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Dokumentenidentifikation DE10223923B4 22.07.2004
Titel Verfahren und Anordnung zur fotografischen Aufnahme eines Fahrzeuges
Anmelder ROBOT Visual Systems GmbH, 40789 Monheim, DE;
JENOPTIK Laser, Optik, Systeme GmbH, 07745 Jena, DE
Erfinder Seidel, Wolfgang, 07749 Jena, DE;
Krüger, Ullrich, 07751 Milda, DE;
Schaller, Uwe, 07768 Kahla, DE
Vertreter Patentanwälte Oehmke und Kollegen, 07743 Jena
DE-Anmeldedatum 23.05.2002
DE-Aktenzeichen 10223923
Offenlegungstag 18.12.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.07.2004
IPC-Hauptklasse G03B 15/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fotografischen Aufnahme eines Fahrzeuges, bei dem das Fahrzeug während seiner Abbildung auf ein Aufnahmemedium mit einem Blitzlicht beaufschlagt wird und eine Anordnung zur fotografischen Aufnahme eines Fahrzeuges mit einem Aufnahmegerät, bestehend aus einem Objektiv zur Erzeugung eines Abbildungsstrahlenbündels und einem Aufnahmemedium in der Bildebene des Objektivs.

Um nach deutschem Recht mit der Verkehrsfotografie ein juristisch verwertbares Dokument zu erhalten, müssen neben einer manipulationsfreien und eindeutigen Zuordnung von erfassten Daten, wie Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Ort, Datum und Uhrzeit zum Frontfoto, auf dem Frontfoto der Fahrzeugführer und das Kennzeichen eindeutig erkennbar sein. Eine juristisch zweifelsfreie Zuordnung von Fahrzeugführer zum Kennzeichen ist immer dann gegeben, wenn das Frontfoto mit einer einzigen Aufnahme erzeugt wird. Hierbei ergeben sich jedoch lichttechnische Probleme, die sowohl bei der Nassfilmtechnik, mehr jedoch bei Verwendung von Digitaltechnik, als Aufnahmemedium zu einem hohen Anteil an nicht verwertbaren Frontfotos führen.

Um überhaupt eine Abbildung des Fahrzeugführers zu ermöglichen, muss der Fahrgastinnenraum und damit der Fahrzeugführer hinreichend ausgeleuchtet sein. Dies ist tageslichtunabhängig in einem Entfernungsbereich des Fahrzeuges von dem Aufnahmegerät in der Regel zwischen 30 m und 12 m und bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von bis zu 250 km/h nur mit einem zusätzlichen Blitzlicht möglich. Erschwerend hinzu kommt häufig eine optische Einfärbung der Windschutzscheiben, welche die durch den Fahrzeugführer ohnehin gering reflektierte Strahlung in seiner Intensität zusätzlich mindert.

Das retroreflektierende Kennzeichen hingegen reflektiert die Strahlung zu nahezu 100%.

D. h einerseits ist man bestrebt, das Fahrzeug unter einem möglichst kleinen Winkel aufzunehmen, also das Aufnahmegerät frontal auf die Windschutzscheibe zu richten, um möglichst viel der vom Fahrzeugführer reflektierten Strahlung mit dem Aufnahmegerät zu erfassen, andererseits wäre ein möglichst großer Winkel günstig, damit nur ein geringer vom Kennzeichen reflektierter Strahlungsanteil erfasst wird.

Zusätzliche, die jeweilige Aufnahmesituation beeinflussende Faktoren, sind die ständig wechselnden Lichtverhältnisse, die Aufnahme der Fahrzeuge auf verschiedenen Fahrbahnspuren und die wechselnden meteorologischen Einflüsse.

Die bei realen Verhältnissen entstehenden lichttechnischen Extrema, ortsabhängig bei einem aufzunehmenden Fahrzeug (schwach ausgeleuchteter Fahrzeuginnenraum und überstrahltes Kennzeichen) und deren Veränderung bei nacheinander aufzunehmenden Objekten (Änderung des Tageslichtes, Änderung der Fahrspur u.s.w.) stellen sehr hohe Anforderungen an die Dynamik des Aufnahmemediums.

Aufgrund der wesentlich höheren Auflösung und der deutlich größeren Dynamik (214 Graustufen pro Bildpunkt) wird der Nassfilm noch immer bevorzugt in der Verkehrsfotografie eingesetzt. Extrem unterschiedlich ausgeleuchtete Bildpunkte können durch aufwendige Nacharbeit beim Entwickeln des Films in bestimmten Grenzen bearbeitet werden, so dass die Bildinformation sichtbar wird.

Dies gelingt bei der digitalen Aufnahmetechnik weitaus unzureichender aufgrund der heute noch schlechteren Auflösung und der deutlich geringeren Dynamik (210 Graustufen pro Pixel). Während die Abbildung des Fahrzeugführers im schwach ausgeleuchteten Fahrgastinnenraum eine hohe Empfindlichkeit und Auflösung verlangt, erfordert das überstrahlte Kennzeichen eine sehr hohe Dynamik und Übersteuerungsfestigkeit.

Neben dem ständigen Bestreben, die Physik der Aufnahmemedien zu verbessern, versucht man die aufgezeigten Probleme bei der Verkehrsfotografie entweder durch Verbesserungen in der Auswertung der Bildinformation zu lösen, was für die Digitaltechnik eine elektronische Lösung darstellt oder man versucht, durch optische Lösungen die Abbildung des Objektes zu beeinflussen.

In der DE 35 35 588 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur fotografischen Erfassung stark leuchtender oder reflektierenden Teile eines zu fotografierenden Gesichtsfeldes offenbart. Um z.B. ein retroreflektierendes Kennzeichen eines Fahrzeuges zusammen mit den übrigen, normal ausgeleuchteten Teilen des Gesichtsfeldes fotografisch aufnehmen zu können, wird in der Bildebene der Kamera ein lichtabschwächender Filter angebracht, der sich quer über die Bildebene erstreckt. Die Helligkeit der Abbildung wird im vom Filter abgedeckten Bereich abgeschwächt. Um ein Foto zu erhalten, bei dem gerade die vom Kennzeichen reflektierte Strahlung durch den Filter gedämpft wird, muss das Bild des Kennzeichens im Bereich des Filters entstehen. D.h. die Kamera muss sehr genau auf das Fahrzeug ausgerichtet sein.

In der DE 198 02 811 A1 wird von einer verbesserten Identifizierung des Fahrzeugführers und des Kennzeichens durch eine größere Anzahl von Bildern und Verwendung eines Kontrastverfahrens gesprochen. Es werden jedoch hierzu keine genaueren Angaben geliefert.

Im DE 297 18 274 U1 ist ein Kamerarekorder für Geschwindigkeitsmessgeräte offenbart, der sich durch einen vor das Objektiv gesetzten Verlaufsfilter auszeichnet. Dieser halbseitig eingefärbte Filter mit einem fließenden Übergang vom dunklen zum hellen Teil wird so eingesetzt, dass der dunklere Teil insbesondere die Rückstrahlung des Kennzeichens abschwächt. Die örtlich differenzierte Abschwächung kann jedoch nur völlig unzureichend sein, bis dahin, dass sie gar nicht wirkt, wenn der Filter nahe oder in der Eintrittspupille des Objektives steht.

Neben den bisher aufgezeigten optischen Lösungen, bei denen die reflektierte Strahlung des Kennzeichens sämtlich gedämpft wird, bietet die EP 0621 572 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung an, bei dem zeitgleich zwei unterschiedliche Bildausschnitte einer Verkehrsszene mit zwei Digitalkameras unter einem unterschiedlichen Winkel aufgenommen werden. Die elektronischen Bilddaten beider Aufnahmen werden zur Beweissicherheit gemeinsam abgespeichert. Zwar wird hier das einleitend aufgezeigte Problem einer stark unterschiedlichen Reflexion verschiedener Objektausschnitte nicht explizit als zu lösende Aufgabe dargestellt, es liegt jedoch auf der Hand, dass das Kennzeichen, wenn es unter einem Winkel größer dem Winkel der Retroreflexion aufgenommen wird, nicht mehr überstrahlt, während die lichtschwache Szenerie unter einem eher sehr kleinem Winkel aufgenommen wird. Eine solche Lösung erfordert allein durch die Notwendigkeit von zwei Kameras (Aufnahmegeräte) einen hohen technischen Aufwand und einen hohen Aufwand zur Installation vor Ort.

Während die optischen Lösungen Einfluss auf die Abbildung des Objektes nehmen, betreffen die elektronischen Lösungen, von den nachfolgend zwei genannt werden sollen, die Auswertung der digitalen Bilddaten.

In der DE 199 60 888 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei dem aus den Bilddaten einer Aufnahme wenigstens zwei Bilder unterschiedlicher Helligkeit erzeugt werden. Dazu werden die ersten 8 Bit des CCD-Sensors, die mehr verwertbare Informationen über den Hellanteil enthalten, als Dunkelbild ausgelesen, welches das sehr hell strahlende Kennzeichen einfacher identifizieren lässt. Die letzten 8 Bit des Sensors erzeugen das Hellbild, welches mehr verwertbare Informationen über den Dunkelanteil des Bildes und damit Fahrzeugführer enthält. Vorteilhafterweise sollen diese beiden digitalen Bilder miteinander so kombiniert werden, dass ein Bild entsteht, auf dem man sowohl das Kennzeichen als auch den Fahrzeugführer zumindest besser erkennen kann. Ob die Erkennbarkeit insbesondere des Kennzeichens in jedem Fall gegeben ist, scheint zweifelhaft.

Eine zweite interessante elektronische Lösung ist in der DE 100 29 578 A1 offenbart. Mit dem hier beschriebenen Verfahren können die Belichtung des Kennzeichens und die Belichtung des Fahrgastinnenraumes bei der Feststellung eines Sollwertes (gewünschte Belichtung des Objektes) getrennt behandelt werden. So können Aufnahmen optimiert auf die Helligkeit des Fahrgastinnenraumes und Aufnahmen optimiert auf die Helligkeit des Kennzeichens erzeugt werden, was natürlich mindestens zwei Aufnahmen erforderlich macht.

Der Stand der Technik lässt sich wie folgt zusammenfassen. Keine der aufgezeigten Lösungen sichert hinreichend sowohl die Erkennbarkeit des Fahrzeugführers als auch des Kennzeichens mit einer einzigen Aufnahme eines Fahrzeuges unabhängig vom Aufnahmemedium.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, die mit einer einzigen fotografischen Aufnahme ein Bilddokument schafft, auf dem unabhängig von den objektiven Lichtverhältnissen und vom Aufnahmemedium sowohl der Fahrzeugführer als auch das Kennzeichen zweifelsfrei visuell erkennbar dargestellt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll vorteilhaft durch die Nachrüstung am Markt erhältlicher Aufnahmegeräte für die Verkehrsfotografie geschaffen werden können. Vorzugsweise soll diese Nachrüstung ohne Eingriff in die Hardware des Aufnahmegerätes und ohne eine notwendige Justierung zum Aufnahmegerät durch den Nutzer möglich sein. Durch die Nachrüstung des Aufnahmegerätes soll das Arbeitsregime (z.B. Auslösen der Aufnahme und des Blitzlichtes, Leistung des Blitzlichtes, Auslesen, Speichern und Auswerten der Bildinformation) des Aufnahmegerätes nicht beeinflusst werden. Für den Nutzer soll sich in der Handhabung nichts ändern.

Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass das vom Fahrzeug reflektierte, die Abbildung bewirkende Abbildungsstrahlenbündel in zwei Teilstrahlenbündel aufgespalten wird, wobei das erste Teilstrahlenbündel, mit einer nur unmerklich geringeren Lichtintensität als der des gesamten Abbildungsstrahlenbündels, ein erstes Abbild erzeugt, auf dem der Fahrzeugführer gut erkennbar ist, während das zweite Teilstrahlenbündel mit einer Lichtintensität kleiner 5% ein zweites Abbild erzeugt, auf dem das Kennzeichen gut erkennbar ist, und dass die beiden geometrisch identischen Abbilder auf dem Aufnahmemedium zueinander zeitgleich, örtlich versetzt erzeugt und gespeichert werden.

Für eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Strahlengang des Abbildungsstrahlenbündels Mittel vorhanden sind zur Teilung des Abbildungsstrahlenbündels in zwei zueinander versetzte Teilstrahlenbündel unterschiedlicher Intensität, die auf dem Aufnahmemedium zwei geometrisch identische Abbilder unterschiedlicher Intensität mit einem örtlichen Versatz zueinander bewirken, wobei das erste Abbild den Fahrzeugführer und das zweite Abbild das Kennzeichen gut ausgeleuchtet und erkennbar abbildet.

Vorteilhafte Ausführungen für eine erfindungsgemäße Anordnung sind in den Unteransprüchen 3 bis 8 aufgeführt.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mit einer einzigen Aufnahme eines Objektfeldes zwei geometrisch identische Abbilder des Objektfeldes auf dem gleichen Aufnahmemedium zueinander versetzt erzeugt werden. Es ist dabei erfindungswesentlich, dass das zweite Abbild mit einer sehr geringen Lichtintensität, kleiner 5%, vorzugsweise kleiner 1% erzeugt wird, während für das erste Abbild weitmöglichst die restliche Lichtintensität, die bis hin zu größer 99% der in das Objektiv einfallenden Strahlung sein kann, genutzt wird.

Das erste Abbild, nur unmerklich geringer in der Lichtintensität gegenüber der Abbildung mit voller Lichtintensität, bildet das volle Objektfeld ab, wobei wie bei herkömmlichen Aufnahmen der Fahrzeugführer im Fahrgastraum durch das Blitzlicht beleuchtet gut erkennbar ist und das hochreflektierende Kennzeichen häufig nur als übersteuerter Lichtfleck erscheint. Unterhalb des Fahrzeuges, welches sich praktisch immer auf einem quasi homogenen kontrastarmen Fahrbahnbelag befindet, entsteht auf dem ersten Abbild ein kontrastarmer Bereich.

Das zweite Abbild hingegen ist aufgrund der geringen Lichtintensität fast völlig dunkel, bis auf das Kennzeichen, welches hier optimal belichtet abgebildet ist.

Die beiden Abbilder (Doppelbilder) werden so zueinander versetzt, dass das im zweiten Abbild erkennbare Kennzeichen auf das Aufnahmemedium dorthin abgebildet wird, wohin vom ersten Abbild kontrastarme Bereiche ohne brauchbare Bildinformationen abgebildet werden. Vorzugsweise wird hier der Bereich unterhalb des Fahrzeuges genutzt.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass insbesondere bei der Verwendung elektronischer Aufnahmemedien (CCD-Sensor) aufgrund der geringen Dynamik keine Geisterbilder entstehen. Die verwertbare Bildinformation des zweiten Abbildes (nur das Kennzeichen) wird auf einen Bereich des ersten Abbildes projiziert, in dem keine verwertbare Bildinformation (nur Straßenbelag) vorhanden ist.

Die Bildinformationen beider Abbilder werden gleichzeitig wie eine einzige Abbildung abgespeichert und verarbeitet. Ebenso erfährt ein Nassfilm, verwendet als Aufnahmemedium, eine einmalige Belichtung, so wie eben für einen CCD-Sensor beschrieben.

Fahrzeugführer und Kennzeichen werden juristisch eindeutig und manipulationssicher mit der identischen Abbildungsoptik aufgenommen und in einem Gesamtbild bzw. einem Datensatz gespeichert. Über das Wissen um den Versatz der Abbilder, definiert durch die gerätetechnische Anordnung, ist zumindest für das elektronische Aufnahmemedium auch eine datenmäßige Auflösung des Gesamtbildes in das erste und zweite Abbild möglich und daher eindeutig zuordenbar.

Entscheidend für das gerätetechnisch umzusetzende Verhältnis der Lichtintensität für die beiden Abbilder ist die Lichtmenge, mit welcher das Kennzeichen optimal abgebildet wird. Da dieses Verhältnis gerätetechnisch beliebig realisierbar ist und damit die das zweite Abbild bestimmende Lichtmenge sehr klein, auch kleiner 1 gewählt werden kann, besteht die prinzipielle Möglichkeit ungeachtet der verkehrstechnischen Möglichkeiten, das Aufnahmegerät frontal auf das Fahrzeug zu richten.

Im Unterschied zu den im Stand der Technik aufgezeigten Lösungen, die mit nur mäßigem Erfolg durch optische Dämpfung versuchen, das Problem des überstrahlten Kennzeichens zu lösen, wird hier die gesamte in das Objektiv einfallende Lichtmenge für die Erzeugung des Bildes (hier bestehend aus zwei sich überlagernden Abbildern) genutzt.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung muss Mittel ausweisen, die folgende Teilfunktionen erfüllen:

  • 1. Erzeugung eines Abbildungsstrahlenbündels
  • 2. Auftrennen des Abbildungsstrahlenbündels in zwei Teilstrahlenbündel unter einem bestimmten Lichtintensitätsverhältnis (zur Erzeugung von zwei geometrisch identischen Abbildern unterschiedlicher Intensität)
  • 3. Erzeugung eines optischen Versatzes zwischen den Abbildern
  • 4. Abbildung der beiden Abbilder und Speicherung der Bilddaten

Es ist dem Fachmann klar, dass die einzelnen Teilfunktionen praktisch von unterschiedlichen aber auch gleichen technischen Mitteln erfüllt werden können. Ebenso können einzelne Teilfunktionen durch das Zusammenwirken mehrerer technischer Mittel erfüllt werden.

Aus der Vielzahl der verwendbaren konkreten technischen Mittel und deren Anordnung zueinander lassen sich eine Vielzahl von Anordnungsvarianten generieren.

Alle Anordnungsvarianten bestehen grundsätzlich aus einem Objektiv (Mittel zur Erzeugung eines Abbildungsstrahlenbündels), einem Aufnahmemedium, wie einem Nassfilm (chemische Speicherung) oder einer elektronischen Sensoranordnung (elektronische Speicherung) angeordnet in der Bildebene des Objektives (Mittel zur Abbildung der zwei Abbilder und Speicherung der Bilddaten) sowie Mitteln zur Teilung des Abbildungsstrahlenbündels und zum Versatz der entstehenden Teilstrahlenbündel.

Die Mittel zur Teilung des Abbildungsstrahlenbündels und zum Versatz der entstehenden Teilstrahlenbündel unterscheiden sich für die einzelnen Aufführungsvarianten im Wesentlichen durch das von ihnen verwirklichte physikalische Prinzip, die sich dafür ergebene konkrete technische Realisierung und deren Anordnung innerhalb der Anordnungsvariante.

Prinzipiell können diese Mittel vor dem Objektiv, innerhalb des Objektives oder zwischen dem Objektiv und dem Aufnahmemedium angeordnet sein.

Davon ausgehend, dass sich das abzubildende Objekt (Fahrzeug immer in einer zum Objektiv quasi unendlichen Entfernung befindet), ist das Abbildungsstrahlenbündel zwischen Objekt und Objektiv ein Parallelstrahlenbündel.

Für eine Nachrüstung bereits am Markt befindlicher Aufnahmegeräte kommt damit das Einbringen dieser Mittel, die eine optische Bearbeitung des Strahlenbündels bewirken, insbesondere vor dem Objektiv in Frage. Das zusätzliche Einbringen von optisch wirkenden Mitteln innerhalb des Objektives oder zwischen dem Objektiv und dem Aufnahmemedium ist grundsätzlich nur bei einer Neukonstruktion eines Aufnahmegerätes möglich, da diese zusätzlichen optischen Mittel bei der Berechnung des optischen Systems des Aufnahmegerätes, bestimmt durch das Aufnahmeobjektiv und das Aufnahmemedium, beachtet werden müssen. Der Fachmann wird in Kenntnis der vorliegenden Beschreibung in der Lage sein, derartige Lösungen äquivalent für Neukonstruktionen anzuwenden.

Unabhängig von deren Anordnung können die Mittel zum Auftrennen des Strahlenbündels sowohl auf physikalischer Strahlteilung z.B. mit einem Teilerwürfel, einem Prisma, einer beschichteten Teilerplatte oder einer Fresnelschen Teilerplatte, als auch auf geometrischer Strahlteilung durch Pupillenteilung mit festem oder variablem Teilungsverhältnis beruhen.

Der Versatz der Teilstrahlenbündel kann durch einen Bildwinkelversatz z.B. mit einem Keil, einem Drehkeilpaar, einem Prisma oder einem Winkelspiegel (fest oder variabel) bzw. einem Parallelstrahlenversatz z.B. mit einer Planplatte (fest oder variabel) bewirkt werden.

Alle diese genannten konkreten technischen Mittel sowie weitere stattdessen geeignete sind dem Fachmann bekannt.

Nachfolgend sollen einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden. Hierzu zeigen

1a: erstes Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht 1b : Ausführungsbeispiel nach 1a in Draufsicht

2: Objektivvorsatz für ein zweites Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht

3: Objektivvorsatz für ein drittes Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht

4a: Objektivvorsatz für ein viertes Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht

4b: Objektivvorsatz nach 4a in Schnittdarstellung (IVb-IVb) in der Drehwinkelstellung &phgr; = 0° zum Objektiv

4c: Objektivvorsatz nach 4a in Schnittdarstellung (IVb-IVb) in der Drehwinkelstellung &phgr; = 45° zum Objektiv

4d: Objektivvorsatz nach 4a in Schnittdarstellung (IVb-IVb) in der Drehwinkelstellung &phgr; = 90° zum Objektiv

5: Objektivvorsatz für ein fünftes Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht

Da, wie bereits ausführlich erläutert, die optische Bearbeitung besonders vorteilhaft im parallelen Strahlengang vor dem Objektiv 1 erfolgt, beschreiben alle nachfolgenden Ausführungsbeispiele Anordnungen bestehend aus einem Aufnahmegerät 4 mit einem Objektiv 1, einem Aufnahmemedium 2 in der Bildebene des Objektivs 1, welches sowohl ein Nassfilm als auch ein CCD-Sensor sein kann und einen Objektivvorsatz 3. Der Objektivvorsatz 3 ist für die einzelnen Ausführungsbeispiele unterschiedlich aufgebaut, insbesondere umfassen die einzelnen Ausführungen unterschiedliche konkrete technische Mittel zur Bearbeitung des Strahlenbündels integriert im Objektivvorsatz 3.

Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den 1a und 1b dargestellt.

Gezeigt ist ein Aufnahmegerät 4, von dem neben stilisiert dargestellten Gehäuseteilen nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Baugruppen, nämlich das Objektiv 1 und das Aufnahmemedium 2 dargestellt sind. Der Objektivvorsatz 3 ist über ein am Aufnahmegerät 4 vorhandenes Objektivfiltergewinde 5 über einen Außenring 6 aufgeschraubt. In einem, in dem Außenring 6 eingepassten Haltering 7 ist ein kreisabschnittsförmiger optischer Keil 8 mit einem Winkel &agr; fixiert. Es ist dem Fachmann klar, dass der hier dargestellte Außenring 6, schon allein damit der Haltering 7 eingefügt werden kann, wenigstens eine zweiteilige Baugruppe ist. Es sei noch einmal betont, dass die Darstellungen in den Zeichnungen auf das Wesentliche reduziert wurden, um die Prinziplösungen klar darzustellen.

Durch den Keil 8 wird die Pupillenöffnung 9 geometrisch in zwei Teilflächen aufgeteilt, dabei wird das Teilungsverhältnis und die sich daraus ergebende Intensitätsverteilung für die beiden entstehenden Teilstrahlenbündel von der Dimensionierung der Keilfläche 10 bestimmt. Der Haltering 7 ist im Außenring 6 drehbar gelagert und kann vom Bediener mittels eines in Löcher 12 eingreifenden Lochschlüssels so eingestellt werden, dass ein exakt vertikaler Versatz des zweiten Abbildes, welches von dem durch den Keil 8 verlaufenden Teilstrahlenbündel gebildet wird, gegenüber dem ersten Abbild bewirkt wird, welches durch das unbeeinflusste Teilstrahlenbündel entsteht. Der Versatz wird durch den Keilablenkwinkel &sgr;1 = &agr; (n – 1) bestimmt, wobei &agr; der Winkel des Keils 8 und n die Brechzahl des Keils 8 ist.

Der Bildort 13 des ersten Teilstrahlenbündels, welches unverändert durch die verbleibende freie Fläche 11 der Pupillenöffnung 9 tritt, entsteht wie üblich auf der optischen Achse des Objektives 1 in der Ebene des Aufnahmemediums 2. Das durch den Keil 8 tretende zweite Teilstrahlenbündel trifft unter dem Keilablenkwinkel &sgr;, auf das Objektiv 1 und wird so zur optischen Achse versetzt auf dem Aufnahmemedium 2 abgebildet (Bildort 14 des zweiten Teilstrahlenbündels). Der Objektivvorsatz 3 hat an seiner dem Objektiv 1 abgewanden Vorderseite ein Gewinde gleicher Dimensionierung wie das Objektivfiltergewinde 5. Damit können alle vorhandenen üblichen Filtervorsätze weiterhin benutzt werden. Für stationäre Anlagen ist es sinnvoll, sowohl die Lage des Keils 8 als auch die Keilflächen 10 fest vorzugeben und einzustellen. Eine erfindungsgemäße Erweiterung der Anordnung wäre eine mechanische Verschiebeeinheit, die den Keil 8 in radialer Richtung verschiebbar gestaltet. So könnte speziell bei mobilen und bei mobil-stationären Einrichtungen eine Optimierung der Helligkeit des zweiten Abbildes an die aktuelle Beleuchtungssituation durchgeführt werden.

In 2 ist ein Objektivvorsatz 3 für ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Dieser Objektivvorsatz 3 ist analog zum ersten Ausführungsbeispiel an einem Aufnahmegerät 4 montiert.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist hier als optisches Mittel ein Planplattenpaar 15 vorgesehen, welches einen festen Winkel &agr; einschließend im Haltering 7 fixiert. Das Planplattenpaar 15 stellt einen Winkelspiegel mit Festwinkel dar. Das in die Pupille eintretende Strahlenbündel wird entsprechend der Fresnelschen Gesetze jeweils an der Oberfläche der Planplatten, die je eine optische Grenzfläche (Glas – Luft bzw. Luft – Glas) darstellen, in ein durchtretendes und ein reflektiertes Teilstrahlenbündel aufgeteilt. Das durchtretende Teilstrahlenbündel ist im Sinne der Erfindung das erste Teilstrahlenbündel, welches zur sichtbaren Abbildung des Fahrzeugführers genutzt wird, während das reflektierte Teilstrahlenbündel das zweite Teilstrahlenbündel ist, welches in der Beschreibung der Erfindung konsequent für die sichtbare Abbildung des Kennzeichens vorgesehen ist.

Sind diese Grenzflächen nicht optisch entspiegelt, werden an jeder Fläche ca. 4% der Strahlenintensität reflektiert (bei senkrechtem Durchtritt). Damit hat das direkt durchtretende, erste Teilstrahlenbündel eine Intensität von ca. 85% des in die Pupille eintretenden Strahlenbündels. Der an den sich zugewandten Oberflächen der Planplatten zweimal reflektierte Strahlenanteil bildet das zweite Teilstrahlenbündel mit einer Intensität von ca. 1,5% und verlässt das Planplattenpaar 15 unter einem Winkelversatz gleich der Spiegelwinkelablenkung &sgr;2 = 2&agr; zur optischen Achse. Der verbleibende Rest der Strahlung geht im Wesentlichen durch die Reflexion an der ersten Grenzfläche verloren. Das Teilungsverhältnis lässt sich durch gezielte optische Vergütung der Grenzflächen beliebig beeinflussen.

Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Richtung, in welche das zweite Abbild versetzt wird, durch Drehen des Halterings 7 festgelegt werden.

Nach dem gleichen Prinzip wie das zweite Ausführungsbeispiel funktioniert auch das dritte Ausführungsbeispiel, das in 3 dargestellt ist.

Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel ist der Winkelversatz gleich der Spiegelwinkelablenkung &sgr;2 variabel einstellbar, indem der Winkel &agr; zwischen den ein Planplattenpaar 15 bildenden dünnen Glasplatten um einen Winkelbereich &agr; variiert werden kann.

Mittels einer in den Haltering 7 eingebrachten Stellschraube 16 kann eine der beiden Planplatten gegen die andere variabel um den Winkelbereich &Dgr;&agr; verkippt werden. Der eingestellte Winkel &agr; kann an der Trommel der Stellschraube 16 abgelesen werden.

Die Möglichkeit der Veränderung des Winkelversatzes kann sich bei mobilen Stationen als sinnvoll erweisen, um bei unterschiedlichen Aufnahmeentfernungen (ca. 10 bis 25 m) den Bildversatz der Abbildung des Kennzeichens der abgebildeten Fahrzeuggröße anpassen zu können.

Das vierte Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass es auf konstruktiv einfache Weise gestattet, das Intensitätsverhältnis zu variieren, ohne dass sich der vertikale Bildversatz ändert. Eine solche Lösung wäre besonders vorteilhaft für mobile Einrichtungen, die einfach und schnell auf unterschiedliche Fahrbahnspuren ausgerichtet werden sollen. Wie bereits erläutert, ist der Einfall der vom Kennzeichen reflektierten Strahlung sehr stark abhängig vom Blickwinkel, unter dem das Fahrzeug abgebildet wird.

In den 4a bis 4c ist ein viertes Ausführungsbeispiel dargestellt.

Der Haltering 7 ist zum Außenring 6 und damit zum Aufnahmegerät 4 drehbar gelagert. Im Haltering 7 befindet sich radial zur optischen Achse ausgerichtet ein Pendelkugellager 17. Am Innenring des Pendelkugellagers 17 ist ein Schwerkraftpendel 18 aufgehängt, an dem ein Keil 8 in der Art angebracht ist, dass der Winkel &agr; immer in Lotrichtung liegt, so dass die Strahlablenkung stets in vertikaler Richtung erfolgt.

Wird der Haltering 7 aus der in 4a und 4b dargestellten Nulllage nach rechts oder links verdreht, so schwenkt das Schwerkraftpendel 18 und damit der Keil 8 kontinuierlich aus dem Strahlengang des Objektives 1. Dabei ändert sich das Verhältnis zwischen dem sich im Strahlengang befindlichen Teil der Keilfläche 10 zur freien Fläche 11. Ohne den Versatz der zweiten Abbildung zur Ersten zu beeinflussen, kann die Intensität der zweiten Abbildung stufenlos bis hin zu Null reduziert und natürlich auch wieder erhöht werden. Die 4c und 4d zeigen die Lage des Schwerkraftpendels 18 bei einer Verdrehung des Halteringes 7 gegenüber der Nulllage um 45 bzw. 90°.

In 5 ist ein fünftes, besonders für die Großserie geeignetes Ausführungsbeispiel dargestellt. Gegenüber den bisher aufgezeigten Ausführungsbeispielen ist dieses fünfte Ausführungsbeispiel durch seine einfachste Bauweise mit geringsten Mitteln und Montageaufwand besonders billig herstellbar.

Der Objektivvorsatz 3 ist hier reduziert auf den Außenring 6 und den Keil 8 und wird auf das Objektiv 1 aufgesteckt. Der Keil 8 erstreckt sich über die gesamte Pupillenöffnung 9, wodurch im Unterschied zu den vorher betrachteten Ausführungsbeispielen mit Keil 8 das gesamte Abbildungsstrahlenbündel durch den Keil 8 verläuft. Die beiden Teilstrahlenbündel werden zum einen gebildet durch die Brechung beim Austritt aus dem Keil 8 und durch die zweifache Reflexion im Keil 8. Beide Teilstrahlenbündel werden hier um einen Winkelversatz zur optischen Achse abgelenkt. Das erste Teilstrahlenbündel wird durch Brechung um den Keilablenkwinkel &sgr;1 = &agr; (n – 1) und das zweite Teilstrahlenbündel durch Reflexion um die Spiegelwinkelablenkung &sgr;2 = 2&agr; abgelenkt. Der Winkel &agr; ist gleich den Keilen 8 der anderen Ausführungsbeispiele ein Winkel gegenüber einer Senkrechten zur optischen Achse, d.h. die Eintrittsfläche des Keiles 8 steht senkrecht auf der optischen Achse, während die Austrittsfläche gegenüber dieser Senkrechten um den Winkel &agr; geneigt angeordnet ist.

1 Objektiv 2 Aufnahmemedium 3 Objektivvorsatz 4 Aufnahmegerät 5 Objektivfiltergewinde 6 Außenring 7 Haltering 8 Keil 9 Pupillenöffnung 10 Keilfläche 11 freie Fläche 12 Loch 13 Bildort des ersten Teilstrahlenbündels 14 Bildort des zweiten Teilstrahlenbündels 15 Planplattenpaar 16 Stellschraube 17 Pendelkugellager 18 Schwerkraftpendel &phgr; Drehwinkel &agr; Winkel n Brechzahl &sgr;1 Keilablenkwinkel &sgr;2 Spiegelwinkelablenkung

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur fotografischen Aufnahme eines Fahrzeuges, bei dem das Fahrzeug während seiner Abbildung auf ein Aufnahmemedium (2) mit einem Blitzlicht beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Fahrzeug reflektierte, die Abbildung bewirkende Abbildungsstrahlenbündel in zwei Teilstrahlenbündel aufgespalten wird, wobei das erste Teilstrahlenbündel mit einer nur unmerklich geringeren Lichtintensität als der des gesamten Abbildungsstrahlenbündels ein erstes Abbild erzeugt, auf dem der Fahrzeugführer gut erkennbar ist, während das zweite Teilstrahlenbündel mit einer Lichtintensität kleiner 5% ein zweites Abbild erzeugt, auf dem das Kennzeichen gut erkennbar ist, und dass die beiden geometrisch identischen Abbilder auf dem Aufnahmemedium (2) zueinander zeitgleich, örtlich versetzt erzeugt und gespeichert werden.
  2. Anordnung zur fotografischen Aufnahme eines Fahrzeuges mit einem Aufnahmegerät (4), bestehend aus einem Objektiv (1) zur Erzeugung eines Abbildungsstrahlenbündels und einem Aufnahmemedium (2) in der Bildebene des Objektives (1) dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang des Abbildungsstrahlenbündels Mittel vorhanden sind zur Teilung des Abbildungsstrahlenbündels in zwei zueinander versetzte Teilstrahlenbündel unterschiedlicher Intensität, die auf dem Aufnahmemedium (2) zwei geometrisch identische Abbilder unterschiedlicher Intensität mit einem örtlichen Versatz zueinander bewirken, wobei das erste Abbild den Fahrzeugführer und das zweite Abbild das Kennzeichen gut ausgeleuchtet und erkennbar abbildet.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel in Abbildungsrichtung vor dem Objektiv (1) als Bestandteil eines Objektivvorsatzes (3) im Strahlengang des Abbildungsstrahlenbündels angeordnet sind.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein miteinander einen Winkel (&agr;) einschließendes Planplattenpaar (15) sind, so dass durch physikalische Strahlteilung der durch Reflexion an den Oberflächen der Planplatten geführte Strahlungsanteil das erste Teilstrahlenbündel und der hindurchtretende Strahlungsanteil das zweite Teilstrahlenbündel bildet und das erste Teilstrahlenbündel um einen Winkelversatz gleich der Spiegelwinkelablenkung &sgr;2 = 2&agr; gegenüber der optischen Achse abgelenkt wird.
  5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel ein Keil (8) mit der Brechzahl (n) und einem Winkel (&agr;) verwendet wird, der in den Abbildungsstrahlengang hineinragt und der durch geometrische Strahlteilung den auf die in den Abbildungsstrahlengang hineinragende Keilfläche (10) auftreffenden Strahlungsanteil als zweites Teilstrahlenbündel um einen Winkelversatz gleich dem Keilablenkwinkel &sgr;1 = &agr; (n – 1) ablenkt und den nicht durch die Keilfläche (10) verlaufenden Strahlungsanteil als erstes Teilstrahlenbündel unbeeinflusst lässt.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilfläche (10) in den Abbildungsstrahlengang hinein und hinaus bewegbar ist, wodurch die optisch wirksame Fläche der Keilfläche (10) variiert wird, was eine Veränderung der Intensität insbesondere des zweiten Teilstrahlenbündels zur Folge hat.
  7. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel ein Keil (8) mit der Brechzahl (n) und einem Winkel (&agr;) verwendet wird, der über eine physikalische Strahlteilung das erste Teilstrahlenbündel durch Brechung um einen Winkelversatz gleich dem Keilablenkwinkel &sgr;1 = &agr; (n – 1) gegenüber der optischen Achse ablenkt und das zweite Teilstrahlenbündel durch Reflexion um einen Winkelversatz gleich der Spiegelwinkelablenkung &sgr;2 = 2&agr; gegenüber der optischen Achse ablenkt.
  8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Objektiv (1) zugewandten Seite des Objektivvorsatzes (3) ein Außengewinde vorhanden ist, über welches der Objektivvorsatz (3) mit einem am Objektiv (1) vorhandenen Objektivfiltergewinde (5) verbunden ist und dass sich auf der dem Objektiv (1) abgewanden Seite ein Innengewinde gleich dem Objektivfiltergewinde (5) befindet, welches die zusätzliche Montage eines Filters ermöglicht.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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