nachdem wie stark das Magnetfeld der jeweiligen Elektromagneten, die denkleinen Platten/Drehplatten zugeordnet sind, desto grösser die Schwenkung der Platten ist. Zudem sind diese so eingebaut, dass sie den Lichtdurchfluss steuern können.

Die Platten 54 können in durchsichtigen Zylindern 60 drin eingebaut werden, die wiederum in eine Luftblase oder in eine Flüssigkeit 61 schwimmend oder freidrehend angebracht sind. Die Plättchen sind in den Zylindern 60 so eingebaut, dass diese in die Längsachsen der Zylinder angeordnet sind und so aussehen, als ob die Platte den Zylinder in seine Längsachse in zwei Halbzylindern teilt (28). Dadurch, dass die Kammer 59, in der die Zylinder sich befinden und dort drehen können, mit einer Flüssigkeit befüllt ist, treten keine Lichtbrechungen auf und die Lichtstrahlen können die Scheiben nahezu unbeeinflusst durchqueren. Das Licht wird ja perpendikular auf die Scheibe einfallen und auch so austreten. Die Platten 54, unabhängig ob diese in Zylindern oder in kleine Mikro-Zellen eingebaut sind, bedingt durch das Magnetfeld des Dauermagnets 58 am Rand der Scheibe 74 (oder eines Elektromagnets an die gleiche Position), können in beliebige Position gedreht werden. Je nachdem wie stark das Elektromagnetfeld der kleinen Elektromagneten 56 am Gitter 55 ist, desto stärker drehen sich die Platten. Das Magnetfeld des Dauermagnets (oder Elektromagnets) am Rand der Scheibe richtet alle Platten in eine null Stellung oder Standard-Position und übt eine Magnet-Feld Widerstandskraft gegen dem Drehmoment, die die Gitter-Elektromagneten auf die Platten ausüben. Somit sind nicht nur zwei Positionen für die Drehung der Plättchen, ein- und aus, sondern beliebige davon realisierbar (28).

Es gibt auch eine Möglichkeit einen Quecksilber-Licht-Maske (Quecksilber-Bildschirm) einzubauen, die eine kleine Quecksilber-Menge oder einer anderen Flüssigkeit, die eine Lichtbarriere bilden kann, aufweist, die zwischen zwei Scheiben eingefangen ist und durch ein kleines Pumpsystem von einer Auswerteinheit gesteuert, mehr oder weniger den Zwischenraum, der in kleinen Zellen aufgeteilt ist, befüllt. Es können dort zwischen den beiden zusammengeklebten oder geschweißten Scheiben 67 kleine Zellen 62 eingebaut, die mit feinen Kanälen 63 mit einer Pumpe 64 gekoppelt sind. Feine Elektroventile 65 können jeweils die Kanäle, gesteuert von der Auswerteinheit 66 öffnen oder schließen, wobei die Zellen mehr oder weniger mit Quecksilber 68 (oder mit einer anderen Flüssigkeit, die eine Lichtbarriere bilden kann) gefüllt werden und dadurch bestimmte Bereiche lichtundurchlässig werden. Je mehr Zellen 62 vorhanden sind, desto feiner ist die Auflösung der Lichtmaske. Falls nur ein Bereich maskiert werden soll, dann werden nur die dort befindlichen Zellen mit Quecksilber (oder mit einer anderen Lichtundurchlässigen Flüssigkeit) gefüllt. Die Elektroventile bestehen eigentlich nur aus kleinen Kügelchen 69 aus Eisen oder einer Legierung, die ferromagnetische oder magnetische Eigenschaften aufweist und jeweils einer Elektromagnetspule 70, die die Kügelchen ein wenig bewegt. Das Kügelchen befindet sich in dem Rohrkanal in einer etwas breiteren Stelle 71 und wird durch die Elektromagnetkraft bei aktivierter Spule in eine Richtung bewegt, wobei das Rohr verstopft wird. Das Kügelchen kann auch ein Dauermagnet sein und mit einem Loch in der Mitte versehen. Durch das Magnetfeld von außen, bzw. der Spule, die an diese breiteren Stelle 71 integriert ist, wird die kleine Kugel gedreht, wobei das Loch 72 in der Mitte so angeordnet werden dass diese zum Rohrkanal – für das Öffnen des Kanals bzw. Durchfluss-Stellung oder um 90° gedreht – für das Zuschließen des Rohrs. Die Pumpe pumpt das Quecksilber (oder eine anderen Flüssigkeit, die eine Lichtbarriere bilden kann) direkt oder aus einem Vorratsbehälter in die Zellen 62 ein und füllt diese auf. Je nachdem welche der Elektroventile offen sind, werden die Zellen selektiert befüllt. Die Entleerung erfolgt durch die Erzeugung einer Saugkraft aus. der Pumpe oder alleine durch die Schwerkraft. Selbstverständlich herrscht in den Zellen und der Pumpe ein Unterdruck, der aber nicht unbedingt ein Vakuum sein muss. Die Zellen sind flach und wie kleine Plättchen konzipiert. Auf diese Weise kann auch eine sehr gute Lichtmaske konstruiert werden (29 und 30). Vor allem wird diese Lichtmaske kaum warm, wenn sie auch langfristig mit intensivem Licht/Laserlicht bestrahlt wird. Die Herstellung von beiden Scheiben, die dann zusammengeklebt oder geschweißt werden, ist relativ einfach. Solange sie noch weich sind, können diese mit einer Stempel-Maschine oder Luftdruck-Maschine mit feinen Düsen so bearbeitet werden, dass die Form der Zellen und der Kanäle eingestempelt wird. Das Gegenstück ebenso. Durch Zusammenkleben oder Schweißen entstehen dann die vollständigen Kanäle und Zellen drin. Selbstverständlich legt man vorher die kleinen Kugeln und die dazugehörigen Spulen drin.

Wenn eine kontinuierlich aktive Leuchte für Videoaufnahmen benötigt wird, dann kann es passieren, dass der Bildschirm/das LCD, dass vor dem Leuchtmittel bzw. Laserstrahler eingebaut ist, relativ warm oder sogar heiß wird. Es gibt aber eine Möglichkeit Polarisationsfilter mit linearen Aluminiumgittern einzubauen, die kaum erwärmt werden, weil sie das Licht wieder zurückwerfen. Der Bildschirm/das LCD, dass vor dem Leuchtmittel bzw. Laserstrahler eingebaut ist, und mit Polarisationsfilter mit linearen Aluminiumgittern ausgestattet, benötigt auch nicht unbedingt einen Kühler, auch wenn länger im Dauereinsatz sich befindet.

Mit Hilfe von LCD-Maske vor dem Leuchtmittel, ist auch eine Erzeugung einer Art Lichtmarkierung auf dem zu fotografierendes Ziel möglich. Die Maske wirkt ja wie ein Videoprojektor und kann auch Figuren oder Bilder/Diagramme oder sonst was, was auf dem LCD dargestellt wird, projizieren.

Die Bildschirme, egal ob diese vor dem Bildsensoren oder vor den Leuchtelementen eingebaut sind, sollen alle einstellbar sein, wie z. B. deren Licht-Durchlässigkeit, Kontrast, Gamma-Farbeinstellungen, die Bilddarstellungs-Größe, Auflösung, etc. wie üblich bei Bildschirmen auch ist. Sogar die Negative oder Positive Image Darstellung, sollte änderbar und einstellbar sein.

Bezugszeichenliste

1
Blitzlicht-Gerät
2
Konverter
3
Laserdiode
4
Laserstrahler-Gehäuse
5
IR-Laserdiode
6
UV-Laserdiode
7
Kamera
8
Weiß-Licht-Laserdiode
9
Laserstrahler
10
schnell wandernder Punkt
11
zu fotografierendes Ziel
12
Laser-Licht-Linie
13
DLP-Spiegel-Chip
14
Elektromagnet/Elektromagnet-Spule
15
Kardanaufhängung
16
Austrittsöffnung/Lichtfenster
17
Kugel
18
Hohlsphäre
19
Hohlsphärenwand
20
flexible Stromleitung
21
elektronische Steuereinheit
22
Plattform
23
schwenkbares Gehäuse
24
Feder
25
Rand
26
Magnet
27
schwenkbare Kamera
28
Mobiltelefon/Smartphone
29
kumulative Linse
30
Elektromagnetspule
31
Dauermagnet
32
optische Achse
33
Laserstrahlen
34
Steuerung für die Elektromagnetspulen
35
Membrane
36
gefalteter Gummi-Ring
37
Linsen-Rand
38
LED-s
39
LCD
40
Bildsensor
41
Auswerteinheit
42
Lichtleiter
43
Lichtleiter-Linse
44
Lichtleiter-Zweige
45
Lichtaustritts-Stelle
46
Stamm-Lichtleiter
47
Lichtreflektierende Beschichtung für die Lichtleiterwand
48
Funksignal-Sendemodul
49
Empfangs-Funkmodul
50
LCD, das direkt vor dem Bildsensor der Kamera eingebaut ist
51
Negativ-Bildinhaltdarstellung
52
Röntgen-Laserdiode
53
Gamma-Laserdiode
54
kleine Platten
55
Gitter aus Elektromagneten
56
Elektromagneten in dem Gitter
57
kleine Kammer/Zelle
58
Elektromagnet oder Dauermagnet am Rand der Scheibe
59
Mikromulde, Kammer, Mikrozellen
60
durchsichtiger Zylinder
61
Flüssigkeit
62
kleine Zelle
63
feine Kanäle
64
Pumpe
65
feine Elektroventile
66
Auswerteinheit
67
zusammengeklebte oder geschweißte Scheiben
68
Quecksilber
69
Kügelchen aus Eisen oder einer Magnet-Legierung
70
Elektromagnetspule
71
breitere Stelle im Kanal
72
Loch in die Kugel/in das Kügelchen
73
Piezoelemente
74
Scheibe
75
Dauermagnet für die kleine Platte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 1193166 [0003]
  • WO 2008012302 A1 [0004]