Title:
Ermitteln des Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand
Document Type and Number:
Kind Code:
B4

Abstract:

Verfahren zum Ermitteln des Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand während der Bilderfassung des Gegenstands, das aufweist:
Bestimmen eines Paars angegebener Punkte an dem Gegenstand für die Abstandsmessung;
jeweils unabhängig voneinander Fokussieren auf jeden angegebenen Punkt des Paars und für jeden angegebenen Punkt des Paars Ermitteln einer Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf einer Abbildungseinheit einer Bilderfassungsvorrichtung, eines Abstands zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und einer Längsachse einer Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sowie eines Abstands zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt; und
Berechnen eines Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand,
wobei das Berechnen des Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand aufweist: Verwenden der Brennweiten zum Erhalten der klaren Bilder der angegebenen Punkte auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, der Abstände zwischen den klaren Bildpunkten der angegebenen Punkte und einer Längsachse einer Sammellinse sowie der Abstände zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, die bei der Fokussierung auf jeden angegebenen Punkt des Paars ermittelt werden, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Längsachse der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt zu berechnen und den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den ...





Inventors:
Hu, Kuang (Beijing, CN)
Li, Jian (Beijing, CN)
Shen, Xingxing (Beijing, CN)
Wang, Yun (Beijing, CN)
Zhong, Jiatian (Beijing, CN)
Application Number:
DE112012000950T
Publication Date:
11/23/2017
Filing Date:
04/11/2012
Assignee:
International Business Machines Corporation (N.Y., Armonk, US)
International Classes:
H04N5/232; G01B11/02; G01C5/00; G03B13/36; G03B17/18
Foreign References:
6359644
20070189751
5758206
JPH526622A
Attorney, Agent or Firm:
Richardt Patentanwälte PartG mbB, 65185, Wiesbaden, DE
Claims:
1. Verfahren zum Ermitteln des Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand während der Bilderfassung des Gegenstands, das aufweist:
Bestimmen eines Paars angegebener Punkte an dem Gegenstand für die Abstandsmessung;
jeweils unabhängig voneinander Fokussieren auf jeden angegebenen Punkt des Paars und für jeden angegebenen Punkt des Paars Ermitteln einer Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf einer Abbildungseinheit einer Bilderfassungsvorrichtung, eines Abstands zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und einer Längsachse einer Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sowie eines Abstands zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt; und
Berechnen eines Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand,
wobei das Berechnen des Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand aufweist: Verwenden der Brennweiten zum Erhalten der klaren Bilder der angegebenen Punkte auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, der Abstände zwischen den klaren Bildpunkten der angegebenen Punkte und einer Längsachse einer Sammellinse sowie der Abstände zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, die bei der Fokussierung auf jeden angegebenen Punkt des Paars ermittelt werden, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Längsachse der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt zu berechnen und den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt,
wobei beim Berechnen des Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand ferner folgende Gleichung verwendet wird: D(A, B) 2 = D(P1, P2)2 + [D(A, P1) + D(B, P2)]2wobei A, B zwei angegebene Punkte des Paars sind, D(A, B) einen Abstand zwischen A und B an dem Gegenstand darstellt, D(P1, P2) einen Abstand zwischen den Projektionen von A und B auf der Längsachse der Sammellinse darstellt, D(A, P1) einen Abstand zwischen A und der Längsachse der Sammellinse darstellt, D(B, P2) den Abstand zwischen B und der Längsachse der Sammellinse darstellt,
wobei D(P1, P2) aus dem Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und dem Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt berechnet wird.

2. Verfahren nach der Anspruch 1, das ferner aufweist: Empfangen von mindestens zwei angegebenen Punkten des abgebildeten Gegenstands, der auf einer Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angezeigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen dem Bildpunkt jedes angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und der Längsachse der Sammellinse mit einem der folgenden Verfahren ermittelt wird:
Ermitteln eines Abstands zwischen einem angezeigten Punkt des angegebenen Punkts auf einer Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung und der Mitte der Anzeige, und Multiplizieren des Abstands mit einem Längenverhältnis eines Bilds auf der Abbildungseinheit zu einem Bild auf der Vorschauanzeige für denselben Gegenstand während der Bilderfassung;
Ermitteln der Anzahl von Messpunkten von dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit zur Mitte der Abbildungseinheit, und Multiplizieren der Anzahl mit der Seitenlänge eines Quadrats, das jeden Messpunkt darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung durch Addieren eines Anfangsabstands von einer hinteren Position der Sammellinse zur Rückseite einer Linseneinheit, eines Abstands von der Rückseite der Linseneinheit zur Abbildungseinheit und eines Verschiebungsabstands der Sammellinse zum Erhalten eines klaren Bilds auf einer Objektebene während des Autofokussierens ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner aufweist: Speichern der angegebenen Punkte und des Abstands zwischen den angegebenen Punkten eines Paars in ein Bild, das während der Bilderfassung des Gegenstands aufgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, das ferner aufweist: Empfangen einer Anfrage zum Anzeigen des Bilds; und Anzeigen des Bilds, der im Bild aufgezeichneten angegebenen Punkte an dem Gegenstand und des Abstands zwischen den im Bild aufgezeichneten angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die mindestens zwei angegebenen Punkte des auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angezeigten Gegenstands mit einem der folgenden Verfahren ermittelt werden:
Empfangen der angegebenen Punkte von einem Touchscreen der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung;
Empfangen der angegebenen Punkte von einer auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung getätigten Mauseingabe; und
Empfangen der angegebenen Punkte aus einer Eingabe über eine auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angeordneten Benutzeroberfläche.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die angegebenen Punkte des Paars für die Abstandsmessung mit einem der folgenden Verfahren bestimmt werden:
Ziehen einer Linie zwischen den beiden angegebenen Punkten auf dem Touchscreen der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung;
Verknüpfen der beiden angegebenen Punkte auf dem Bildschirm der Vorschauanzeige unter Verwendung der Maus;
Eingeben von Koordinaten der beiden angegebenen Punkte auf dem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung.

9. Bilderfassungsvorrichtung, die aufweist:
eine Grundeinheit, die so eingerichtet ist, dass sie fotografiert;
eine Empfangseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie ein Paar angegebener Punkte an einem abgebildeten Gegenstand für die Abstandsmessung bestimmt;
eine Scharfeinstellungseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie jeweils unabhängig voneinander auf jeden angegebenen Punkt des Paars fokussiert, wobei die Scharfeinstellungseinheit ferner so eingerichtet ist, dass sie eine Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf einer Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, einen Abstand zwischen einem klaren Bildpunkts des angegebenen Punkts und einer Längsachse einer Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sowie einen Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt ermittelt; und
eine Berechnungseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie einen Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand berechnet,
wobei die Berechnungseinheit die Brennweite zum Erhalten des klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit, den Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und der Längsachse der Sammellinse sowie den Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit verwendet, die von der Scharfeinstellungseinheit ermittelt werden, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Längsachse der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt zu berechnen, sowie den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse, um den Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand zu berechnen,
wobei die Berechnungseinheit den Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand ferner unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet: D(A, B) 2 = D(P1, P2)2 + [D(A, P1) + D(B, P2)]2wobei A, B zwei angegebene Punkte des Paars sind, D(A, B) den Abstand zwischen A und B darstellt, D(P1, P2) einen Abstand zwischen den Projektionen von A und B auf der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung darstellt, D(A, P1) einen Abstand zwischen A und der Längsachse der Sammellinse darstellt, D(B, P2) den Abstand zwischen B und der Längsachse der Sammellinse darstellt,
wobei D(P1, P2) aus dem Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit und dem Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt berechnet wird.

10. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Empfangseinheit ferner so eingerichtet ist, dass sie mindestens zwei angegebene Punkte an dem abgebildeten Gegenstand empfängt, der auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angezeigt ist.

11. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Scharfeinstellungseinheit den Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt jedes angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit und der Längsachse der Sammellinse mit einem der folgenden Verfahren ermittelt:
Ermitteln eines Abstands zwischen einem angezeigten Punkt des angegebenen Punkts auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung und der Mitte der Anzeige, und Multiplizieren des Abstands mit einem Längenverhältnis eines Bilds auf der Abbildungseinheit zu einem Bild auf der Vorschauanzeige für denselben Gegenstand während der Bilderfassung;
Ermitteln der Anzahl von Messpunkten von dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit zur Mitte der Abbildungseinheit, und Multiplizieren der Anzahl mit der Seitenlänge eines Quadrats, das jeden Messpunkt darstellt.

12. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Scharfeinstellungseinheit den Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit durch Addieren eines Anfangsabstands von einer hinteren Position der Sammellinse zur Rückseite einer Linseneinheit, eines Abstands von der Rückseite der Linseneinheit zur Abbildungseinheit und eines Verschiebungsabstands des Linsensatzes zum Erhalten eines klaren Bilds auf einer Objektebene während des Autofokussierens ermittelt.

13. Bilderfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, die ferner aufweist:
eine Speichereinheit, die so eingerichtet ist, dass sie die angegebenen Punkte und den Abstand zwischen den Punkten der Paare angegebener Punkte in einer dem Bild zugehörigen Datei speichert.

14. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 13, die ferner aufweist:
eine Anzeige, die so eingerichtet ist, dass sie eine Anfrage zum Anzeigen eines Bilds empfängt und das Bild, die angegebenen Punkte und den Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand, die in der dem Bild zugehörigen Datei aufgezeichnet sind, anzeigt.

15. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Empfangseinheit mindestens zwei angegebene Punkte des Gegenstands, der auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angezeigt ist, mit einer der folgenden Möglichkeiten empfängt:
(1) Empfangen der angegebenen Punkte von einem Touchscreen der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung;
(2) Empfangen der angegebenen Punkte von einer auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung getätigten Mauseingabe;
(3) Empfangen der angegebenen Punkte aus einer Eingabe über eine auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angeordneten Benutzeroberfläche.

16. Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Empfangseinheit ein Paar angegebener Punkte an dem Gegenstand für die Abstandsmessung mit einer der folgenden Möglichkeiten bestimmt:
(1) Ziehen einer Linie zwischen den beiden angegebenen Punkten auf einem Touchscreen der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung;
(2) Verknüpfen der beiden angegebenen Punkte auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung unter Verwendung einer Maus;
(3) Eingeben von Koordinaten der beiden angegebenen Punkte auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung.

Description:
HINTERGRUND

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Bilderfassungsvorrichtung oder insbesondere eine Bilderfassungsvorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln des Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand.

Im elektronischen Handel werden häufig Artikel fotografiert und diese Fotos oder Bilder werden dann auf Internetseiten gestellt. Die Kunden erwarten oft, dass mit diesen Bildern die tatsächliche Größe der Artikel angezeigt wird. Dafür müssen Internethändler derzeit zusätzlichen Aufwand betreiben, um die Größe des Artikels selbst zu messen und in der Artikelbeschreibung einen zusätzlichen Absatz für die Größe einzufügen. Die Händler können die Artikelbilder auch bearbeiten und die Artikelgröße nach dem Messen der Artikelgröße in die Bilder einzeichnen. Dies erscheint für die Händler recht unpraktisch.

Es sind andere Szenarien denkbar. Wenn ein Kunde beispielsweise Güter wie Möbel, Immobilien usw. kauft, müssen einige Fotos aufgenommen werden, damit für weitere Überlegungen mehr Angaben zur Verfügung stehen. Diese Kunden wollen stets auch die tatsächliche Größe dieser Güter wissen. Wenn sich ein Händler eine Gewerbefläche anschaut, möchte der Händler wahrscheinlich gleichzeitig auch einige Fotos davon machen und Informationen über die Größe möglicher infrage kommender Flächen sammeln. Wenn ein Polizist an einem Tatort fotografiert, kann es sein, dass er den Abstand zwischen bestimmten Punkten oder die Größe von Beweisstücken ermitteln muss.

Unter diesen Umständen ist es sehr unpraktisch, die Größe manuell zu messen. Die Größe eines zu messenden Gegenstands kann herkömmlicherweise mit einem Maßstab im Anzeigesystem einer Bilderfassungsvorrichtung wie einer Digitalkamera oder einem digitalen Camcorder abgeleitet werden. Auf diese Weise wird die tatsächliche Größe des Gegenstands unter Verwendung dieses Maßstabs berechnet. Für dieses Verfahren muss jedoch der Abstand von jedem von zwei jeweiligen Punkten für die Abstandsmessung zum Fotografierenden derselbe sein; der Abstand zwischen zwei beliebigen Punkten kann ansonsten nicht genau gemessen werden. Der Maßstab im Anzeigesystem ist ferner möglicherweise nicht genau und es ist häufig notwendig, dass der Anwender die gemessene Länge bezogen auf den Maßstab mit bloßem Auge bestimmt, was nicht zufriedenstellende Ergebnisse wie ungenaue Daten oder Nachteile mit sich bringt. Es ist zusätzlich ein weiteres herkömmliches Verfahren vorhanden, bei dem ein dreidimensionales Modell eines Gegenstands erstellt wird, indem ein Gegenstand aus verschiedenen Winkeln unter Verwendung von zwei professionellen Bilderfassungsvorrichtungen fotografiert wird oder indem zwei Bilder jeweils aus zwei verschiedenen Winkeln aufgenommen werden, indem eine einzige professionelle Bilderfassungsvorrichtung bewegt wird. Obwohl eine solche Bilderfassungsvorrichtung keine Funktion zum direkten Messen der Größe des Gegenstands anbietet, kann mit dem Verfahren die Größe des Gegenstands durch Bilderfassung ermittelt werden; derartige professionelle Bilderfassungsvorrichtungen sind jedoch zu teuer, als dass sie sich normale Endverbraucher leisten könnten.

Die US 6 359 644 B1 beschreibt ein visuelles Fernuntersuchungsmesssystem mit einem Linsensystem mit ausgewählten optischen Eigenschaften und einem CCD-Bildwandler. Das System umfasst eine Videoanzeige und einen Bildüberlagerungsgenerator, um das Zielobjekt in der Videoanzeige auszuwählen. Der Bildüberlagerungsgenerator erlaubt dem Bediener, das Bild zu markieren und bestimmt die Anzahl der Pixel zwischen den Cursormarken. Das System umfasst einen Fokussiermechanismus mit einem Fokusmotor mit einer Servo-Rückkopplung, der Fokusdaten und einen Zoommechanismus bereitstellt, der einen Zoommotor mit einer Servo-Rückkopplung umfasst, der Zoomdaten bereitstellt. Das System umfasst einen Mikroprozessor/eine CPU, der die Größe des Zielobjekts berechnet, indem die optischen Eigenschaften, die Fokusdaten, die Zoomdaten und die Pixeldaten mathematisch manipuliert werden.

Die US 5 758 206 A beschreibt eine Linsenpositions-Steuervorrichtung, bei der die Fokussierlinse eines Zoomobjektivs auf der Basis des Ausgangssignals einer Bildaufnahmeeinrichtung bewegt wird, die auf der Bildebene des Zoomobjektivs bereitgestellt ist, um dadurch eine Fokuseinstellung zu bewirken, und die eine Flanschrückverstellung in einer solchen Weise erreicht, dass die Bezugsposition einer Taumellinse in Richtung einer optischen Achse hin und her wechselt, die eine vorbestimmte Position als Referenz aufweist, um den Fokuszustand zu detektieren, und die Automatisierung der Flanschrückverstellung.

Die US 2007/0189751 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen eines Abstands zwischen einem Objekt und einem Benutzer unter Verwendung eines Kameramoduls. Gemäß dem Verfahren wird, wenn das Kameramodul angetrieben wird, eine Zoomfunktion durchgeführt, um zu untersuchen, ob ein Bild auf einer Bildvorrichtung gebildet wird. Wenn die Zoomfunktion abgeschlossen ist, wird eine Fokussierungsfunktion durchgeführt, um zu prüfen, ob eine Fokussierung eingestellt ist. Wenn eine Fokussierung eingestellt ist, werden eine Brennweite ”f” und ein Abstand ”b” zwischen einer Linse und der Bildvorrichtung berechnet. Danach wird ein Abstand ”a” zwischen einem Objekt und einem Benutzer berechnet und unter Verwendung einer Linsengleichung angezeigt. Ein Abstand zwischen einem gewünschten Objekt und einem Benutzer kann nur mit einer Zoomfunktion und einer Fokussierfunktion eines vorhandenen Kameramoduls ohne eine separate Entfernungsmesseinrichtung gemessen werden.

Die JP H05-26 622 A beschreibt ein elektronisches Fotokamerasystem, bei welchem eine CPU, wenn die Größenanzeige eingestellt ist und zwei Messpunkte spezifiziert sind, die Information empfängt, die die Position, die Abstandsinformation und die Zoominformation angibt, und die Daten über die Größe und die Skala, die das Segment angibt, berechnet. Die Quadratwurzel des Produkts des am meisten gedrückten Wertes des EV-Wertes eines Objekts in Bezug auf die Verschlusszeit und der Abstand zu zwei Messpunkten wird berechnet, um den fotografischen Abstand zu erhalten. Die Blendeneinstellung und die Brennweite einer Brennpunkteeinstelllinse werden über eine Verschlusssteuerschaltung und eine Blendenautomatiksteuerschaltung eingestellt.

KURZDARSTELLUNG

Angesichts der vorstehenden Ausführungen besteht bei Verwendung einer normalen Bilderfassungseinheit zum Fotografieren ein großer Bedarf am gleichzeitigen Messen der Größe eines abgebildeten Gegenstands und am gemeinsamen Speichern der Größenangaben und des Bilds des Gegenstands bezogen auf den Artikel.

Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln des Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand während der Bilderfassung des Gegenstands offenbart. Das Verfahren weist auf: Bestimmen eines Paars angegebener Punkte an dem Gegenstand für die Abstandsmessung; jeweils unabhängig voneinander Fokussieren auf jeden angegebenen Punkt des Paars und für jeden angegebenen Punkt des Paars Ermitteln einer Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, eines Abstands zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und einer Längsachse der Sammellinse sowie eines Abstands zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt; und Berechnen eines Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand. Das Berechnen des Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand weist auf: Verwenden der Brennweiten zum Erhalten der klaren Bilder der angegebenen Punkte auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, der Abstände zwischen den klaren Bildpunkten der angegebenen Punkte und einer Längsachse einer Sammellinse sowie der Abstände zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, die bei der Fokussierung auf jeden angegebenen Punkt des Paars ermittelt werden, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Längsachse der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt zu berechnen und den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt.

Beim Berechnen des Abstands zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand wird ferner folgende Gleichung verwendet: D(A, B)2 = D(P1, P2)2 + [D(A, P1) + D(B, P2)]2wobei A, B zwei angegebene Punkte des Paars sind, D(A, B) einen Abstand zwischen A und B an dem Gegenstand darstellt, D(P1, P2) einen Abstand zwischen den Projektionen von A und B auf der Längsachse der Sammellinse darstellt, D(A, P1) einen Abstand zwischen A und der Längsachse der Sammellinse darstellt, D(B, P2) den Abstand zwischen B und der Längsachse der Sammellinse darstellt.

D(P1, P2) wird aus dem Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und dem Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt berechnet.

Gemäß einem weiteren Aspekt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Bilderfassungsvorrichtung offenbart. Die Vorrichtung weist auf: eine Grundeinheit, die so eingerichtet ist, dass sie fotografiert, wobei die Grundeinheit eine Linseneinheit aufweist, die einen von einer Sammellinse gebildeten Linsensatz aufweist, einen Kamerakörper mit einer Abbildungseinheit und eine Vorschauanzeige; eine Empfangseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie ein Paar angegebener Punkte an einem abgebildeten Gegenstand für die Abstandsmessung bestimmt; eine Scharfeinstellungseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie jeweils unabhängig voneinander auf jeden angegebenen Punkt des Paars fokussiert, wobei die Scharfeinstellungseinheit ferner so eingerichtet ist, dass sie eine Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit, einen Abstand zwischen einem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und einer Längsachse der Sammellinse sowie einen Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt ermittelt; und eine Berechnungseinheit, die so eingerichtet ist, dass sie einen Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand berechnet.

Die Berechnungseinheit verwendet die Brennweite zum Erhalten des klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit, den Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und der Längsachse der Sammellinse sowie den Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit, die von der Scharfeinstellungseinheit ermittelt werden, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Längsachse der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt zu berechnen, sowie den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse, um den Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand zu berechnen.

Die Berechnungseinheit berechnet den Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand ferner unter Verwendung der folgenden Gleichung: D(A, B)2 = D(P1, P2)2 + [D(A, P1) + D(B, P2)]2wobei A, B zwei angegebene Punkte des Paars sind, D(A, B) den Abstand zwischen A und B darstellt, D(P1, P2) einen Abstand zwischen den Projektionen von A und B auf der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung darstellt, D(A, P1) einen Abstand zwischen A und der Längsachse der Sammellinse darstellt, D(B, P2) den Abstand zwischen B und der Längsachse der Sammellinse darstellt.

D(P1, P2) wird aus dem Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit und dem Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse bei der Fokussierung auf den angegebenen Punkt berechnet

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die zuvor erwähnten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind mit weiteren ausführlichen Beschreibungen von Ausführungsformen unter Bezug auf zugehörige Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gewöhnlich gleiche Teile in den Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, besser ersichtlich.

1 zeigt eine Abbildungstheorie bei einer Sammellinse;

2 zeigt Verhältnisse zwischen Parametern bei der Fokussierung auf einen einzigen Punkt während der Bilderfassung mit einer Bilderfassungsvorrichtung;

3 zeigt Verhältnisse zwischen Parametern bei der Fokussierung auf jeweils zwei Punkte während der Bilderfassung mit einer Bilderfassungsvorrichtung;

4 zeigt einen Ablaufplan für ein Verfahren zum Ermitteln eines Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand bei der Bilderfassung des Gegenstands;

5 zeigt eine Ausführungsform zum Ermitteln des Abstands zwischen einem klaren Bildpunkt auf einer Abbildungseinheit einer Bilderfassungsvorrichtung und einer Längsachse einer Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung;

6 zeigt eine Abbildungstheorie eines Verfahrens zum Ermitteln des Abstands zwischen einer Sammellinse und einer Abbildungseinheit einer Bilderfassungsvorrichtung; und

7 zeigt ein Funktionsschaubild einer Bilderfassungsvorrichtung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen zur Veranschaulichung der bevorzugten Ausführungsformen detailliert näher beschrieben. Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung kann jedoch in verschiedenen Formen ausgeführt sein und sie sollte nicht durch die hier dargelegten Ausführungsformen eingeschränkt werden. Im Gegensatz dazu sind diese Ausführungsformen dafür vorgesehen, die vorliegende Erfindung umfänglicher und vollständiger zu gestalten und dem Fachmann den Umfang der vorliegenden Erfindung voll und ganz zu vermitteln.

Abbildungstheorie einer Bilderfassungsvorrichtung:

Die Bilderfassungsvorrichtung betrifft hier verschiedene Bilderfassungsvorrichtungen, die Gegenstände gemäß einer Abbildungstheorie einer Sammellinse abbilden, einschließlich Kameras, einer Bildaufnahmeeinheit mit einer Fokussierfunktion, Videoaufzeichnungsvorrichtungen oder dergleichen.

Bei der Abbildungstheorie einer Bilderfassungsvorrichtung handelt es sich tatsächlich um eine Abbildungstheorie einer Sammellinse. 1 zeigt die Abbildungstheorie bei einer Sammellinse. In 1 stellt f eine Brennweite der Sammellinse dar, u stellt einen Abstand des Gegenstands zur Sammellinse dar, v stellt einen Bildabstand zur Sammellinse dar. Die Abbildungstheorie der Sammellinse erfüllt folgende Gleichung: 1/f = 1/u + 1/v(1)

Die theoretische Grundlage für das Ermitteln eines Abstands zwischen zwei Punkten an einem abgebildeten Gegenstand während der Bilderfassung mit der Bilderfassungsvorrichtung wird nachstehend beschrieben.

Die meisten Bilderfassungsvorrichtungen verfügen aktuell über eine Autofokusfunktion, mit anderen Worten können sie automatisch auf einen bestimmten Punkt des Bilds fokussieren. Bei der automatischen Fokussierung kann beim Abbilden ein Fokusbereich ausgewählt werden und eine Bildaufnahmeeinheit mit Fokussierfunktion kann den Fokusbereich einstellen. Da sich der Fokusbereich der Bilderfassungsvorrichtung und die Brennweite der Sammellinse eins zu eins entsprechen, kann die Brennweite der Sammellinse bestimmt werden, indem der Fokusbereich während der Bilderfassung mit der Bilderfassungsvorrichtung ermittelt wird.

2 zeigt das Verhältnis zwischen Parametern bei der Fokussierung auf einen einzigen Punkt während der Bilderfassung mit einer Bilderfassungsvorrichtung. Sofern die Bilderfassungsvorrichtung eine Länge D(A, B) eines Gegenstands AB bestimmen muss (in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt D(X1, X2) einen Abstand zwischen Punkt X1 und Punkt X2 dar), kann sich ein Abstand zwischen einem Endpunkt A und der Bilderfassungsvorrichtung von einem Abstand zwischen einem Endpunkt B und der Bilderfassungsvorrichtung unterscheiden. Gemäß 2 kann bei der Fokussierung auf den Endpunkt A die Brennweite von der Bilderfassungsvorrichtung ermittelt werden. Durch die Fokussierung kann ein Abstand D(A', P5) von einem klaren Bildpunkt A' des Endpunkts A auf einer Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung zu einer Längsachse der Sammellinse von der Bilderfassungsvorrichtung ermittelt werden (Details werden später beschrieben), und ein Abstand D(P4, P5) zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung kann von der Bilderfassungsvorrichtung ermittelt werden (Details werden später beschrieben). Auf der Grundlage einer Brennweite D(P4, F1) der Bilderfassungsvorrichtung kann ein Abstand D(P1, P4) zwischen der Sammellinse und der Ebene senkrecht zu der Längsachse der Sammellinse, auf der sich der Punkt A befindet (mit anderen Worten der Projektionspunkt von Punkt A auf der Längsachse der Sammellinse), wie folgt berechnet werden: 1/D(P4, F1) = 1/D(P1, P4) + 1/D(P4, P5)(2)D(P1, P4) = 1/[1/D(P4, F1) – 1/D(P4, P5)](3)

Gemäß der Ähnlichkeitssätze für Dreiecke kann der Abstand D(A, P1) zwischen dem Punkt A und der Längsachse der Sammellinse wie folgt berechnet werden: D(A, P1)/D(A', P5) = D(P1, P4)/D(P4, P5)(4)D(A, P1) = D(P1, P4)·D(A', P5)/D(P4, P5)(5)

3 zeigt Verhältnisse zwischen Parametern bei der Fokussierung auf jeweils zwei Punkte während der Bilderfassung mit einer Bilderfassungsvorrichtung. Wie in 3 dargestellt ist, kann bei der Fokussierung auf einen weiteren Punkt B mit der Autofokussierung ein klarer Bildpunkt B' von Punkt B auf der Abbildungseinheit durch leichte Verschiebung einer Linseneinheit der Bilderfassungsvorrichtung erzeugt werden. Ähnlich wie bei der Fokussierung bei Punkt A können ein Abstand D(P2, P3) zwischen der Sammellinse und der Ebene, auf der Punkt B liegt (mit anderen Worten der Projektionspunkt von Punkt B auf der Längsachse der Sammellinse) sowie der Abstand D(B, P2) zwischen dem Punkt B und der Längsachse der Sammellinse wie folgt berechnet werden: 1/D(P3, F2) = 1/D(P2, P3) + 1/D(P3, P5)(6)D(P2, P3) = 1/[1/D(P3, F2) – 1/D(P3, P5)](7)D(B, P2)/D(B', P5) = D(P2, P3)/D(P3, P5)(8)D(B, P2) = D (P2, P3)·D(B', P5)/D(P3, P5)(9)

Ein Abstand zwischen den Projektionspunkten von Punkt A und B auf der Längsachse der Sammellinse, das heißt ein Abstand D(P1, P2) zwischen P1 und P2, kann ebenfalls wie folgt ermittelt werden: D(P1, P2) = [D(P1, P4) + D(P4, P5)] – [D(P2, P3) + D(P3, P5)](10)

Die Länge D(A, B) des Gegenstands AB kann dann wie folgt ermittelt werden: D(A, B)2 = D(P1, P2)2 + [D(A, P1) + D(B, P2)]2(11)

4 zeigt einen Ablaufplan für ein Verfahren zum Ermitteln eines Abstands zwischen verschiedenen Punkten an einem abgebildeten Gegenstand bei der Bilderfassung des Gegenstands.

Gemäß 4 werden in Schritt S401 mindestens zwei angegebene Punkte eines abgebildeten Gegenstands empfangen, der auf einer Vorschauanzeige wie einem Sucher einer Bilderfassungsvorrichtung angezeigt wird. Bei dem Sucher kann es sich um eine Anzeige einer Digitalkamera handeln. Das aufzunehmende Bild kann vor der Bilderfassung im Sucher angesehen werden. Die angegebenen Punkte können über eine Benutzereingabe im Sucher ausgewählt werden. Dies kann an einem Bild erfolgen, das auf dem Sucher angezeigt wird, kurz bevor der Fotografierende fotografiert. Wenn es als unpraktisch angesehen wird, die angegebenen Punkte auf dem Sucher auszuwählen, während die Bilderfassungsvorrichtung beim Fotografieren eines Gegenstands hochgehalten wird, kann die Bilderfassungsvorrichtung um einen Vorabmodus ergänzt werden, in dem ein Standbild aufgenommen und ohne Aktualisierung auf dem Sucher angezeigt wird, selbst wenn die Bilderfassungsvorrichtung bewegt wird, und die Daten dieses Standbilds werden nicht dauerhaft gespeichert, sondern können in einem temporären Speicher gespeichert werden, oder selbst wenn sie in einem permanenten Speicher gespeichert werden, werden die Daten in einem folgenden normalen Aufnahmemodus überschrieben. Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Auswählen der zuvor erwähnten angegebenen Punkte. Ein Benutzer kann die Auswahl beispielsweise auf einem Touchscreen des Suchers treffen. Alternativ kann auf einem Bildschirm des Suchers eine Maus vorgesehen sein und der Benutzer kann die angegebenen Punkte über Mausbewegungen auswählen. Alternativ kann für den Benutzer eine Benutzeroberfläche vorgesehen sein und der Benutzer kann Koordinaten der angegebenen Punkte auf dem Bildschirm eingeben.

In Schritt S402 wird ein Paar der angegebenen Punkte an dem abgebildeten Gegenstand für die Abstandsmessung bestimmt. Wenn nur zwei angegebene Punkte empfangen werden, ist standardmäßig ein Abstand zwischen den beiden angegebenen Punkten zu messen. Sind mehr als zwei angegebene Punkte vorhanden, muss das entsprechende Punktepaar für die Abstandsmessung angegeben werden. Das Verfahren zum Angeben des Punktepaars für die Abstandsmessung ähnelt der Vorgehensweise zum Angeben der Punkte. Der Benutzer kann direkt eine Linie zwischen den beiden Punkten auf dem Touchscreen ziehen, um das Punktepaar für die Abstandsmessung anzugeben, wenn Punkte auf dem Touchscreen des Suchers ausgewählt werden. Bei der Auswahl der Punkte mit einer Maus kann der Benutzer die beiden Punkte unter Verwendung der Maus auf dem Bildschirm des Suchers verbinden, um das Punktepaar für die Abstandsmessung anzugeben. Bei der Auswahl von Punkten über die Eingabe von Koordinaten auf dem Bildschirm des Suchers kann der Benutzer ein Koordinatenpaar von zwei entsprechenden Punkten eingeben, um das Punktepaar für die Abstandsmessung anzugeben. In einer Ausführungsform können der Schritt S401 zum Empfangen der angegebenen Punkte und der Schritt S402 zum Bestimmen eines Paars angegebener Punkte für die Abstandsmessung in einem einzigen Empfangsvorgang abgeschlossen werden. Ein Benutzer kann zum Beispiel auf einem Touchscreen des Suchers direkt eine Strecke zeichnen, sodass beide Enden der Strecke als die angegebenen Punkte erkannt werden können, und der der Strecke entsprechende physikalische Abstand kann als der Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem abgebildeten Gegenstand erkannt werden.

In Schritt S403 fokussiert die Bilderfassungsvorrichtung während jeder Bilderfassung jeweils auf jeden angegebenen Punkt. Während des Fokussierens auf jeden angegebenen Punkt werden eine Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, ein Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sowie ein Abstand zwischen der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung ermittelt. Der Vorgang des Fokussierens auf jeden angegebenen Punkt mit der Bilderfassungsvorrichtung erfolgt während eines formalen Bilderfassungsvorgangs, d. h. nachdem der Benutzer auf einen Auslöseknopf gedrückt hat. Der Benutzer kann den Knopf einmal betätigen, um eine aufeinanderfolgende Autofokussierung auf jeden angegebenen Punkt auszulösen, die von einer Scharfeinstellungseinheit in der Bilderfassungsvorrichtung gesteuert wird. Dieser Bilderfassungsvorgang kann deshalb nach dem Betätigen des Auslöseknopfs länger dauern als ein normaler Bilderfassungsvorgang. In einer weiteren Ausführungsform kann ein besonderer Messmodus für die Bilderfassungsvorrichtung eingestellt werden. In diesem Modus darf der Auslöseknopf mehrere Male betätigt werden. Jedes Mal, wenn auf den Auslöseknopf gedrückt wird, fokussiert die Bilderfassungsvorrichtung auf einen der angegebenen Punkte. Alternativ kann die Entsprechung zwischen der Anzahl der Häufigkeit der Betätigung des Auslöseknopfs und dem Vorgang des Fokussierens auf die angegebenen Punkte festgelegt werden. Der die Bilderfassungsvorrichtung haltende Benutzer sollte seine Hände unter keinen Umständen bewegen, um eine Lageveränderung der Bilderfassungsvorrichtung zu verhindern, wodurch wiederum die Bilderzeugungsposition verändert werden könnte. Vorzugsweise kann ein Stativ verwendet werden, um eine gleichbleibende Stellung der Bilderfassungsvorrichtung beizubehalten, um die Bilderzeugungsposition stabil zu halten. Die Bilderfassungsvorrichtung weist üblicherweise eine Vielzahl von Linsensätzen auf, jedoch können sie letztendlich optisch in eine einzige Sammellinse umgewandelt sein. Bei festgelegten Fokussierparametern sind die relativen Positionen der jeweiligen Linsen innerhalb der Bilderfassungsvorrichtung vorgegeben, wodurch die Brennweite der Sammellinse festgelegt ist. Derzeit sind viele Arten von Bilderfassungsvorrichtungen in der Lage, die Brennweite automatisch aufzuzeichnen. Wenn zudem die Anzahl der angegebenen Punkte mehr als zwei beträgt, wenn beispielsweise drei angegebene Punkte A, B und C vorhanden sind, und der Abstand zwischen AB und BC gemessen werden soll, muss lediglich einmal statt zweimal auf Punkt B fokussiert werden, obwohl Punkt B zweimal angegeben wird, wenn die beiden entsprechenden Punkte für die Abstandsmessung bestimmt werden.

Zum Ermitteln des Abstands zwischen dem klaren Bildpunkt auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sind verschiedene Möglichkeiten vorhanden. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform zum Ermitteln des Abstands zwischen dem klaren Bildpunkt auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung, bei der der Abstand über einen Abstand zwischen dem angezeigten Punkt des angegebenen Punkts auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung und der Mitte der Vorschauanzeige, multipliziert mit einem Längenverhältnis des Bilds auf der Abbildungseinheit zu dem Bild auf der Vorschauanzeige bei der Bilderfassung desselben Gegenstands ermittelt wird. Wie in 5 dargestellt ist, befindet sich die Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, beispielsweise ein in der Bildebene angeordneter CMOS/CCD, auf der linken Seite und die Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung befindet sich auf der rechten Seite. Die Abbildungseinheit wandelt auf der Grundlage des fotoelektrischen Effekts optische Signale in elektrische Signale um, danach wird die optische Abbildung auf der Abbildungseinheit auf der Vorschauanzeige angezeigt. Die optische Abbildung auf der Abbildungseinheit ist deshalb auf der Vorschauanzeige im Maßstab vergrößert (die Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung ist gewöhnlich größer als die Abbildungseinheit). Sofern das Längenverhältnis des Bilds auf der Abbildungseinheit zu dem Bild, das auf der Vorschauanzeige angezeigt wird, für denselben Gegenstand d/D beträgt (das in einem Speicher der Bilderfassungsvorrichtung als Parameter aufgezeichnet werden kann), ein Punkt LA auf der Vorschauanzeige einem Punkt A' auf der Abbildungseinheit entspricht, ein Abstand zwischen LA und der Mitte der Anzeige L beträgt und ein Abstand zwischen A' und der Mitte der Abbildungseinheit H beträgt, dann ist H = L·d/D(12)

In einer weiteren Ausführungsform zum Ermitteln des Abstands zwischen dem klaren Bildpunkt auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung handelt es sich bei der Abbildungseinheit, beispielsweise CMOS/CCD, um eine Matrix aus Messpunkten, wobei jeder Messpunkt eine quadratische Form annimmt. Die Bilderfassungsvorrichtung kann die Seitenlänge jedes Messpunkts innerhalb der Matrix aufzeichnen. Ein Prozessor der Bilderfassungsvorrichtung kann den vorstehenden Abstand durch Multiplizieren der Anzahl der Messpunkte zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit und der Mitte der Abbildungseinheit mit der Seitenlänge des Quadrats ermitteln, das einen Messpunkt darstellt.

Der Abstand zwischen der Sammellinse und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung, d. h. D(P4, P5) in 3, kann mit verschiedenen Verfahren abhängig von der Bilderfassungsvorrichtung gemessen werden. Eine speziell dafür vorgesehene Messeinheit kann in der Bilderfassungsvorrichtung zum Messen des Abstands ausgebildet sein, um für eine hohe Genauigkeit zu sorgen. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein weiteres Verfahren bereit, dessen Prinzip in 6 veranschaulicht ist. Wie in 6 dargestellt ist, weist die Bilderfassungsvorrichtung eine Linseneinheit auf, die eine den gesamten Linsensatz darstellende Sammellinse aufweist, und einen Kamerakörper, der die Abbildungseinheit enthält. In diesem Verfahren müssen drei Abstände folgendermaßen gemessen werden: (1) ein Anfangsabstand d1 von der Sammellinse an einer hinteren Position zur Rückseite der Linseneinheit, bei dem es sich um eine Konstante handelt, sobald die Fokussierparameter der Linseneinheit eingestellt sind (diese Entsprechung kann für den späteren Zugriff gespeichert werden); (2) ein Abstand d2 von der Rückseite der Linseneinheit zur Abbildungseinheit innerhalb des Kamerakörpers, der sich je nach verschiedenen Spezifikationen des Kamerakörpers ändert (so ist beispielsweise ein Abstand von der Rückseite der Linseneinheit zur Abbildungseinheit in einem Kamerakörper für das APS-C-Format wegen der kleineren Abbildungseinheit kürzer als in einem Kamerakörper für ein Vollformat) und der Spezifikation des Kamerakörpers entspricht und für den späteren Zugriff in einer Speichereinheit in dem Kamerakörper gespeichert werden kann; (3) ein Verschiebungsabstand d3 zum Erhalten eines klaren Bilds auf einer Objektebene während des Autofokussierens durch Bewegen der Sammellinse. Während des Autofokussierens wird derzeit der Verschiebungsabstand des Linsensatzes zuerst mit einem Softwareprogramm berechnet und dann wird die Linseneinheit von einem Motor entsprechend bewegt; der Verschiebungsabstand des Linsensatzes kann deshalb während des Autofokussierens ermittelt werden. Gemäß 6 ist D(P4, P5) = d1 + d2 + d3. Bei weniger komplizierten einfachen Digitalkameras sind Linseneinheit und Kamerakörper integriert, weshalb die Daten einfacher ermittelt werden können.

Bezogen auf 4 wird in Schritt S404 zwischen den angegebenen Punkten eines Punktepaars an dem Gegenstand für die Abstandsmessung ein Abstand berechnet. Für diese Berechnung sind die in Schritt S403 ermittelten Parameter erforderlich, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung während des Fokussierens und den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt des Paars und der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung zu berechnen, wobei anschließend der Abstand zwischen den angegebenen Punkten des Paars an dem Gegenstand berechnet werden kann. Nach den zuvor beschriebenen Theorien können die Berechnungen von einem Modul innerhalb der Bilderfassungsvorrichtung durchgeführt werden, das ein Verarbeitungsprogramm abarbeitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren, wenn es sich bei der Bilderfassungsvorrichtung um eine digitale Einheit handelt, ferner einen Schritt S405 aufweisen, in dem die angegebenen Punkte und der Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand in einer dem Bild zugehörigen Datei gespeichert werden. Herkömmlicherweise sind in der gespeicherten Datei eines von der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommenen Bilds nur Pixelinformationen enthalten. Im Vergleich dazu können in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die angegebenen Punkte und der Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand auch zusammen mit den Pixelinformationen in der Bilddatei gespeichert werden. Die angegebenen Punkte und der Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand können beispielsweise in einer Datei wie in Tabelle 1 dargestellt gespeichert werden, und dann kann die Datei wie in Tabelle 1 angegeben mit der ursprünglichen Bilddatei, die Pixelinformationen enthält, verknüpft werden. Ein Verfahren zum Herstellen der Verknüpfung von zwei Dateien besteht in der Verwendung desselben Dateinamens, jedoch eines anderen Erweiterungsnamens. Weitere Verfahren sind ebenfalls möglich, beispielsweise durch Erstellen einer spezifischen Verknüpfungstabelle und Durchsuchen der Verknüpfungstabelle beim Anzeigen der Informationen. Wenn branchenweit eine Vereinbarung getroffen werden könnte, kann die ursprüngliche Pixeldatei auch erweitert werden, um die Informationen wie in Tabelle 1 dargestellt über eine Standardschnittstelle direkt in die Pixeldatei zu integrieren. Bei Tabelle 1 handelt es sich in diesem Dokument nur um ein Ausführungsbeispiel für die Aufzeichnung der angegebenen Punkte und des Abstands zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand. Der Fachmann kann verschiedene Aufzeichnungsverfahren wie die Verwendung von Arrays, verketteten Listen oder dergleichen nutzen. Tabelle 1 Aufzeichnung angegebener Punkte und des Abstands zwischen den angegebenen Punkten an einem Gegenstand unter Verwendung einer Tabelle

Nr.Koordinaten des ersten PunktsKoordinaten des zweiten PunktsLänge1(x1, y1)(x2, y2)10 mm2(x3, y3)(x4, y4)20 mm3.........

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt S406 eine Anfrage zum Anzeigen des Bilds empfangen, sodass das Bild, die in dem Bild aufgezeichneten angegebenen Punkte und der Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand angezeigt werden. Den in dem Bild aufgezeichneten angegebenen Punkten und dem Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand, das heißt alle beliebigen zwei angegebenen Punkte und die Strecke zwischen diesen beiden Punkten, kann eine festgelegte Farbe wie rot oder schwarz zugeordnet werden, wobei der Längenwert der Strecke in der Nähe der Strecke angezeigt wird. Die Farbe des Bilds und die festgelegte Farbe sind einander manchmal relativ ähnlich, was eine schlechte Anzeigequalität zur Folge haben könnte. In diesem Fall wird bevorzugt, zuerst Primärfarben eines Bildabschnitts zu ermitteln, in dem die beiden angegebenen Punkte und die Strecke dazwischen dargestellt sind, und dann der festgelegten Farbe eine Farbe mit relativ starkem farblichen Kontrast zu den Primärfarben zuzuordnen, damit die angezeigten Informationen besser zu erkennen sind.

Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Bilderfassungsvorrichtung aufweisen. Wie in 7 dargestellt ist, weist eine Bilderfassungsvorrichtung 700 einen Grundbestandteil 704 zum Fotografieren eines Gegenstands auf. Der Grundbestandteil 704 kann eine Linseneinheit, die einen von einer Sammellinse gebildeten Linsensatz aufweist, eine Fokussiereinheit und eine Abbildungseinheit wie einen Bildsensor oder dergleichen aufweisen. Die Bilderfassungsvorrichtung 700 weist ferner einen Empfänger 701 auf, der so eingerichtet ist, dass er ein Paar angegebener Punkte an dem Gegenstand für die Abstandsmessung bestimmt; und eine Scharfeinstellungseinheit 702, die so eingerichtet ist, dass sie auf jeden angegebenen Punkt fokussiert. Während des Fokussierens auf jeden angegebenen Punkt ist die Scharfeinstellungseinheit 702 ferner so eingerichtet, dass sie eine Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit, den Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt jedes angegebenen Punkts und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sowie den Abstand zwischen der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung und den Abbildungseinheiten ermittelt. Die Bilderfassungsvorrichtung 700 kann ferner eine Berechnungseinheit 703 aufweisen, die so eingerichtet ist, dass sie den Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand berechnet. Der Empfänger 701 ist vorzugsweise auch so eingerichtet, dass er mindestens zwei angegebene Punkte des Gegenstands empfängt, der auf einer Vorschauanzeige wie einem Sucher der Bilderfassungsvorrichtung angezeigt wird.

In 7 verwendet die Berechnungseinheit 703 die Brennweite zum Erhalten eines klaren Bilds des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit, den Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt jedes angegebenen Punkts und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung sowie den Abstand zwischen der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung und den Abbildungseinheiten, um den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung während des Fokussierens zu berechnen, sowie den Abstand zwischen jedem angegebenen Punkt und der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung, um den Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand zu berechnen.

In einer Ausführungsform ermittelt die Scharfeinstellungseinheit den Abstand zwischen dem klaren Bildpunkt auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und der Längsachse der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung mit einer der folgenden Möglichkeiten: (1) Ermitteln eines Abstands zwischen dem angezeigten Punkt auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung und der Mitte der Vorschauanzeige und Multiplizieren des Abstands mit dem Längenverhältnis des Bilds auf der Abbildungseinheit zu dem Bild auf der Vorschauanzeige für denselben Gegenstand; (2) Ermitteln der Anzahl von Messpunkten zwischen dem klaren Bildpunkt des angegebenen Punkts auf der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung und der Mitte der Abbildungseinheit, und Multiplizieren der Anzahl mit der Seitenlänge eines Quadrats, das den Messpunkt der Abbildungseinheit darstellt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Abstand zwischen der Sammellinse der Bilderfassungsvorrichtung und der Abbildungseinheit der Bilderfassungsvorrichtung ermittelt werden durch Addieren eines Anfangsabstands von einer hinteren Position der den Linsensatz der Linseneinheit darstellenden Sammellinse zur Rückseite der Linseneinheit, eines Abstands von der Rückseite der Linseneinheit zur Abbildungseinheit und eines Verschiebungsabstands des Linsensatzes zum Erhalten eines klaren Bilds auf einer Objektebene während des Autofokussierens.

In einer Ausführungsform weist die Bilderfassungsvorrichtung ferner eine (in 5 nicht dargestellte) Speichereinheit auf, die so eingerichtet ist, dass sie die angegebenen Punkte und den Abstand zwischen den angegebenen Punkten in einer einem Bild zugehörigen Datei speichert.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Bilderfassungsvorrichtung ferner eine (in 5 nicht dargestellte) Anzeigeeinheit auf, die so eingerichtet ist, dass sie eine Anfrage zum Anzeigen eines Bilds empfängt und das Bild, die angegebenen Punkte und den Abstand zwischen den angegebenen Punkten an dem Gegenstand, die in der dem Bild zugehörigen Datei erfasst sind, anzeigt.

In einer Ausführungsform empfängt die Empfangseinheit mindestens zwei angegebene Punkte des auf der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angezeigten Gegenstands mit einer der folgenden Möglichkeiten: (1) Empfangen der angegebenen Punkte von einem Touchscreen der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung; (2) Empfangen der angegebenen Punkte über auf dem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung getätigte Mauseingaben; (3) Empfangen der angegebenen Punkte von der auf dem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung angeordneten Benutzeroberfläche.

In einer weiteren Ausführungsform bestimmt die Empfangseinheit ein Paar angegebener Punkte an dem Gegenstand für die Abstandsmessung mit einer der folgenden Möglichkeiten: (1) Ziehen einer Linie zwischen den beiden angegebenen Punkten auf einem Touchscreen der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung; (2) Verknüpfen der beiden angegebenen Punkte auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung unter Verwendung einer Maus; (3) Eingeben von Koordinaten der angegebenen Punkte auf einem Bildschirm der Vorschauanzeige der Bilderfassungsvorrichtung.

Die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung sind zwar unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden, jedoch sollte zu erkennen sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf genau die Ausführungsformen beschränkt sein sollte. Der Fachmann kann ohne Abweichung vom Umfang und Erfindungsgedanken der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Ausführungsformen als verschiedenen Abwandlungen der Ausführungsformen abwandeln. Sämtliche dieser Varianten und Abwandlungen sollen in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.