用于捕获各自具有不同的曝光的多个图像的设备

摘要

本发明涉及一种用于捕获对象的多个图像的设备，其包括设置在平坦表面(31)上的发光单元(51)的组件、至少一个图像捕获单元(41)以及控制单元(21)，其用于以这样的方式控制发光单元的组件：为每个发光单元执行具有根据发光单元的照明位置和参考位置(PR)之间的距离而确定的至少一个光特性的照明。

权利要求

1.一种用于捕获设置在参考位置的对象的多个图像的设备，每个图像具有不同的曝光(11)，所述设备包括：发光单元(51)集合，其包括设置在平坦表面(31)上的至少一个发光单元(51)，其中，每个发光单元(51)依次接通；

至少一个图像捕获单元(41)；以及

监控单元(21)，所述监控单元被设置成控制每个发光单元(51)，以便根据所述发光单元的照明位置和所述参考位置(PR)之间的距离调整由每个发光单元发射的光的至少一个光特性。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个图像捕获单元(41)由所述监控单元(21)控制。

3.一种用于捕获各自具有不同曝光的多个图像的方法，包括以下步骤：将要拍摄的对象定位在参考位置(PR)处；

从拍摄位置(PPV)触发多个图像捕获；

在图像捕获期间，从包含在照明平面(PE)中的多个照明位置中的一个照明位置触发一个发光单元(51)的照明，其中，每个发光单元(51)依次接通；和控制从所述多个照明位置产生的照明，以便根据所述照明位置和所述参考位置之间的距离调整从每个照明位置发射的光的至少一个光特性。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，不同的发光单元(51)的触发是根据取决于它们与所述参考位置(PR)的距离的不同的光特性来执行的。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述发光单元(51)发射的光的强度取决于它们与所述参考位置(PR)的距离，以便对于每个发光单元在所述参考位置(PR)处获得等效接收光强度。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，图像捕获是由至少一个图像捕获单元(41)执行的，所述发光单元(51)和所述至少一个图像捕获单元(41)的触发被同步执行。

说明书

用于捕获各自具有不同的曝光的多个图像的设备

技术领域

[0001] 本发明涉及用于捕获多个图像的设备。

背景技术

[0002] 以已知的方式，使用了使得用几种不同的曝光捕获同一对象的多个图像成为可能的商品名为TAC7 Scanner的设备。所描述的设备是圆顶形状，其内部放置有几个LED型发光体和几个单色照相机。

[0003] 以已知的方式，使得用几种不同的曝光捕获同一对象的多个图像成为可能的设备是美国专利号6654013的主题，其中描述了使得突出形状的感知成为可能的图形系统。该图形系统涉及创建暴露于不同的照明条件的对象的交互式显示图像以揭示表面现象的技术。

[0004] 用于创建交互式显示的设备是圆顶，其包括几个发光体以及在其顶部的孔口，以便在其中放置图像捕获单元。

[0005] 然而，这些解决方案并不完全令人满意。

[0006] 圆顶的构造很难实现，而且它的形状使得工艺的自动化很困难，这使得生产成本很高。此外，圆顶是笨重的，这涉及到几个缺点，特别是在运输过程中。本发明的目标是解决上述全部或部分缺点。

发明内容

[0007] 为此目的，本发明涉及一种用于捕获设置在参考位置的对象的多个图像的设备，每个图像具有不同的曝光，该设备包括：

[0008] 包括设置在平坦表面上的至少一个发光单元的发光单元集合；

[0009] 至少一个图像捕获单元；

[0010] 监控单元；并且

[0011] 监控单元被设置成控制设置在平坦表面上的所有发光单元，以执行每个发光单元的具有至少一个光特性的照明，该至少一个光特性根据发光单元的照明位置和参考位置之间的距离确定。

[0012] 在光源的不同位置分布在半球上的系统中，从源到目标的距离是恒定的。

[0013] 在这里描述的系统中，在于将光源定位在平面的不同点上的简化的构造导致从源到目标的距离的变化。

[0014] 该距离上的变化的结果是目标接收到的光强度中的不想要的变化。

[0015] 所描述的系统集成一种算法，其通过以该非恒定距离引起的变化相反的方式调制源的光强度来以可接受的近似补偿这种不想要的照明变化。

[0016] 因此，靠近位置放置的光源将产生比那些放置在系统外围的光源少得多的照明。

[0017] 由于这些布置，本发明提供了一种解决方案，其自动化简化、其生产成本低并且其尺寸最小。

[0018] 根据本发明的一个方面，所考虑的光特性对应于发光单元的光强度。

[0019] 根据一种可能性，由发光单元发射的光的光强度因此可以根据发光单元的照明位置和参考位置之间的距离之间的比率计算。

[0020] 特别地，用于发光单元的受控光强度可以根据以下比率来调制：

[0021]

[0022] 值d对应于发光单元的照明位置和参考位置之间的距离。值dmax对应于在发光单元的组件的多个照明位置中距离参考位置最远的发光单元的照明位置和参考位置之间的距离。

[0023] 因此，可以将光强度I确定为上述比率的函数f和发光单元可用的或针对发光单元确定的最大光强度Imax的函数f：

[0024]

[0025] 根据一种可能性，针对发光单元控制的光强度可以根据先前描述的比率的平方(即，根据量值)来调制：

[0026]

[0027] 因此，可以将光强度I确定为上述比率的平方的函数f和发光单元可用的或针对发光单元确定的最大光强度Imax的函数f：

[0028]

[0029] 根据函数f的表达式的特定非限制性示例，光强度可以被确定为如下：

[0030]

[0031] 当然，可以使用函数f的近似计算，以便于促进确定的实现。

[0032] 因此，控制单元被配置成通过使用上述函数调制强度来控制用于每个发光单元的照明光强度。

[0033] 根据本发明的一个方面，发光单元可以是任何种类的，例如发光二极管和/或氙灯。

[0034] 根据本发明的一个方面，放置发光单元的平坦表面具有用于允许插入至少一个图像捕获单元的至少一个位置。

[0035] 根据本发明的一个方面，至少一个图像捕获单元可以是任何种类的，例如数字相机或胶片相机。

[0036] 根据实施例，至少一个图像捕获单元由监控单元控制。

[0037] 本发明还涉及一种用于捕获各自具有不同的曝光的多个图像的方法，其包括以下步骤：

[0038] 将要拍摄的对象定位在参考位置；

[0039] 从拍摄位置触发多个图像捕获；

[0040] 其中，在图像捕获期间，从照明位置提供照明，多个图像捕获与包含在照明平面中的多个照明位置相关联；并且

[0041] 其中，从多个照明位置执行照明，其具有根据照明位置和参考位置之间的距离确定的至少一个光特性。

[0042] 根据实施例，不同发光单元的触发是根据取决于它们与参考位置的距离的不同的光特性来执行的。

[0043] 可以使用前面详述的函数f的定义。

[0044] 根据本发明的一个方面，依据根据它们与参考位置的距离的不同的光特性的发光单元的触发使得模拟自然照明成为可能。

[0045] 根据实施例，由发光单元发射的光的强度取决于它们与参考位置的距离，以便对于每个发光单元在参考位置上获得等效强度的接收光。

[0046] 根据本发明的一个方面，由发光单元发射的光的特性可以改变以例如使得发射的光的光谱发生变化。

[0047] 根据本发明的一个方面，由发光单元发射的光的光谱中的变化使得突出要捕获其图像的对象的某些方面成为可能。

[0048] 根据实施例，发光单元和至少一个图像捕获单元的触发被同步执行。

[0049] 根据本发明的一个方面，发光单元和至少一个图像捕获单元的同步触发使得获得与发光单元一样多的曝光成为可能。

[0050] 因此，特别地，可以产生图像捕获集合，其中该集合中的每个图像捕获与照明单元集合中的单元的照明控制同步。

[0051] 可以组合并非不相容的以上定义的各个方面。

附图说明

[0052] 使用下面参照附图公开的详细描述将更好地理解本发明，其中：

[0053] 图1表示根据本发明的用于捕获多个图像的设备；以及

[0054] 图2表示根据本发明的用于发光单元的平坦支撑。

具体实施方式

[0055] 使用下面参照附图公开的详细描述将更好地理解本发明，其中：

[0056] 如图1所示，设备11捕获设置在参考位置PR处的对象的多个图像，每个图像具有不同的曝光。

[0057] 该设备特别地包括设置在平坦表面31上的发光单元51集合以及至少一个图像捕获单元41。

[0058] 至少一个图像捕获单元41可以是任何种类的，诸如例如数字相机或摄像机或CMOS/CCD数字传感器或胶片相机。在图1和图2所示的本发明的实施例中，图像捕获单元41是数字相机。

[0059] 发光单元51可以是任何种类的，诸如例如发光二极管和/或氙灯。在图1和图2所示的本发明的实施例中，发光单元51是发光二极管。

[0060] 如图2所示，通过非限制性示例，设置在平坦表面31上的发光单元51集合包括64个发光单元。

[0061] 有利地，发光单元51集合包括至少一个发光单元51。

[0062] 其上设置有发光单元51的平坦表面31具有用于允许插入至少一个图像捕获单元41的至少一个位置36。

[0063] 为了控制发光单元51集合以获得根据发光单元的照明位置和参考位置PR之间的距离确定的至少一个光特性，并且为了控制至少一个图像捕获单元41和发光单元51的触发，该设备还包括监控单元21。

[0064] 因此，由发光单元发射的光的光强度可以根据发光单元的照明位置和参考位置之间的距离之间的比率进行计算和控制。

[0065] 发光单元的光强度I可以被确定为上述比率的函数f和发光单元可用的或针对发光单元确定的最大光强度Imax的函数f：

[0066]

[0067] 值d对应于发光单元的照明位置和参考位置之间的距离。值dmax对应于在发光单元的组件的多个照明位置中距离参考位置最远的发光单元的照明位置和参考位置之间的距离。

[0068] 根据函数f的表达式的特定模式，光强度可以被确定为如下：

[0069]

[0070] 当然，可以使用函数f的近似计算，以便于促进确定的实现。根据实施例，参考位置PR和图像捕获单元41之间的距离不变化。只有每个发光单元51和参考位置PR之间的距离发生变化。事实上，发光单元51以距参考位置PR不同的距离设置在平坦表面31上，以获得更均匀的呈现。

[0071] 根据实施例，由图像捕获单元41执行至少一个图像捕获单元41和发光单元51的触发。

[0072] 这样的布置使得获得永久照明成为可能，事实上，每个发光单元51依次接通，使得始终有发光单元51接通。这样的布置节省了用于捕获多个图像的时间。

[0073] 在下文中，将描述根据本发明的方法。

[0074] 为了实现各自具有不同的曝光的多个图像的捕获，执行几个步骤。

[0075] 第一步骤在于将要拍摄的对象定位在参考位置PR上。

[0076] 第二步骤在于使用图像捕获单元41从PPV拍摄位置捕获多个图像。

[0077] 在该第二步骤中，对于每个捕获的图像，使用发光单元51从照明位置执行照明。多个图像捕获与包含在照明平面PE中的多个照明位置相关联。

[0078] 使用发光单元51从多个照明位置PE执行照明，发光单元51具有根据照明位置PE和参考位置PR之间的距离确定的至少一个强度。

[0079] 控制单元21同步触发发光单元51和至少一个图像捕获单元41，以获得与发光单元一样多的曝光。

[0080] 有利地，发光单元51的数量越多，捕获的图像的数量就越多。这样可以获得接近真实的呈现。

[0081] 根据非代表性实施例，多图像捕获设备包括单个发光单元51，其使用诸如例如具有两个轴的机动轨道系统的位移单元在由平坦表面31定义的平面上位移。有利地，包括单个发光单元51的多图像捕获设备使得减小所述设备的重量、尺寸和成本成为可能。

[0082] 根据非代表性实施例，多图像捕获设备包括发光单元51子集，其包括多个发光单元51，所述子集使用诸如例如具有两个轴的机动轨道系统的位移单元在由平坦表面31定义的平面上位移。有利地，包括发光单元51子集的多图像捕获设备使得减小所述设备的重量、尺寸和成本成为可能。

[0083] 当然，本发明不限于上述表示和描述的实施例，相反，本发明涵盖了其所有变体。