Title:
Stereobildgebungssystem
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ein stereoskopisches optisches System (110), das ein Bildelement (114) enthält, das an einer Position entlang einer zentralen optischen Achse (116) angeordnet ist und das einen ersten stereoskopischen Bildbereich (118) auf einer ersten Seite der optischen Achse zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes darauf und einen zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildbereich (120) auf einer zweiten, getrennten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes darauf aufweist. Das System (110) enthält eine optische Anordnung (126–142), die sich entlang der zentralen optischen Achse erstreckt und ein Dachprisma (128) mit einem ersten und einem zweiten Dachsegment (150, 152) enthält. Die Anordnung ist eingerichtet, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment (150) hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich (118) entlang eines ersten optischen Pfades durch die Anordnung zu übertragen, und ist eingerichtet, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment (152) hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich (120) entlang eines zweiten, anderen optischen Pfades durch die Anordnung zu übertragen.





Inventors:
Yang, Dongmin, N.Y. (Camillus, US)
Application Number:
DE102017111760A
Publication Date:
12/07/2017
Filing Date:
05/30/2017
Assignee:
GENERAL ELECTRIC COMPANY (N.Y., Schenectady, US)
International Classes:
G02B27/22; G02B23/24; G03B35/10
Attorney, Agent or Firm:
Rüger, Barthelt & Abel, 73728, Esslingen, DE
Claims:
1. Stereoskopisches optisches System (110), das aufweist:
ein Bildelement (114), das an einer Position entlang einer zentralen optischen Achse (116) angeordnet ist und einen ersten stereoskopischen Bildbereich (118) auf einer ersten Seite der optischen Achse zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes auf diesem und einen zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildbereich (120) auf einer zweiten, gesonderten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes auf diesem aufweist; und
eine optische Anordnung (126142), die sich entlang der zentralen optischen Achse erstreckt und ein Dachprisma mit einem ersten und einem zweiten Dachsegment (150, 152) enthält, und wobei die optische Anordnung eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich entlang eines ersten optischen Pfades durch die optische Anordnung zu übertragen, und eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich entlang eines zweiten, anderen optischen Pfades durch die optische Anordnung zu übertragen.

2. Stereoskopisches optisches System (110) nach Anspruch 1, wobei die optische Anordnung (126142) eine Folge von optischen Elementen (126142) enthält, die entlang der zentralen optischen Achse (116) positioniert sind, und die optische Anordnung eine lichtundurchlässige optische Barriere (170) enthält, die in der Folge von optischen Elementen angeordnet ist, wobei die optische Barriere eben ist, die optische Barriere sich parallel zu der zentralen optischen Achse erstreckt und die optische Barriere eingerichtet ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment (150) hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches (118) zu hindern und wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment (152) hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches (120) zu hindern; wobei die zentrale optische Achse (116) sich vorzugsweise in der Ebene der Barriere (170) erstreckt.

3. Stereoskopisches optisches System (110) nach Anspruch 2, wobei die Folge von optischen Elementen (126142) ein geteiltes Glasfenster (132) mit zwei Teilen (160, 162) enthält und die optische Barriere (170) zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnet ist; wobei die optische Barriere (170) vorzugsweise eine Beschichtung ist, die zwischen den beiden Teilen (160, 162) des geteilten Glasfensters (132) angeordnet ist.

4. Stereoskopisches optisches System (110) nach Anspruch 2, wobei die optische Barriere (170) eine Trennwand ist.

5. Stereoskopisches optisches System (410) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (416 und 440450) eine Folge von optischen Elementen (416 und 440450) enthält, die entlang der zentralen optischen Achse beabstandet angeordnet sind, und die optische Anordnung eine erste und eine zweite Apertur (412, 414) enthält, die innerhalb der Folge von optischen Elementen angeordnet sind, wobei jede von der ersten und der zweiten Apertur von der zentralen optischen Achse (420) weg verlagert ist, wobei die erste Apertur eingerichtet ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment (428) hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches (464) zu hindern, und die zweite Apertur eingerichtet ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment (430) hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches (466) zu hindern; wobei die erste Apertur (412) vorzugsweise von der zentralen optischen Achse (420) weg in eine erste Richtung quer zu der zentralen optischen Achse verlagert ist, die zweite Apertur (414) vorzugsweise von der zentralen optischen Achse weg in eine zweite Richtung quer zu der zentralen optischen Achse verlagert ist und die zweite Richtung vorzugsweise zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist.

6. Stereoskopisches optisches System (410) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (416 und 440450) eine Folge von optischen Elementen (416 und 440450) enthält, die entlang der zentralen optischen Achse (420) beabstandet angeordnet sind, wobei jedes der optischen Elemente eine jeweilige Dimension, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, aufweist, wobei wenigstens eines oder wenigstens einige der optischen Elemente die jeweilige Dimension aufweist/aufweisen, die ausgewählt ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

7. Stereoskopisches optisches System (510) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (524536) eine Feldblende (560) enthält, die entlang der zentralen optischen Achse (512) positioniert ist, wobei die Feldblende eine jeweilige Dimension, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, aufweist, wobei die Dimension ausgewählt ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment (540) hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches (514) zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment (542) hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches (516) zu hindern.

8. Stereoskopische optisches System (110) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (126142) enthält:
eine einzige Linsenfolge mit mehreren Linsen (130, 134, 140 und 142), die entlang der zentralen optischen Achse (112) beabstandet angeordnet sind, wobei jede der mehreren Linsen ein optisches Zentrum aufweist, das auf der zentralen optischen Achse angeordnet ist, wobei die einzige Linsenfolge eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment (150) hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich (118) entlang eines ersten optischen Pfades zu übertragen, und eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment (152) hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich (120) entlang eines zweiten, anderen optischen Pfades zu übertragen; und
wenigstens ein Element (170), das eingerichtet ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

9. Stereoskopisches optisches System nach Anspruch 8, wobei das wenigstens eine Element eine lichtundurchlässige optische Barriere (170) enthält, die sich parallel zu der zentralen optischen Achse (112) erstreckt; wobei die optische Anordnung (126142) vorzugsweise ein geteiltes Glasfenster (132) mit zwei Teilen (160, 162) enthält und die optische Barriere (170) vorzugsweise zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnet ist.

10. Stereoskopisches optisches System (410) nach Anspruch 8 oder 9, wobei jede der Linsen (440, 442, 448, 450) eine jeweilige Dimension aufweist, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei das wenigstens eine Element wenigstens einige der Linsen aufweist, die die jeweiligen Dimensionen haben, die ausgewählt sind, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment (428) hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches (464) zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment (430) hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches (466) zu hindern.

Description:
VERWANDTE ANMELDUNG

Die vorliegende Anmeldung ist eine nicht vorläufige Anmeldung und beansprucht die Priorität von der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/343,988, die am 1. Juni 2016 eingereicht wurde und die durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.

GEBIET DES GEGENSTANDS

Dieser Gegenstand betrifft allgemein das Gebiet von Boroskopen und Endoskopen und insbesondere ein Boroskop/Endoskop, das ein 3D-Bild von einem einzigen Kamera- und Linsensystem liefern kann.

HINTERGRUND

Derzeitige Stereobildgebungssysteme, die ein Dachprisma (Biprisma) enthalten, können Bildgebungsaberrationsprobleme aufweisen. Unter Bezugnahme auf 1 ist zu beachten, dass eine große Menge optischer Strahlen durch jedes Dachsegment eines Dachprisma hindurchtreten kann (es sind nur die Strahlen für eines der beiden Dachsegmente veranschaulicht, um ein Zeichnungswirrwarr zu vermeiden). Einige dieser Strahlen rufen eine Bildbeeinträchtigung an der Bildebene hervor.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines stereoskopischen optischen Systems 10. Es sollte zunächst darauf hingewiesen werden, dass das bestehende optische System 10 ein Dachprisma 12 aufweisen kann. Jedoch ist das bestehende optische System 10 von einer Konstruktion mit einer einzigen Aperturoptik, und es kann somit wenigstens einige Probleme und/oder Herausforderungen haben. Zum Beispiel ist es möglich, dass das bestehende optische System 10 ein Bildgebungsaberrationsproblem aufweist. Ein erstes Problem, die Bildgebungsaberration, kann eine Farbtrennung, Astigmatismus und/oder Feldkrümmungen umfassen, die aufgrund der Eigenart des Dachprismas schwer zu korrigieren sein können. Ein zweites Problem kann darin bestehen, dass die Stereobildtrennung durch einen Prismenwinkel und eine kleine Hüllkurvengröße einer Boroskop- oder Endoskopkamera begrenzt sein könnte. Ein drittes Problem kann darin bestehen, dass die Stereobildgebung auf Positionsabweichungen optischer Komponenten von Perfektionen (d.h. Toleranzen) sehr empfindlich ist. Derartige Abweichungen können eine Dezentrierung und/oder Neigung der Achse umfassen und sind insbesondere in Bezug auf die Dachprismenposition von Interesse.

Ein optisches System 10, wie etwa das in 1 veranschaulichte, kann ein Bildelement 14, das an einer Position entlang einer zentralen optischen Achse 16 angeordnet ist, und einen ersten stereoskopischen Bildbereich 18 auf einer ersten Seite der optischen Achse zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes auf diesem enthalten. Das System kann einen zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildbereich 20 auf einer zweiten, gesonderten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes auf diesem aufweisen. In der 1 sind diese in einer Ausrichtung oben und unten veranschaulicht, könnten jedoch zu einer Ausrichtung links und rechts umsetzbar sein. Das Bildelement 14 kann ein Bildfenster sein oder kann wenigstens ein Bildfenster (das ebenfalls mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet ist) enthalten, das eine Bildebene 22 aufweist, die den ersten und den zweiten Bildbereich 18 und 20 enthält. Die Bildebene 22 kann sich an der äußerst rechten Oberfläche des Bildelementes 12, wie in 1 zu sehen, befinden. Das Bildelement 14 könnte auch ein Bilderfassungselement, wie etwa eine ladungsgekoppelte Anzeige (CCD, Charge-Coupled Display), etc., enthalten. Die Besonderheiten des Bildelementes (14), die möglichen Komponenten, die darin enthalten sind, etc. werden für das Verständnis nicht benötigt, außer dass die beiden stereoskopischen Bildbereiche 18 und 20 an der Bildebene 22 vorhanden sein können.

Das optische System 10 nach 1 kann eine optische Anordnung 24 enthalten, die sich entlang der zentralen optischen Achse 16 erstreckt. Im Verlauf von links nach rechts in 1 und entlang der optischen Achse 16 kann die gesamte optische Anordnung 24 ein erstes Fenster 30, das Dachprisma 12, eine erste Linse 34, eine zweite Linse 36, ein zweites Fenster 38, ein drittes Fenster 40, eine dritte Linse 42, eine vierte Linse 44 und eine fünfte Linse 46 enthalten. Das erste Fenster 30, das Dachprisma 12, die erste Linse 34, die zweite Linse 36 und das zweite Fenster 38 können als ein erster Teil der optischen Anordnung zusammen gruppiert sein. Das dritte Fenster 40, die dritte Linse 42, die vierte Linse 44 und die fünfte Linse 46 können als ein zweiter Teil der optischen Anordnung zusammen gruppiert sein. Der erste Teil kann von dem zweiten Teil lösbar sein, wobei wenigstens einige der Fenster (d.h. das erste bis dritte Fenster 30, 38 und 40) Begrenzungen gegenüber der Außenumgebung bieten. Derartige Begrenzungen können eine Barriere bereitstellen, um äußere Einflüsse (z.B. Schmutz, Feuchtigkeit, etc.) daran zu hindern, an Teilen der optischen Anordnung (z.B. den Linsen) anzugreifen. Außerdem sollte erkannt werden, dass das zweite Fenster 38 eine einzige Apertur 48 enthalten kann, die auf der optischen Achse 16 zentriert sein soll.

Das Dachprisma 32 kann ein erstes und ein zweites Dachsegment 50, 52 und eine Spitze 54 aufweisen, die auf der optischen Achse 16 anzuordnen ist. In 1 sind nur Strahlen veranschaulicht, die durch das erste Dachsegment 50 hindurchtreten, um ein Wirrwarr in der Figur zu vermeiden und um eine leichte Durchsicht und Erörterung der Probleme und Anliegen in Bezug auf die Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, zu ermöglichen. Es sollte verstanden werden, dass andere Strahlen durch das zweite Dachsegment 52 hindurchtreten können und dass ähnliche Probleme, Anliegen vorhanden sind.

Unter Beachtung der durch das erste Dachsegment (50 hindurchtretenden Strahlen sollte beachtet werden, dass außer der einzigen Apertur 48 an dem zweiten Fenster 38, die auf der optischen Achse 16 zentriert sein soll, nur eine begrenzte Befähigung in Bezug auf den Durchgang der Strahlen durch den Rest des Systems 10 und zu der Bildebene 20 vorhanden sein kann. Wenigstens einige der Strahlen bewirken die erwähnte Beeinträchtigung des Bildes. Zu Beispielen für Bildbeeinträchtigung gehören eine unerwünschte Farbtrennung, unerwünschter Kontrast, Bildgrößenverzerrung, Bildgestaltverzerrung, Vignettierung, etc. Es sollte erwähnt werden, dass es möglich sein kann, dass die Strahlen verschiedene Abschnitte der Linsen passieren können, die eine Bildbeeinträchtigung hervorrufen oder in sonstiger Weise beeinflussen. Es sei ferner daran erinnert, dass die einzige Apertur 48 vorhanden sein kann. An sich müssen beide von den zwei Sätzen von Strahlen für die zwei Bilder an den Bildbereichen 18, 20 durch die einzige Apertur 48 verlaufen. Mit der 1, die einen Hintergrund liefert, besteht ein momentaner Bedarf nach Verbesserungen, die Stereobildgebungssysteme und insbesondere derartige Stereobildgebungssysteme innerhalb von Boroskopen und Endoskopen betreffen.

KURZBESCHREIBUNG

Die folgende Kurzbeschreibung liefert eine vereinfachte Zusammenfassung, um ein Grundverständnis von einigen Aspekten der hierin erläuterten Systeme und/oder Verfahren zu ermöglichen. Diese Kurzbeschreibung ist keine umfassende Übersicht über die hierin erläuterten Systeme und/oder Verfahren. Sie ist nicht dazu gedacht, Schlüsselelemente / kritische Elemente zu identifizieren oder den Schutzumfang derartiger Systeme und/oder Verfahren abzugrenzen. Ihr einziger Zweck besteht darin, einige Konzepte in einer vereinfachten Form als eine Einführung für die detailliertere Beschreibung zu präsentieren, die nachstehend präsentiert wird. Weitere Ausführungsformen liegen innerhalb des Umfangs des Offenbarungsgegenstands.

Der Gegenstand betrifft ein stereoskopisches optisches System mit einem Dachprisma, zwei Aperturen und gesonderten Strahlpfaden, was für verbesserte Stereobilder sorgt.

Gemäß einem Aspekt stellt der Offenbarungsinhalt ein stereoskopisches optisches System bereit, das ein Bildelement enthält, das an einer Position entlang einer zentralen optischen Achse angeordnet ist und das einen ersten stereoskopischen Bildbereich auf einer ersten Seite der optischen Achse zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes darauf und einen zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildbereich auf einer zweiten, gesonderten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes darauf aufweist. Das stereoskopische optische System enthält eine optische Anordnung, die sich entlang der zentralen optischen Achse erstreckt und ein Dachprisma mit einem ersten und einem zweiten Dachsegment enthält. Die optische Anordnung ist eingerichtet, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich entlang eines ersten optischen Pfades durch die optische Anordnung zu übertragen, und ist eingerichtet, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich entlang eines zweiten, anderen optischen Pfades durch die optische Anordnung zu übertragen.

In dem zuvor erwähnten stereoskopischen optischen System kann die optische Anordnung eine Folge von optischen Elementen aufweisen, die entlang der zentralen optischen Achse positioniert sind, und die optische Anordnung kann eine lichtundurchlässige optische Barriere aufweisen, die innerhalb der Folge von optischen Elementen angeordnet ist, wobei die optische Barriere eben sein kann, wobei sich die optische Barriere parallel zu der zentralen optischen Achse erstrecken kann und die optische Barriere eingerichtet sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, daran zu hindern, den ersten stereoskopischen Bildbereich zu erreichen, und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, daran zu hindern, den zweiten stereoskopischen Bildbereich zu erreichen.

Insbesondere kann sich die zentrale optische Achse in der Ebene der Barriere erstrecken.

Zusätzlich oder als eine Alternative kann die Folge von optischen Elementen ein geteiltes Glasfenster mit zwei Teilen aufweisen, und die optische Barriere kann zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnet sein.

In dem letzten Fall kann die optische Barriere eine zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnete Beschichtung sein.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems kann die optische Barriere eine Trennwand sein.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems kann die optische Anordnung eine Folge von optischen Elementen aufweisen, die entlang der zentralen optischen Achse beabstandet angeordnet sind, und die optische Anordnung kann eine erste und eine zweite Apertur aufweisen, die sich innerhalb der Folge von optischen Elementen befinden, wobei jede von der ersten und der zweiten Apertur von der zentralen optischen Achse weg verlagert sein kann, wobei die erste Apertur eingerichtet sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern, und die zweite Apertur eingerichtet sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Zusätzlich kann die erste Apertur von der zentralen optischen Achse weg in eine erste Richtung quer zu der zentralen optischen Achse verlagert sein, während die zweite Apertur von der zentralen optischen Achse weg in eine zweite Richtung quer zu der zentralen optischen Achse verlagert sein kann und die zweite Richtung zu der ersten Richtung entgegengesetzt sein kann.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems kann die optische Anordnung eine Folge von optischen Elementen enthalten, die entlang der zentralen optischen Achse voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei jedes der optischen Elemente eine jeweilige Dimension, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, aufweisen kann, wenigstens eines der optischen Elemente die jeweilige Dimension haben kann, die ausgewählt ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

In bevorzugten Ausführungsformen kann die optische Anordnung eine Folge von optischen Elementen enthalten, die entlang der zentralen optischen Achse beabstandet angeordnet sind, wobei jedes der optischen Elemente eine jeweilige Dimension, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, aufweisen kann, wenigstens einige der optischen Elemente die jeweiligen Dimensionen haben können, die ausgewählt sind, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems kann die optische Anordnung eine Feldblende aufweisen, die entlang der zentralen optischen Achse positioniert ist, wobei die Feldblende eine jeweilige Dimension aufweisen kann, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei die Dimension ausgewählt sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Das stereoskopische optische System einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann eine einzige Linsenfolge mit mehreren Linsen enthalten, die entlang der zentralen optischen Achse beabstandet angeordnet sind, wobei jede der mehreren Linsen ein optisches Zentrum aufweist, das auf der zentralen optischen Achse angeordnet ist, wobei die einzige Linsenfolge eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich entlang eines ersten optischen Pfads zu übertragen, und eingerichtet sind, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich entlang eines zweiten, anderen optischen Pfads zu übertragen. Das stereoskopische optische System kann ferner wenigstens ein Element enthalten, das eingerichtet ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Insbesondere kann das wenigstens eine Element eine lichtundurchlässige optische Barriere aufweisen, die sich parallel zu der zentralen optischen Achse erstreckt.

Zusätzlich oder als eine Alternative kann die optische Anordnung ein geteiltes Glasfenster mit zwei Teilen aufweisen, und die optische Barriere kann zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnet sein.

Weiter zusätzlich oder als eine weitere Alternative kann jede der Linsen eine jeweilige Dimension aufweisen, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei das wenigstens eine Element wenigstens einige der Linsen aufweisen kann, die die jeweiligen Dimensionen haben, die ausgewählt sind, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt der Offenbarungsinhalt ein stereoskopisches optisches System bereit, das ein Bildelement enthält, das an einer Position entlang einer zentralen optischen Achse angeordnet ist, und das einen ersten stereoskopischen Bildbereich auf einer ersten Seite der optischen Achse zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes auf diesem und einen zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildbereich auf einer zweiten, gesonderten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes auf diesem aufweist. Das stereoskopische optische System enthält eine optische Anordnung, die sich entlang der zentralen optischen Achse erstreckt. Die optische Anordnung enthält ein Dachprisma, das ein erstes und ein zweites Dachsegment aufweist und das eine Spitze aufweist, die auf der zentralen optischen Achse angeordnet ist. Die optische Anordnung enthält eine einzige Linsenfolge mit mehreren Linsen, die entlang der zentralen optischen Achse beabstandet angeordnet sind, wobei jede der mehreren Linsen ein optisches Zentrum aufweist, das auf der zentralen optischen Achse angeordnet ist, wobei die einzige Linsenfolge eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich entlang eines ersten optischen Pfades zu übertragen, und eingerichtet ist, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich entlang eines zweiten, anderen optischen Pfades zu übertragen. Die optische Anordnung enthält wenigstens ein Element, das eingerichtet ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

In dem zuvor erwähnten stereoskopischen optischen System gemäß dem zweiten Aspekt kann das wenigstens eine Element eine lichtundurchlässige optische Barriere aufweisen, die sich parallel zu der zentralen optischen Achse erstreckt.

Zusätzlich kann die optische Anordnung ein geteiltes Glasfenster aufweisen, das zwei Teile aufweist, und die optische Barriere kann zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnet sein.

Weiter zusätzlich oder als eine weitere Alternative kann die optische Barriere eine Trennwand sein.

In jedem beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen System gemäß dem zweiten Aspekt kann das wenigstens eine Element eine erste und eine zweite Apertur aufweisen, wobei (i) jede von der ersten und der zweiten Apertur von der zentralen optischen Achse weg verlagert sein kann, (ii) die erste Apertur eingerichtet sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern, und (iii) die zweite Apertur eingerichtet sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Insbesondere kann die erste Apertur von der zentralen optischen Achse weg in eine erste Richtung quer zu der zentralen optischen Achse verlagert sein, während die zweite Apertur von der zentralen optischen Achse weg in eine zweite Richtung quer zu der zentralen optischen Achse verlagert sein kann und die zweite Richtung zu der ersten Richtung entgegengesetzt sein kann.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems gemäß dem zweiten Aspekt kann jede der Linsen eine jeweilige Dimension aufweisen, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei das wenigstens eine Element wenigstens einige der Linsen aufweisen kann, die die jeweiligen Dimensionen haben, die ausgewählt sind, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems gemäß dem zweiten Aspekt kann jede der Linsen eine jeweilige Dimension aufweisen, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei das wenigstens eine Element wenigstens eine der Linsen aufweisen kann, die die jeweilige Dimension hat, die ausgewählt ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten stereoskopischen optischen Systems gemäß dem zweiten Aspekt kann das wenigstens eine Element eine Feldblende aufweisen, die entlang der zentralen optischen Achse positioniert ist, wobei die Feldblende eine jeweilige Dimension haben kann, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei die Dimension ausgewählt sein kann, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorstehenden und andere Aspekte des Offenbarungsgegenstands werden für Fachleute auf dem Gebiet, die der Offenbarungsgegenstand betrifft, beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offenkundig, in denen zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines existierenden Stereooptik-Aufbaus eines Stereobildgebungssystems, das ein Dachprisma und eine einzige zentrierte Apertur enthält;

2 eine schematische Darstellung eines Beispiels für einen neuen Aufbau, einer ersten Bauart, unter Veranschaulichung gewünschter Bildgebungspfade eines von zwei Stereobildern eines Stereobildgebungssystems;

3 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für den neuen Aufbau, der ersten Bauart, jedoch unter Veranschaulichung, dass unerwünschte Bildgebungspfade tatsächlich gesperrt werden;

4 eine schematische Darstellung eines noch weiteren Beispiels für den neuen Aufbau, der ersten Bauart, unter Veranschaulichung einer möglichen Linsen/Fenster-Variante und unter Veranschaulichung gewünschter Bildgebungspfade eines der beiden Stereobilder;

5 eine der 4 ähnliche Ansicht, jedoch unter Veranschaulichung unerwünschter Bildgebungspfade, die tatsächlich gesperrt sein würden;

6 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für den neuen Aufbau, einer zweiten Bauart, unter Veranschaulichung gewünschter Bildgebungspfade eines von zwei Stereobildern; und

7 eine schematische Darstellung eines noch weiteren Beispiels für den neuen Aufbau, der zweiten Bauart, jedoch unter Veranschaulichung unerwünschter Bildgebungspfade, die tatsächlich durch einen oder mehrere Aspekte der Elemente gesperrt sein würden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Beispielhafte Ausführungsformen, die einen oder mehrere Aspekte des Offenbarungsgegenstands enthalten, sind beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht. Diese veranschaulichten Beispiele sollen keine Beschränkung für den Offenbarungsgegenstand darstellen. Zum Beispiel kann ein oder können mehrere Aspekte des Offenbarungsgegenstands in anderen Ausführungsformen und sogar anderen Arten von Vorrichtungen eingesetzt werden. Außerdem wird eine bestimmte Terminologie hierin lediglich der Einfachheit wegen verwendet, und sie soll nicht als eine Beschränkung des Offenbarungsgegenstands aufgefasst werden. Noch weiter werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Elemente zu bezeichnen.

Der Gegenstand betrifft ein stereoskopisches optisches System mit einem Dachprisma, zwei Aperturen innerhalb eines einzigen Linsensystems und gesonderten Strahlpfaden, was verbesserte Stereobilder ermöglicht. Es können bessere Bilder geschaffen werden, indem einige optische Strahlen gezielt daran gehindert werden, weiter zu den Bildbereichen zu laufen.

Derzeitige Stereobildgebungssysteme, die ein Dachprisma (Biprisma) enthalten, können Bildgebungsaberrationsprobleme, wie beispielsweise Farbauftrennung, Astigmatismus und Feldkrümmungen, haben, die schwer zu korrigieren sein können. Ferner kann es für Systeme, die ein Dachprisma innerhalb eines Boroskops oder Endoskops enthalten, Beschränkungen geben, die mit dem Winkel des Dachprismas und der kleinen Größe der Hüllkurve des Boroskops oder Endoskops verbunden sind. Somit kann eine Stereobildtrennung ebenfalls durch einen derartigen Prismenwinkel und eine derartige kleine Größe der Hüllkurve des Boroskops oder Endoskops beschränkt sein. Ein drittes Problem, das sich ergeben kann, ist mit der Tatsache verbunden, dass Stereobildgebung sehr empfindlich für Positionsabweichungen optischer Komponenten gegenüber der Perfektion (d.h. Positionstoleranzen) ist. Derartige Komponentenpositionstoleranzen treten während der Montage auf und können eine Dezentrierung und Neigung umfassen. Ein derartiges Problem kann in Verbindung mit der Dachprismenposition besonders problematisch sein. An sich besteht ein momentaner Bedarf nach Verbesserungen, die Stereobildgebungssysteme, und insbesondere derartige Stereobildgebungssysteme innerhalb von Boroskopen und Endoskopen, betreffen. Die durch den Gegenstand erzielten Verbesserungen können in Boroskop- oder Endoskopkameras nützlich sein. Jedoch muss ein derartiger Einsatz innerhalb von Boroskop- oder Endoskopkameras keine spezielle Beschränkung darstellen.

Ein erstes beispielhaftes stereoskopisches optisches System 110 gemäß einem Aspekt des Offenbarungsgegenstands ist in 2 veranschaulicht. Das stereoskopische optische System 110 kann eine zentrale optische Achse 112 und eine Bildebene 114 aufweisen, wobei sich die Bildebene, betrachtet in der 2, auf der rechten Seite befindet. Das stereoskopische optische System 110 nach 2 kann ein Bildelement 116 enthalten, das an der Bildebene 114 angeordnet ist. Das Bildelement 116 kann ein Bildfenster (auf das ebenfalls mit dem Bezugszeichen 116 Bezug genommen wird) sein oder enthalten. Die Bildebene 114 ist an der äußerst rechten Oberfläche des Bildfensters 116 des veranschaulichten Beispiels, betrachtet in 2, dargestellt. Das Bildelement könnte auch ein Bilderfassungselement, wie beispielsweise eine ladungsgekoppelte Anzeige (CCD, Charge-Coupled Display), etc., enthalten. Die Elemente, die von dem Bildelement 116 veranschaulicht sind, sind mögliche Komponenten, die darin enthalten sind, und können variieren oder in einigen Ausführungsformen überhaupt nicht enthalten sein.

In der Bildebene 114 können sich befinden: ein erster stereoskopischer Bildbereich 118 auf einer ersten Seite der optischen Achse 112 zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes auf diesem und ein zweiter, gesonderter stereoskopischer Bildbereich 120 auf einer zweiten, gesonderten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes auf diesem. In 2 kann die erste Seite sich oberhalb der optischen Achse 112 befinden, und die zweite Seite befindet sich unterhalb der optischen Achse. In 2 sind diese in einer Ausrichtung oben und unten veranschaulicht, wobei jedoch erkannt wird, dass diese zu einer Ausrichtung links und rechts umgesetzt werden kann. Es können zwei stereoskopische Bilder an den Bildbereichen 118 bzw. 120 an der Bildebene erzeugt werden.

Im Verlauf von links nach rechts in 2 und entlang der optischen Achse 112 kann die gesamte optische Anordnung ein erstes Fenster 126, ein Dachprisma (oder Biprisma) 128, eine erste Linse 130, ein zweites Fenster 132, eine zweite Linse 134, ein drittes Fenster 136, ein viertes Fenster 138, eine dritte Linse 140 und/oder eine vierte Linse 142 enthalten. Das erste Fenster 126, das Dachprimsa 128, die erste Linse 130, das zweite Fenster 132, die zweite Linse 134 und das dritte Fenster 136 können zusammen als ein Teil eines ersten Abschnitts des optischen Systems 110 gruppiert sein. Das vierte Fenster 138, die dritte Linse 140 und die vierte Linse 142 können als ein Teil eines zweiten Abschnitts des optischen Systems 110 zusammen gruppiert sein. Der erste Abschnitt kann von dem zweiten Abschnitt lösbar sein, wobei wenigstens einige der Fenster (d.h. das erste, dritte und vierte Fenster 126, 136 und 138) Begrenzungen gegenüber der äußeren Umgebung bereitstellen. Derartige Begrenzungen können eine Barriere bieten, um äußere Einflüsse (z.B. Schmutz, Feuchtigkeit, etc.) daran zu hindern, an Abschnitten der optischen Anordnung (z.B. den Linsen) anzugreifen.

Es ist möglich, den ersten Abschnitt als ein lösbares Stereovisionssystem zu betrachten und den zweiten Abschnitt gemeinsam mit dem Bildelement 116 als eine primäre Kamera zu betrachten. Das lösbare Stereovisionssystem kann an der primären Kamera für den Zweck der Lieferung der stereoskopischen Bilder angebracht sein. Alle oder ein Teil der Folge von optischen Elementen 126142 kann/können als eine optische Anordnung angesehen werden, die sich entlang der optischen Achse 112 erstreckt. Die Bestandteile (z.B. die Abschnitte 160, 162 und die Barriere 170) des zweiten Fensters 142 können ein Teil der optischen Anordnung sein.

Das Dachprisma 128 kann ein erstes und ein zweites Dachsegment 150, 152 und eine Spitze 154 aufweisen. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die Spitze 154 auf der optischen Achse 112 angeordnet. In 2 sind nur Strahlen veranschaulicht, die durch das erste Dachsegment 150 hindurchtreten, um so eine einfache Durchsicht und Erläuterung der Probleme und Anliegen in Bezug auf die Strahlen, die durch das erste Dachsegment 150 hindurchtreten, zu ermöglichen. Es sollte verstanden werden, dass die Strahlen auch durch das zweite Dachsegment 152 hindurchtreten können und dass ein ähnlicher Strahlenverlauf auftreten kann. Es sollte in 2 beachtet werden, dass die Strahlen, die durch das erste Dachsegment 150 hindurchtreten, nur zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich 118 weiterlaufen können. Es sollte erkannt werden, dass die Strahlen, die durch das zweite Dachsegment 152 hindurchtreten, nur zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich 120 weiterlaufen können, jedoch, wie vorstehend erwähnt, diese Strahlen der Übersichtlichkeit wegen in der Figur weggelassen sind.

Die Linsen innerhalb des optischen Systems 110 können verschiedene Konfigurationen, Oberflächenkonturen, optische Materialien, etc. aufweisen. Zum Beispiel sind die dritte und die vierte Linse 140, 142 als eine Dublette veranschaulicht. Jedoch können in einer anderen Ausführungsform zwei einzelne Linsen für die dritte und die vierte Linse 140, 142 verwendet werden. Die Linsen können jeweilige optische Zentren aufweisen, die auf der zentralen optischen Achse 112 angeordnet sind. Die Linsen und das Dachprisma können aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen. Zum Beispiel kann das Dachprisma aus einem Saphirmaterial hergestellt sein. Ferner können die Fenster aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen, wobei ein beispielhaftes Material Saphir ist.

Indem nun der Blick auf das zweite Fenster 132 gerichtet wird, kann das zweite Fenster ein plan-geteiltes Glasfenster sein. An sich kann das Fenster 132 in Form von zwei gesonderten Abschnitten oder Teilen 160, 132 mit einer Trennebene 166, die sich zwischen den beiden Abschnitten erstreckt, bereitgestellt sein. Die Trennebene 166 kann eben sein und kann sich parallel zu der optischen Achse 112 erstrecken. Insbesondere kann die Trennebene 166 mit der optischen Achse 112 gemeinsam ausgebildet sein. An sich kann sich die optische Achse 112 in der Trennebene 166 erstrecken (d.h. darin liegen). In anderen Worten kann die Trennebene 166 auf der optischen Achse 112 liegen. Eine lichtundurchlässige optische Barriere 170 kann an der Trennebene 166 des zweiten Fensters 132 angeordnet sein. An sich kann sich die optische Barriere 170 innerhalb der Folge von optischen Elementen befinden. In dem veranschaulichten Beispiel nach 2 ist die optische Barriere 170 eben, und die optische Barriere 170 erstreckt sich parallel zu der zentralen optischen Achse 112. Es sollte erwähnt werden, dass die optische Barriere 170 mit einer Dicke veranschaulicht ist. Die Dicke kann bei der Figur übertrieben groß sein, um sicherzustellen, dass die optische Barriere 170 wahrgenommen wird. Um sicherzugehen, kann die Dicke der optischen Barriere 170 variiert werden.

Die optische Barriere 170 kann eingerichtet sein, um Strahlen zu blockieren, die gegen die optische Barriere aufprallen. An sich kann die optische Barriere 170 eingerichtet sein, um Lichtstrahlen daran zu hindern, durch diese hindurchzutreten. Somit kann die optische Barriere 170 wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment 150 hindurchtreten, daran hindern, den ersten stereoskopischen Bildbereich 118 zu erreichen, und sie kann wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment 152 hindurchtreten, daran hindern, den zweiten stereoskopischen Bildbereich 120 zu erreichen.

In dem in 2 veranschaulichten Beispiel kann die optische Barriere 170 ein optisch absorbierendes Material oder eine Trennwand sein. Die optische Barriere 170 kann auch eine Beschichtung sein, wobei die Beschichtung zwischen den beiden Teilen 160, 162 des geteilten Fensters 132 angeordnet sein kann und die Beschichtung sich in der Ebene erstrecken kann, die die zentrale optische Achse 112 enthält. Die Beschichtung kann eine aufgebrachte Beschichtung (d.h. auf einen oder beide der Teile des geteilten Glasfensters aufgebracht) sein. Alternativ könnte die optische Barriere eine gesonderte Platte (z.B. eine Metallplatte) sein, die zwischen den beiden Abschnitten des geteilten Glasfensters angeordnet ist. Die Dicke der Barriere (z.B. der Beschichtung/Platte) 170 kann variiert werden und kann basierend auf verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise Typ, Bemessung, Konfiguration, etc. des Systems und der anderen Komponenten in diesem, gewählt werden.

Für jedes Dachsegment 150, 152 (d.h. unten oder oben, betrachtet in den Figuren) des Dachprismas (oder Biprismas) 128 kann die Funktionsweise im Grunde die gleiche sein. An sich veranschaulicht 2 die Funktion für das erste Dachsegment 150 des Dachprismas 128. Es sollte verstanden werden, dass die Funktion für das obere des Dachprismas 128 grundsätzlich gleich sein kann, jedoch mit Strahlen, die zunächst auf das zweite Dachsegment 152 (die obere Hälfte) des Dachprismas (auf der linken Seite, betrachtet in den Figuren) auftreffen, und wobei das Bild sich an der unteren Hälfte der Bildebene 114 (rechts, betrachtet in den Figuren) befindet. In einigen Ausführungsformen sind deshalb zwei Aperturen vorgesehen. Jede der zwei Aperturen darf nicht auf der zentralen optischen Hauptachse zentriert sein. Es ist zu beachten, dass in dem Beispiel nach 2 die dargestellten Strahlen durch das plan-geteilte Glasfenster 132 verlaufen, ohne durch die optische Barriere/Beschichtung 170 blockiert zu werden. Jedoch können unerwünschte Strahlen (d.h. Strahlen, die zu einer Bildbeeinträchtigung beitragen) durch die optische Barriere 170 blockiert werden.

Ein weiteres beispielhaftes stereoskopisches optisches System 210 ist in 3 veranschaulicht. Das Beispiel nach 3 hat einige Ähnlichkeiten mit dem Beispiel nach 2, wobei jedoch Unterschiede, wie beispielsweise einige Unterschiede der optischen Vorrichtungen, veranschaulicht sind. Insbesondere sind Unterschiede bei den Linsen der beiden Beispiele vorhanden. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsform um zu zeigen, dass Variationen innerhalb des weiten Umfangs des vorliegenden Gegenstands in Erwägung gezogen werden und hierin vorgesehen sind.

Indem der Blick auf das Beispiel nach 3 gerichtet wird, kann das stereoskopische optische System 210 eine zentrale optische Achse 212 und eine Bildebene 214 aufweisen, wobei sich die Bildebene rechts, betrachtet in der Figur, befindet. Das stereoskopische optische System 210 nach 3 kann ein Bildelement 216 enthalten, das an der Bildebene 214 angeordnet ist. Das Bildelement 216 kann ein Bildfenster sein oder enthalten (wobei das Bezugszeichen 216 auch für das Bildfenster verwendet wird). Die Bildebene 214 befindet sich an der äußerst rechten Oberfläche des Bildfensters 216 des veranschaulichten Beispiels, betrachtet in 3. Das Bildelement 216 könnte auch ein Bilderfassungselement, wie beispielsweise eine ladungsgekoppelte Anzeige (CCD, Charge-Coupled Display), etc. enthalten. Die Elemente, die von dem Bildelement 216 veranschaulicht sind, sind mögliche Komponenten, die darin enthalten sind, und können variieren oder in einigen Ausführungsformen überhaupt nicht enthalten sein. In der Bildebene 214 können sich befinden: ein erster stereoskopischer Bildbereich 218 auf einer ersten Seite der optischen Achse 212 zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes auf diesem und ein zweiter gesonderter stereoskopischer Bildbereich 220 auf einer zweiten, gesonderten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes auf diesen. In der Figur befindet sich die erste Seite oberhalb der optischen Achse 212, und die zweite Seite befindet sich unterhalb der optischen Achse. In der Figur sind diese in einer Ausrichtung oben und unten dargestellt, wobei jedoch erkannt wird, dass diese zu einer Ausrichtung links und rechts umgesetzt werden kann. Die beiden stereoskopischen Bilder können an der Bildebene 214 erzeugt werden.

Im Verlauf von links nach rechts in 3 und entlang der optischen Achse kann die gesamte optische Anordnung ein erstes Fenster 226, ein Dachprisma (oder Biprisma) 228, eine erste Linse 230, ein zweites Fenster 232, eine zweite Linse 234, ein drittes Fenster 236, ein viertes Fenster 238, eine dritte Linse 240 und/oder eine vierte Linse 242 enthalten. Das erste Fenster 226, das Dachprisma 228, die erste Linse 230, das zweite Fenster 232, die zweite Linse 234 und das dritte Fenster 236 können als ein erster Abschnitt der optischen Anordnung zusammen gruppiert sein. Das vierte Fenster 238, die dritte Linse 240 und die vierte Linse 242 können als ein zweiter Abschnitt der optischen Anordnung zusammen gruppiert sein. Der erste Abschnitt kann von dem zweiten Abschnitt lösbar sein, wobei wenigstens einige der Fenster (d.h. das erste, dritte und vierte Fenster 226, 236 und 238) Begrenzungen gegenüber der äußeren Umgebung bereitstellen. Derartige Begrenzungen können eine Barriere bieten, um äußere Einflüsse (z.B. Schmutz, Feuchtigkeit, etc.) daran zu hindern, an Abschnitten der optischen Anordnung (z.B. den Linsen) anzugreifen. Die Linsen weisen jeweilige optische Zentren auf, die auf der zentralen optischen Achse 212 angeordnet sind. Die Linsen und das Dachprisma können aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen. Zum Beispiel kann das Dachprisma aus einem Saphirmaterial hergestellt sein. Ferner können die Fenster aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen, wobei ein beispielhaftes Material Saphir ist.

Der erste Abschnitt kann ein lösbares Stereovisionssystem sein, und der zweite Abschnitt gemeinsam mit dem Bildelement kann als eine primäre Kamera betrachtet werden. Das lösbare Stereovisionssystem kann an der primären Kamera für den Zweck der Schaffung der stereoskopischen Bilder angebracht sein. Alle oder ein Teil der Folge von optischen Elementen 226242 können/kann als eine optische Anordnung angesehen werden, die sich entlang der optischen Achse 212 erstreckt. Die Bestandteile (z.B. die Teile 260, 262 und die Barriere 270) des zweiten Fensters 232 können ein Teil der optischen Anordnung sein.

Das Dachprisma 228 kann ein erstes und ein zweites Dachsegment 250, 252 und eine Spitze 254 aufweisen. Bei dem veranschaulichten Beispiel kann die Spitze 254 auf der optischen Achse 212 angeordnet sein. In 3 sind nur Strahlen, die durch das erste Dachsegment 250 hindurchtreten, veranschaulicht, um ein Wirrwarr in der Zeichnung zu vermeiden und um eine einfache Durchsicht und Erörterung der Probleme und Anliegen in Bezug auf die Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, zu ermöglichen. Es sollte verstanden werden, dass Strahlen auch durch das zweite Dachsegment 252 hindurchtreten und dass ähnliche Probleme, Anliegen, etc. vorhanden sein können. Es ist in 3 zu beachten, dass die Strahlen, die durch das erste Dachsegment 250 hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich 218 hin gerichtet sind. In dem veranschaulichten Beispiel sind jedoch die veranschaulichten Strahlen tatsächlich einige Strahlen, die das gewünschte Bild beeinträchtigen würden, und, wie hierin erläutert, können diese Strahlen daran gehindert werden, den ersten stereoskopischen Bildbereich 218 zu erreichen.

Indem nun ein Blick auf das zweite Fenster 232 gerichtet wird, kann das zweite Fenster ein plan-geteiltes Fenster sein. An sich kann das Fenster 232 in Form von zwei gesonderten Abschnitten oder Teilen 262 mit einer Trennebene 266, die sich zwischen den beiden Teilen erstreckt, vorgesehen sein. Die Trennebene 266 kann eben sein und kann sich parallel zu der optischen Achse 212 erstrecken. Insbesondere kann die Trennebene mit der optischen Achse 212 gemeinsam sein. An sich kann sich die optische Achse 212 in der Trennebene 266 erstrecken (d.h. darin liegen). In anderen Worten kann die Trennebene 266 auf der optischen Achse liegen. Eine lichtundurchlässige optische Barriere 270 kann an der Trennebene 266 des zweiten Fensters 232 angeordnet sein. An sich kann sich die optische Barriere 270 innerhalb der Folge von optischen Elementen befinden. In dem veranschaulichten Beispiel nach 3 ist die optische Barriere 270 planar, und die optische Barriere erstreckt sich parallel zu der zentralen optischen Achse 212. Es sollte beachtet werden, dass die optische Barriere 270 mit einer Dicke veranschaulicht ist. Die Dicke kann in der Figur übertrieben groß sein, um sicherzustellen, dass die optische Barriere 270 wahrgenommen wird. Um sicherzugehen, kann die Dicke der optischen Barriere 270 variiert werden.

In dem veranschaulichten Beispiel nach 3 ist die optische Barriere 270 eben, und die optische Barriere kann sich parallel zu der zentralen optischen Achse 212 erstrecken. Die optische Barriere 270 kann eingerichtet sein, um Strahlen zu blockieren, die gegen die optische Barriere auftreffen. An sich kann die optische Barriere 270 eingerichtet sein, um Lichtstrahlen daran zu hindern, durch diese hindurchzutreten. Somit kann die optische Barriere 270 wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment 250 hindurchtreten, daran hindern, den ersten stereoskopischen Bildbereich 214 zu erreichen, und sie kann wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment 252 hindurchtreten, daran hindern, den zweiten stereoskopischen Bildbereich 220 zu erreichen.

In dem in 3 veranschaulichten Beispiel kann die optische Barriere 270 ein optisch absorbierendes Material oder eine Trennwand sein. Ferner kann die optische Barriere 270 in dem in 3 veranschaulichten Beispiel eine Beschichtung sein, wobei sich die Beschichtung zwischen den beiden Teilen 260, 262 des geteilten Glasfensters 232 befindet und sich die Beschichtung in der Ebene erstreckt, die die zentrale Achse 212 enthält. Die Beschichtung kann eine aufgebrachte Beschichtung (d.h. auf einen oder beide der Abschnitte des geteilten Glasfensters aufgebracht) sein. Alternativ kann die optische Barriere eine gesonderte Platte, z.B. eine Metallplatte) sein, die zwischen den beiden Teilen 260, 262 des geteilten Glasfensters 232 angeordnet ist. Die Dicke der Barriere (z.B. der Beschichtung/Platte) 270 kann variiert werden und kann basierend auf verschiedenen Faktoren, wie etwa die Bemessung, Konfiguration, etc. des Systems und der anderen Komponenten darin, gewählt werden.

Für jedes Dachsegment 250, 252 (d.h. das untere oder obere, betrachtet in den Figuren) des Dachprismas (oder Biprismas) 228 kann die Funktionsweise grundsätzlich die gleiche sein. An sich zeigt 3 einen Funktionszustand für das erste Dachsegment 250 des Dachprismas 228. Es sollte verstanden werden, dass die Funktionsweise für das zweite Dachsegment 252 des Dachprismas 228 grundsätzlich die gleiche sein kann, jedoch mit Strahlen, die zunächst auf den zweiten Abschnitt des Dachprismas auftreffen, und wobei das Bild sich an dem zweiten stereoskopischen Bildbereich 220 der Bildebene 214 befindet. Es sind zwei Aperturen vorgesehen. Jede der beiden Aperturen kann nicht auf der zentralen optischen Hauptachse 212 zentriert sein. Es ist zu beachten, dass in dem vorherigen Beispiel nach 2 die veranschaulichten Strahlen durch das plan-geteilte Fenster hindurchtreten, ohne durch die Barriere/Beschichtung blockiert zu werden. Jedoch sind die veranschaulichten Strahlen, wie sie in dem vorliegend erläuterten Beispiel nach 3 dargestellt sind, fiktiv, und sie sind lediglich dargestellt, um einen Punkt anzuzeigen. Wenn die erläuterte Ausführungsform implementiert wird, werden diese unerwünschten Strahlen (d.h. die Strahlen, die zu einer Bildbeeinträchtigung beitragen) tatsächlich durch die optische Barriere 270 blockiert, so dass diese bestimmten Strahlen den ersten stereoskopischen Bildbereich 218 nicht erreichen. In der Figur sind die Strahlen mittels gestrichelter Phantomlinien, die über die optische Barriere 270 hinausgehen, veranschaulicht, um anzuzeigen, dass die Strahlen tatsächlich nicht existieren. Demgemäß wird das Bild durch diese Strahlen nicht beeinträchtigt, weil diese blockiert werden. Unerwünschte Strahlen (d.h. Strahlen, die zu einer Bildbeeinträchtigung beitragen), die, wie vorstehend erwähnt, der Übersichtlichkeit wegen in der Figur nicht veranschaulicht sind, die durch das zweite Dachsegment 252 verlaufen, können durch die Barriere 270 blockiert werden, so dass diese bestimmten Strahlen den zweiten stereoskopischen Bildbereich 220 nicht erreichen. Folglich kann das stereoskopische optische System 210 ein verbessertes Bildverhalten für jedes der beiden stereoskopischen Bilder 218, 220 bieten.

2 und 3 zeigen Beispiele für stereoskopische optische Systeme (z.B. 210), die eine lichtundurchlässige optische Barriere (z.B. 270) nutzen, die in der Folge von optischen Elementen angeordnet ist. Es wird erkannt, dass in den Beispielen gemäß den 2 und 3 die lichtundurchlässige optische Barriere (z.B. 270), die sich zwischen den beiden Abschnitten (z.B. 218, 220) des Fensters (z.B. 232) befindet, an einer Position angeordnet ist, die von dem Dachprisma (z.B. 228) durch wenigstens ein optisches Element beabstandet ist. Insbesondere kann wenigstens eine Linse (z.B. 230) zwischen dem Dachprisma (z.B. 228) und dem Fenster (z.B. 232) eingefügt sein, innerhalb derer die optische Barriere (z.B. 270) angeordnet ist, wobei jedoch eine derartige Stelle der optischen Barriere (z.B. 270) variiert werden kann. Die optische Barriere (z.B. 270) kann sich an einer anderen Stelle innerhalb der gesamten Folge der optischen Elemente innerhalb einer optischen Anordnung des stereoskopischen optischen Systems befinden. In jedem der Beispiele gemäß den 2 und 3 ist wenigstens ein Element eingerichtet, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern. Weitere Beispiele dafür sind hier im Folgenden dargeboten.

4 und 5 zeigen ein Beispiel eines stereoskopischen optischen Systems 310, das eine weitere optische Anordnung enthalten kann, die sich entlang einer zentralen optischen Achse 312 in Richtung auf eine Fokusebene 314 erstreckt. Es ist zu beachten, dass die optische Anordnung ein Dachprisma 316 mit einem ersten und einem zweiten Dachsegment 318, 320 als ein erstes oder äußerst linkes Element der optischen Anordnung enthalten kann. Die optische Anordnung kann ein erstes Fenster 322 enthalten, das sich neben oder unmittelbar neben dem Dachprisma 320 (d.h. unmittelbar rechts davon entlang der Achse 312) befindet. Das erste Fenster 322 kann ein plan-geteiltes Glasfenster sein. An sich kann das Fenster 322 als zwei gesonderte Abschnitte oder Teile 324, 326 mit einer Trennebene 328 vorgesehen sein, die sich zwischen den beiden Teilen erstreckt. Die Trennebene 328 kann planar sein und kann sich parallel zu der optischen Achse 312 erstrecken. Insbesondere kann die Trennebene 328 mit der optischen Achse 312 gemeinsam sein. An sich kann sich die optische Achse 312 in der Trennebene 328 erstrecken (d.h. in dieser liegen). Oder in anderen Worten kann die Trennebene 328 auf der optischen Achse 312 liegen. Eine lichtundurchlässige optische Barriere 330 kann an der Trennebene 328 des ersten Fensters 322 angeordnet sein. An sich kann die optische Barriere 330 sich innerhalb der Folge von optischen Elementen befinden. Innerhalb des veranschaulichten Beispiels gemäß den 4 und 5 ist die optische Barriere 330 eben, und die optische Barriere erstreckt sich parallel zu der zentralen optischen Achse 312. Die optische Barriere 330 kann eingerichtet sein, um Strahlen zu blockieren, die gegen die optische Barriere aufprallen. An sich kann die optische Barriere 330 eingerichtet sein, um Lichtstrahlen daran zu hindern, durch diese hindurchzutreten. Somit kann die optische Barriere 330 wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment 318 hindurchtreten, am Erreichen eines ersten stereoskopischen Bildbereiches 340 an der Bildebene 314 hindern, und sie kann wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment 320 hindurchtreten, am Erreichen eines zweiten stereoskopischen Bildbereiches 342 an der Bildebene hindern.

In dem Beispiel kann die optische Barriere 330 aus einem optisch absorbierenden Material bestehen oder eine Trennwand sein. Ferner kann die optische Barriere 330 in dem Beispiel eine Beschichtung sein, wobei sich die Beschichtung zwischen den beiden Teilen 324, 326 des geteilten Glasfensters 322 befindet und sich die Beschichtung in der Ebene erstreckt, die die zentrale optische Achse 312 enthält. Die Beschichtung kann eine aufgebrachte Beschichtung (d.h. auf einen oder beide der Teile des geteilten Glasfensters aufgebracht) sein. Alternativ könnte die optische Barriere eine gesonderte Platte (z.B. eine Metallplatte) sein, die zwischen den beiden Teilen des geteilten Glasfensters angeordnet ist. Die Dicke der Barriere (z.B. der Beschichtung/Platte) 330 kann variiert werden und kann basierend auf verschiedenen Faktoren, wie etwa dem Typ, der Bemessung, Konfiguration, etc. des Systems und der anderen darin befindlichen Komponenten, gewählt werden.

Fortfahrend mit einem Verlauf von links nach rechts in den 4 und 5, von dem ersten Fenster 322 und entlang der optischen Achse 312, kann die gesamte optische Anordnung eine erste Linse 350, eine zweite Linse 352, ein zweites Fenster 354, ein drittes Fenster 356, eine dritte Linse 358 und/oder eine vierte Linse 360 enthalten. Die Linsen können variiert werden. Zum Beispiel ist zu beachten, dass die erste und die zweite Linse 350, 352 als eine erste Dublette veranschaulicht sind, und die dritte und die vierte Linse 358, 360 als eine zweite Dublette veranschaulicht sind. Jedoch ist es möglich, dass die Dubletten nicht verwendet werden und lediglich einzelne, unabhängige Linsen verwendet werden. Die Linsen weisen jeweilige optische Zentren auf, die auf der zentralen optischen Achse 312 angeordnet sind. Die Linsen und das Dachprisma können aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen. Zum Beispiel kann das Dachprisma aus einem Saphirmaterial hergestellt sein. Ferner können die Fenster aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen, wobei ein beispielhaftes Material Saphir ist.

Ähnlich wie bei den vorstehenden Beispielen erstreckt sich die zentrale optische Achse 312 zu der Bildebene 314, wobei sich die Bildebene auf der rechten Seite, betrachtet in den 4 und 5, befindet. Ein Bildelement 362 kann ein Bildfenster sein oder enthalten (auf das auch mit dem Bezugszeichen 362 Bezug genommen wird). Die Bildebene 314 kann sich an der äußerst rechten Oberfläche des Bildfensters 362 des veranschaulichten Beispiels, wie in den 4 und 5 betrachtet, befinden. Das Bildelement 362 könnte auch ein Bilderfassungselement, wie etwa eine ladungsgekoppelte Anzeige (CCD, Charge-Coupled Display), etc., enthalten. Die Elemente, die von dem Bildelement 362 veranschaulicht sind, sind mögliche Komponenten, die darin enthalten sind, und können variieren oder in einigen Ausführungsformen überhaupt nicht enthalten sein. Wie erwähnt, können sich innerhalb der Bildebene 314 befinden: der erste stereoskopische Bildbereich 340 auf einer ersten Seite der optischen Achse 312 zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes auf diesem und der zweite, gesonderte stereoskopische Bildbereich 342 auf einer zweiten, getrennten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes auf diesem. In der Figur kann die erste Seite sich oberhalb der optischen Achse 312 befinden, und die zweite Seite kann sich unterhalb der optischen Achse befinden. In der Figur sind diese in einer Ausrichtung oben und unten veranschaulicht, wobei jedoch erkannt wird, dass diese in eine Ausrichtung links und rechts umgesetzt werden kann. Die beiden stereoskopischen Bilder können an der Bildebene erzeugt werden.

Ferner sollte erkannt werden, dass die optischen Elemente in zwei Gruppen aufteilbar sein könnten. Zum Beispiel könnten die beiden Gruppen zwischen dem zweiten und dem dritten Fenster 354, 356 getrennt werden. Es ist möglich, den ersten Abschnitt als ein lösbares Stereovisionssystem zu betrachten und den zweiten Abschnitt gemeinsam mit dem Bildelement als eine primäre Kamera zu betrachten. Das lösbare Stereovisionssystem ist an der primären Kamera für den Zweck der Lieferung der stereoskopischen Bilder angebracht. Alle oder ein Teil der Folge von optischen Elementen 316, 322 und 350360 können/kann als eine optische Anordnung, die sich entlang der optischen Achse 312 erstreckt, betrachtet werden. Die Bestandteile (z.B. die Teile 324, 326 und die Barriere 330) des ersten Fensters 322 können ein Teil der optischen Anordnung sein.

Als ein Vergleich der 4 und 5 sei erwähnt, dass die beiden Figuren zwei Arten von Strahlen zeigen. Derartige Strahlen sind: (a) Strahlen, denen ein Durchgang zu der Bildgebungsebene 314 gestattet ist, wie in 4 veranschaulicht, und (b) Strahlen, die daran gehindert sind, zu der Bildgebungsebene zu passieren, wie in 5 veranschaulicht. Es sei erwähnt, dass in 4 die veranschaulichten Strahlen durch das plan-geteilte Fenster 322 hindurchtreten, ohne dass sie durch die Barriere/Beschichtung 330 blockiert werden. Jedoch werden, wie in 5 veranschaulicht, unerwünschte Strahlen (d.h. Strahlen, die zu einer Bildbeeinträchtigung beitragen) durch die Barriere/Beschichtung 330 blockiert. In 5 sind die blockierten Strahlen durch die gestrichelten Phantomlinien innerhalb der Figur veranschaulicht.

Es sollte erkannt werden, dass die in den 25 gezeigten Beispiele eine erste Bauart des beispielhaften stereoskopischen optischen Systems darstellen. Insbesondere kann die erste Bauart eine optische Barriere/Trennwand oder ein ähnliches Element enthalten, die bzw. das innerhalb der Folge der optischen Elemente angeordnet ist, um wenigstens einige unerwünschte bildbeeinträchtigende Strahlen am Erreichen des Bildbereiches zu hindern. Es sollte ferner erkannt werden, dass es andere Arten des beispielhaften stereoskopischen optischen Systems gibt. 6 und 7 zeigen Beispiele für wenigstens eine weitere Bauart des stereoskopischen optischen Systems, die hierin als eine „zweite Bauart“ bezeichnet wird. Insbesondere kann die zweite Bauart des stereoskopischen optischen Systems wenigstens ein optisches Element enthalten, das eine jeweilige Dimension aufweist, die ausgewählt ist, um unerwünschte bildbeeinträchtigende Strahlen daran zu hindern, den Bildbereich zu erreichen.

Indem ein Blick auf 6 gerichtet wird, zeigt die Figur eine schematische Darstellung eines Beispiels für den neuen Aufbau, der zweiten Bauart, eines stereoskopischen optischen Systems 410. Es sollte erkannt werden, dass die Figur einen gewünschten Bildgebungspfad von einem oder zwei Stereobildern zeigt. Die zweite Bauart braucht gegebenenfalls nicht, eine Trennwand oder geteilte Glasplatte / Fenster / Prismen mit geschwärzter lichtabsorbierender Barriere / Trennwand / Beschichtung dazwischen zu enthalten, um den Bildgebungspfad für jede Apertur zu trennen. Stattdessen kann die zweite Bauart (eine) physikalische Größe(n) von einer oder mehreren Linse(n) des Systems und möglicherweise eine oder mehrere Feldblende(n) an bestimmten Positionen verwenden, um Bildgebungsstrahlen daran zu hindern, zu der Apertur der „falschen“ Seite zu laufen.

Das gezeigte Beispiel von 6 stellt lediglich ein Beispiel dar und muss keine spezielle Beschränkung darstellen. Es ist vorgesehen und möglich, dass ein anderes System, mit anderen Linsen und/oder anderen Fenstern und/oder mit einer anderen Anordnung/Folge, etc. verwendet werden kann. Jedoch sollte beachtet werden, dass in einigen Ausführungsformen nur ein einziges, anstatt von zwei, optisches System (d.h. Linse(n) und/oder Fenster und/oder Bildgeber) vorhanden ist.

Es sei bemerkt, dass zwei Aperturen 412, 414 in dem System 410 veranschaulicht sind. Insbesondere können die Aperturen 412, 414 in dem veranschaulichten Beispiel an der Rückseite oder entfernten Seite eines Dachprismas (oder Biprismas) 416 angeordnet sein. Die erste Apertur 412 kann nach unten (in dem Kontext der Darstellung von 6) gegenüber einer Hauptachse / zentralen optischen Achse 420 verlagert/angeordnet sein. Die zweite Apertur 414 kann nach oben (in dem Kontext der Darstellung von 6) gegenüber der Hauptachse / zentralen optischen Achse 420 verlagert / angeordnet sein. Die erste Apertur 412 kann von der zentralen optischen Achse 40 weg in eine erste Richtung (d.h. nach unten) quer zu der zentralen optischen Achse verlagert sein, und die zweite Apertur 414 kann von der zentralen optischen Achse weg in eine zweite Richtung (d.h. nach oben) quer zu der zentralen optischen Achse verlagert sein. Die zweite Richtung (d.h. nach oben) kann zu der ersten Richtung (d.h. nach unten) im Wesentlichen entgegengesetzt sein. Es sei daran erinnert, dass die früher bekannte Vorrichtung (1) eine einzige Apertur aufweist, die auf der Hauptachse / zentralen optischen Achse zentriert ist.

Zurückkehrend zu 6 kann die Funktionsweise für jedes Dachsegment 428, 430 des Dachprismas 416 und somit die beiden Aperturen 412, 414 grundsätzlich die gleiche sein. An sich zeigt 6 die Funktionsweise nur für das erste Dachsegment 428. Es sollte verstanden werden, dass die Funktionsweise für das zweite Dachsegment 430 grundsätzlich gleich ist. Es ist zu beachten, dass, wie in 6 veranschaulicht, die Strahlen durch die jeweilige Apertur 412 hindurchtreten können, ohne blockiert zu werden.

Im Verlauf von links nach rechts in 6 und entlang der optischen Achse 420 kann das gesamte optische System 410 enthalten: das Dachprisma (oder Biprisma) 416, eine erste Linse 440, eine zweite Linse 442, ein erstes Fenster 444, ein zweites Fenster 446, eine dritte Linse 448 und/oder eine vierte Linse 450. Das Dachprisma 416, die erste Linse 440, die zweite Linse 442 und das erste Fenster 444 können als ein erster Abschnitt der optischen Anordnung zusammen gruppiert sein. Das zweite Fenster 446, die dritte Linse 448 und die vierte Linse 450 können als ein zweiter Abschnitt der optischen Anordnung zusammen gruppiert sein. Der erste Abschnitt kann von dem zweiten Abschnitt lösbar sein, wobei wenigstens die Fenster 444, 446 Begrenzungen gegenüber der äußeren Umgebung bieten. Derartige Begrenzungen können eine Barriere bereitstellen, um äußere Einflüsse (z.B. Schmutz, Feuchtigkeit, etc.) daran zu hindern, an Abschnitten der optischen Anordnung (z.B. den Linsen) anzugreifen. Die Linsen können jeweilige optische Zentren haben, die auf der zentralen optischen Achse 420 angeordnet sind. Die Linsen und das Dachprisma können aus einem beliebigen optischen Material bestehen. Zum Beispiel kann das Dachprisma aus einem Saphirmaterial hergestellt sein. Ferner können die Fenster aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen, wobei ein beispielhaftes Material Saphir ist. Alle oder ein Teil der Folge von optischen Elementen 416 und 440450 können/kann als eine sich entlang der optischen Achse 420 erstreckende optische Anordnung betrachtet werden. Die Aperturen, z.B. die erste und die zweite Apertur 412, 414 an der ersten Linse 440, können ein Teil der optischen Anordnung sein.

Unter erneuter Betrachtung der beiden Aperturen 412, 414 kann jede Apertur wenigstens zum Teil über eine ausgewählte Größenbestimmung einer ersten Linse 440 bereitgestellt werden. Es ist festzustellen, dass die erste Linse 440 eine jeweilige Dimension (d.h. einen Durchmesser) haben kann, die sich quer zu der zentralen optischen Achse 420 erstreckt. Es ist zu beachten, dass der Durchmesser im Vergleich zu der unmittelbar benachbarten Dimension, erneut betrachtet quer zu der optischen Achse, des Dachprismas 416 vergleichsweise klein sein kann. Diese Differenz der jeweiligen Dimensionen kann wenigstens einige Strahlen daran hindern, eine Bildebene 460 an einer Bildgebungsvorrichtung 462 zu erreichen. In dem veranschaulichten Beispiel sind gewünschte Strahlen, die durch das erste Dachsegment 428 hindurchtreten, veranschaulicht, wie sie einen ersten der beiden stereoskopischen Bildbereiche 464, 466 erreichen. In der Figur sind diese in einer Ausrichtung oben und unten veranschaulicht, wobei jedoch erkannt werden sollte, dass diese in eine Ausrichtung links und rechts umgesetzt werden kann. Eine spezielle, beispielhafte Linsenverschreibung ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Eine derartige Linsenverschreibung ist lediglich beispielhaft und kann nicht als eine Beschränkung hinsichtlich des vorliegenden Gegenstands betrachtet werden, da andere Linsenverschreibungen für andere Beispiele in Erwägung gezogen werden. Tabelle 1

Oberfläche Oberflächentyp Radius Y Dicke Glas Brechungs-Modus Halb-Apertur Y Nichtzentrierte DatenObjekt Kugel Unendlich 5,000 Brechung1 Kugel Unendlich 0,000 Brechung 1,1762 Kugel Unendlich 2,450 SAPHIR_ Brechung 1,137 Dezentrieren & Rückkehren3 Kugel Unendlich 0,005 Brechung 0,350Stop Kugel Unendlich 0,050 Brechung 0,111 Dezentrieren & Rückkehren5 Kugel Unendlich 0,050 Brechung 0,3516 Kugel –1,820 0,460 NSF6HT Brechung 0,3517 Kugel 0,780 1,190 F2HT_SC Brechung 0,4108 Kugel –1,370 0,005 Brechung 0,5889 Kugel Unendlich 0,000 Brechung 0,59110 Kugel Unendlich 0,254 SAPHIR_ Brechung 0,70011 Kugel Unendlich 0.100 Brechung 0.70012 Kugel Unendlich 0.254 SAPHIR_ Brechung 0.64013 Kugel Unendlich 0,025 Brechung 0,69314 Kugel Unendlich 0,000 Brechung 0,50015 Kugel 125,000 2,450 NSF66_S Brechung 0,70416 Kugel 3,170 0,006 500000 Brechung 1,20917 Kugel 3,170 0,750 SLAH65_ Brechung 1,21118 Kugel –2,600 2,620 Brechung 1,25519 Kugel Unendlich 1,200 BK1_SCH Brechung 1,23220 Kugel Unendlich 0,300 BK1_SCH Brechung 1,22621 Kugel Unendlich 0,035 Brechung 1,22822 Kugel Unendlich 0,000 Brechung 1,232Bild Kugel Unendlich 0,000 Brechung 1,232

So sollte erkannt werden, dass 6 und Tabelle 1 eine beispielhafte optische Anordnung bereitstellen, die eine Folge von optischen Elementen enthalten kann, die entlang der zentralen optischen Achse positioniert und/oder beabstandet angeordnet sind, wobei jedes der optischen Elemente eine jeweilige Dimension aufweist, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, wobei wenigstens eines der optischen Elemente die jeweilige Dimension aufweist, die ausgewählt ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und/oder um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Mit Blick auf 7 ist eine schematische beispielhafte Darstellung eines stereoskopischen optischen Systems 510 veranschaulicht. Das optische System 510 ist ein Beispiel für einen neuen Aufbau, einer zweiten Bauart. Es sollte erkannt werden, dass die Figur einen unerwünschten Bildgebungspfad zeigt, der tatsächlich durch einen oder mehrere Aspekte der Elemente blockiert werden würde. Wie veranschaulicht, sind die als gestricheltes Phantom dargestellte Strahlen fiktiv, und sie sind lediglich dargestellt, um zu veranschaulichen, dass sie nicht existieren/weiterlaufen würden.

Das optische System 510 erstreckt sich entlang einer optischen Achse 512 und kann zwei stereoskopische Bilder 514, 516 an einer Bildebene 518 ergeben. Die Bildebene 518 kann sich an einer Bildvorrichtung 520 befinden. In der Figur sind diese in einer Ausrichtung oben und unten veranschaulicht, wobei jedoch erkannt werden sollte, dass diese in eine Ausrichtung links und rechts umgesetzt werden kann. Im Verlauf von links nach rechts in 7 und entlang der optischen Achse 512 kann das gesamte optische System 510 als eine optische Anordnung enthalten: ein Dachprisma (oder Biprisma) 524, eine erste Linse 526, eine zweite Linse 528, ein erstes Fenster 530, ein zweites Fenster 532, eine dritte Linse 534 und/oder eine vierte Linse 536. Die Linsen können jeweilige optische Zentren aufweisen, die auf der zentralen optischen Achse 512 angeordnet sind. Die Linsen und das Dachprisma können aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen. Ferner können die Fenster aus einem beliebigen geeigneten optischen Material bestehen, wobei ein beispielhaftes Material Saphir ist. Alle oder ein Teil der Folge von optischen Elementen 524536 können/kann als eine optische Anordnung betrachtet werden, die sich entlang der optischen Achse 512 erstreckt.

In dem Beispiel nach 7 ist es die physikalische Größe wenigstens einiger der Linse(n) und/oder des (der) Fenster(s) und/oder anderer Strukturen, die einige Strahlen blockieren/beenden würden (d.h., sie würden nicht existieren oder aufhören zu existieren, bevor sie die Bildebene erreichen). In dem dargestellten Beispiel sind fiktive Strahlen in Verbindung mit einem ersten 540 von zwei Dachsegmenten 540, 542 des Dachprismas 524 dargestellt. Es kann erkannt werden, dass eine ähnliche Blockierung/Beendigung einiger Strahlen für den zweiten Dachabschnitt 542 erfolgen kann. Der Wunsch, diese Strahlen zu blockieren, basiert wenigstens zum Teil auf einer Erkenntnis, dass diese Strahlen die stereoskopischen Bilder an der Bildebene 518 beeinträchtigen würden. Zum Teil können oder würden diese Strahlen durch eine falsche der beiden Aperturen 548, 550 an der Verbindung zwischen dem Dachprisma 524 und der ersten Linse 526 verlaufen.

Zurückkehrend zu den blockierten/beendeten und somit fiktiven Strahlen, die in 7 veranschaulicht sind, kann jeder der Strahlen aus einem oder mehreren Gründen blockiert/beendet werden. Zum Beispiel ist zu beachten, dass die obersten fiktiven Strahlen an dem Dachprisma 524 in 7 gegebenenfalls nicht mal existieren (oder so verlaufen) können, weil diese auf das andere Dachsegment 542 (d.h. das obere, betrachtet in 7) über einer Spitze 544 des Dachprismas 524 hinaus auftreffen. Als nächstes ist zu beachten, dass die physikalische Größe wenigstens einiger der Linse(n) und/oder des (der) Fenster(s) einige mehrere Strahlen blockieren/beenden können (d.h., sie würden nicht existieren oder aufhören zu existieren, bevor sie die Bildebene erreichen). Insbesondere ist zu sehen, dass die Durchmessergrößen jeder von der zweiten und vierten Linse 528 und 536 derart gewählt werden können, dass die einigen der Strahlen einfach nicht weiterlaufen können.

Noch weiter ist es möglich, eine oder mehrere Feldblenden 560 aufzunehmen, die in die Folge der optischen Elemente, die entlang der zentralen optischen Achse 512 angeordnet sind, eingefügt werden, um einige unerwünschte Strahlen zu blockieren / beenden. In dem veranschaulichten Beispiel kann die Feldblende 560 zwischen dem zweiten Fenster 532 und der dritten Linse 534 angeordnet sein. Die Feldblende 560 kann ein Teil der optischen Anordnung sein.

So sollte erkannt werden, dass 7 eine beispielhafte optische Anordnung bereitstellt, die eine Folge von optischen Elementen enthält, die entlang der zentralen optischen Achse positioniert und/oder beabstandet angeordnet sind, wobei jedes der optischen Elemente eine jeweilige Dimension, die sich quer zu der zentralen optischen Achse erstreckt, aufweist, wobei wenigstens eines der optischen Elemente die jeweilige Dimension aufweist, die ausgewählt ist, um wenigstens einige Strahlen, die durch das erste Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des ersten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern und um wenigstens einige Strahlen, die durch das zweite Dachsegment hindurchtreten, am Erreichen des zweiten stereoskopischen Bildbereiches zu hindern.

Ein weiterer Vorteil (d.h. zusätzlich zu dem (den) Vorteil(en) des Gegenstands selbst) kann unter einigen Umständen dieser zweiten Bauart sein, dass es keine Blende oder geteilte Glasplatte/Fenster/Prismen mit geschwärzter lichtabsorbierender Beschichtung dazwischen zu haben braucht, um den Bildgebungspfad für jede Apertur zu trennen. Ein weiterer Vorteil dieser zweiten Aufbauart kann unter einigen Umständen sein, dass der Aufbau die Komplexität des mechanischen Aufbaus und der Montage vereinfachen kann und auch Kosten reduzieren kann, die von der komplizierten geteilten Glasplatte/Fenster/Prismen mit geschwärzter lichtabsorbierender Beschichtung dazwischen herrühren.

Der neue Aufbau, mit einer doppelten Apertur für jede Seite der geneigten bildgebenden Strahlpfadoberfläche des Dachprismas, kann für eine beträchtliche Verbesserung in Bezug auf die vorstehend erwähnten Probleme sorgen. Die Verbesserungen können eine oder mehrere der folgenden umfassen:

  • 1. Ein Zentrum des Bildes hat eine bessere Bildqualität (Kontrast, Auflösung und weniger Bildschwankung aufgrund der Toleranz).
  • 2. Symmetrischer (d.h. von links nach rechts oder nach oben und unten, betrachtet in den Figuren) für ein besseres Zusammenpassen.
  • 3. Besseres gesamtes Verhalten über der Feldtiefe (DOF, Depth of Field) (z.B. größere DOF).
  • 4. Bessere Korrektur der Farbtrennung, insbesondere für beste Fokusentfernungen.
  • 5. Größere Bildtrennung für genauere Messung oder besserer 3D-Effekt.
  • 6. Deutlich verbesserte Toleranz über der gesamten DOF.

Es kann nun erkannt werden, dass mit zwei gesonderten Aperturen, jede an einer verlagerten Position für jeden seitlichen optischen Stereobildgebungspfad, im Vergleich zu einer einzigen Apertur an einer zentrierten Stelle eine einfachere Optimierung ermöglicht wird. Im Lichte der hierin offenbarten Ausführungsformen können einige unterwünschte Strahlpfade zwischen den beiden Aperturen blockiert werden. Einige zusätzliche Aspekte umfassen: ein Stereobildgebungsoptikaufbau mit einem Dachprisma (oder Biprisma) mit zwei gesonderten Aperturen für jedes Stereobild und die Verwendung einer Trennwand bzw. Blende oder anderen Art und Weise, um die beiden Stereobildgebungspfade innerhalb eines einzigen Linsenstrangs zu trennen. Es kann etliche Konstruktionen geben, um diese Ziele und Vorteile, die hierin angegeben sind, zu erzielen, wie beispielsweise die erste Bauart, die in den 25 veranschaulicht ist, und die zweite Bauart, die in den 6 und 7 veranschaulicht ist.

Einige beispielhafte Vorteile gegenüber existierender Stereobildgebungsoptik können umfassen:

  • 1. Ein einziges Kamerasystem anstelle von zwei Kamerasystemen zur Stereobildgebung.
  • 2. Vorteile gegenüber herkömmlichen Dachprisma (oder Biprisma) – basierten Systemen mit einer einzigen Apertur, wie beispielsweise:
    a. Bessere Bildqualität (Kontrast, Auflösung, Farbtrennung, größere Feldtiefe) für jedes Stereoseitenbild
    b. Größere Stereobildtrennung für eine genauere Messung oder einen besseren 3D-Bildgebungseffekt
    c. Stabilere optische Leistung hinsichtlich der Teile und der Montagetoleranz.

Der offenbarte Gegenstand ist unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen präsentiert worden. Es werden sich Modifikationen und Veränderungen anderen beim Lesen und Verstehen dieser Beschreibung erschließen. Beispielhafte Ausführungsformen, die einen oder mehrere Aspekte des Gegenstands enthalten, sollen all derartige Modifikationen und Veränderungen insofern umfassen, als sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Ein stereoskopisches optisches System 110, das ein Bildelement 114 enthält, das an einer Position entlang einer zentralen optischen Achse 116 angeordnet ist und das einen ersten stereoskopischen Bildbereich 118 auf einer ersten Seite der optischen Achse zum Empfang eines ersten stereoskopischen Bildes darauf und einen zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildbereich 120 auf einer zweiten, getrennten Seite der optischen Achse zum Empfang eines zweiten, gesonderten stereoskopischen Bildes darauf aufweist. Das System 110 enthält eine optische Anordnung 126142, die sich entlang der zentralen optischen Achse erstreckt und ein Dachprisma 128 mit einem ersten und einem zweiten Dachsegment 150, 152 enthält. Die Anordnung ist eingerichtet, um bilderzeugende Strahlen, die durch das erste Dachsegment 150 hindurchtreten, zu dem ersten stereoskopischen Bildbereich 118 entlang eines ersten optischen Pfades durch die Anordnung zu übertragen, und ist eingerichtet, um bilderzeugende Strahlen, die durch das zweite Dachsegment 152 hindurchtreten, zu dem zweiten stereoskopischen Bildbereich 120 entlang eines zweiten, anderen optischen Pfades durch die Anordnung zu übertragen.