DE102021118516B3

DE102021118516B3 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes

Info

Publication number: DE102021118516B3
Application number: DE102021118516.5A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-18
Filing date: 2021-07-18
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2041-07-19
Also published as: KR20240037279A; WO2023001737A1; EP4374216A1; CN117918006A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes (60), die mindestens eine streifenförmige Projektionsfläche (11) und mindestens ein Lichtelement (13) zum Beleuchten der Projektionsfläche (11) umfasst. Die Projektionsfläche (11) ist beweglich angeordnet, wobei die Vorrichtung (10) mindestens eine Bewegungseinrichtung (28) zur Bewegung der Projektionsfläche (11) umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung (10) eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Lichtelement (13) synchron zu einer Bewegung der Projektionsfläche (11) anzusteuern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes.
Stand der Technik
Die Anforderung, ein Objekt so zu fotografieren, als stünde es in einer anderen Umgebung, ist im Stand der Technik bekannt. Typischerweise wird dies mit großen LED-Flächen erreicht. So offenbart zum Beispiel EP 1 393 124 B1 eine große Lichtfläche, die zur Erzeugung einer gewünschten Beleuchtung eines zu fotografierenden Objektes dient. Dabei ergeben sich allerdings viele Nachteile, beispielsweise, dass sich das System einerseits schwer an individuelle unterschiedliche Beleuchtungssituationen anpassen lässt und andererseits das System sehr kostenintensiv ist, gerade wenn es sich um große zu beleuchtende Objekte handelt.
US 2010/ 0 079 729 A1 beschreibt ein System um Bilder auf Flugzeugblättern anzuzeigen.
DE 10 2006 052 570 A1 offenbart eine stationäre Anzeigevorrichtung mit einem in der Projektionsrichtung veränderlichen Projektor.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes derart zu verbessern, dass Objekte auf effektive, einfache und kostengünstige Weise realistisch beleuchtet werden können.
Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes, die mindestens eine streifenförmige Projektionsfläche umfasst. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung genau eine streifenförmige Projektionsfläche. Ferner kann die Vorrichtung mehrere, bspw. zwei, drei oder vier Projektionsflächen, umfassen. Die mindestens eine Projektionsfläche kann aus Folie, Plexiglas oder Silikon ausgebildet sein. Die Breite der Projektionsfläche betrifft insbesondere weniger als 20 %, am meisten bevorzugt weniger als 5 %, der Länge des Projektionselementes.
Die Vorrichtung umfasst ferner mindestens ein Lichtelement zum Beleuchten der Projektionsfläche. Die Projektionsfläche ist dabei beweglich angeordnet, wobei die Vorrichtung zur Bewegung der Projektionsfläche mindestens eine Bewegungseinrichtung umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Lichtelement synchron zu einer Bewegung der Projektionsfläche anzusteuern.
Unter einer Projektionsfläche ist insbesondere eine Rückprojektionsfläche zu verstehen. Dies bedeutet, dass das mindestens eine Lichtelement das Objekt nicht direkt beleuchtet, sondern die Projektionsfläche auf einer vom Objekt aus gesehenen Rückseite bescheint, sodass das Objekt mit einer indirekten Beleuchtung beschienen wird. In anderen Worten strahlt das Lichtelement in Richtung des zu beleuchtenden Objektes die Projektionsfläche an. Bei der Projektionsfläche handelt es sich vorzugsweise um ein diffuses Durchlichtelement.
Bei dem Lichtelement kann es sich beispielsweise um mindestens einen Projektor, insbesondere einen Videoprojektor beziehungsweise Beamer, handeln. Dieser kann die gesamte Projektionsfläche beleuchten. Ferner kann die Vorrichtung mehrere Projektoren aufweisen, die vorzugsweise einen zuvor definierten Abschnitt der Projektionsfläche beleuchten. Ferner kann es sich bei dem Lichtelement um ein LED-Element, handeln, das vorzugsweise drei Leuchtdioden in den Farben Rot, Grün und Blau, am meisten bevorzugt mit einer zusätzlichen Diode in der Farbe Weiß, umfasst. Es kann jedes Lichtelement als Pixel ausgebildet sein. Es sind einzelne LED-Elemente und vorzugsweise auch die einzelnen Leuchtdioden dieser einzeln ansteuerbar, sodass Licht mit unterschiedlichen Intensitäten und verschiedenen Farben gemischt werden kann.
Insbesondere weist die Vorrichtung eine Aufhängung auf, mittels derer die Projektionsfläche hängend angeordnet ist. Die mindestens eine Bewegungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, die Projektionsfläche translatorisch und/oder rotatorisch zu bewegen. Die mindestens eine Bewegungseinrichtung umfasst insbesondere einen Motor.
Insbesondere umfasst die Aufhängung zumindest eine Bewegungseinrichtung zur translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung der Projektionsfläche. Neben dieser Bewegungseinrichtung kann die Vorrichtung eine weitere Bewegungseinrichtung umfassen, die vorzugsweise die gesamte Aufhängung, bspw. translatorisch, bewegen kann. Mittels der translatorischen Bewegung kann die bewegte und beleuchtete Projektionsfläche bspw. ein Lichttunnel erzeugen.
Das mindestens eine Lichtelement ist dazu ausgebildet, Bildinformationen abzuspielen und auf diese Weise die Projektionsfläche zu beleuchten. Unter dem Begriff „Bildinformationen“ kann ein Bild, vorzugsweise ein Foto, und/oder ein Video zu verstehen sein. Bspw. kann es sich um ein einziges Bild, bspw. eine Echtzeitaufnahme oder ein künstlich zusammengestelltes Bild, handeln. Ferner kann mittels des mindestens einen Lichtelementes eine Bildabfolge oder ein Video abgespielt werden. Dies ist insbesondere für Panoramafotos interessant.
Die Ansteuerung des mindestens einen Lichtelementes wird mit der Bewegung der Projektionsfläche synchronisiert, und zwar vorzugsweise derart, dass der Eindruck entsteht, dass sich das Objekt in einer durch die Bildinformationen definierten Umgebung befindet. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Projektionsfläche positionsabhängig anzusteuern, das heißt abhängig von einer Position der zu bewegenden Projektionsfläche. Bei einer Rotation ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Projektionsfläche winkelabhängig anzusteuern, wobei mittels der bewegten und beleuchteten Projektionsfläche eine vollumfängliche Beleuchtung des Objektes erreicht werden kann. So entsteht eine hemisphärische Beleuchtung, die keine Abrisskanten aufweist. Auf diese Weise kann auf der bewegten Projektionsfläche eine „künstliche“ Umgebungsbeleuchtungssituation des Objektes dargestellt werden, deren Ausmaße wesentlich größer als die der Projektionsfläche sind.
Wird das Objekt mittels einer Kamera, vorzugsweise in einem Langzeitbelichtungsmodus aufgenommen, entsteht der optische Eindruck, dass sich das Objekt nicht in seiner wahren Umgebung, sondern in einer anderen, gewünschten Umgebung, die bewusst durch Wahl der Bildinformationen beeinflusst werden kann, aufhält. Es können somit authentische Umgebungsbeleuchtungssituationen erzeugt werden, die sich dann wiederum authentisch auf beispielsweise einer spiegelnden oder reflektierenden Fläche des zu beleuchtenden Objektes, widerspiegeln. Auch die Refraktion durch transparente Flächen des Objektes ist somit realitätsnah. Dabei passiert die Projektionsfläche den Bereich zwischen dem Objekt und der Kamera, wobei aufgrund der vorzugsweise regelmäßigen Bewegung der Projektionsfläche dies nicht auf den Aufnahmen des Objektes zu sehen ist.
Während die Projektionsfläche beweglich angeordnet ist, kann das mindestens eine Lichtelement ebenfalls beweglich oder ortsfest angeordnet sein.
Die Vorrichtung kann ferner eine Kamera zur Aufnahme eines Fotos und/oder eines Videos des Objektes umfassen, die vorzugsweise mittels Langzeitbelichtung während der Bewegung und Beleuchtung der Projektionsfläche das Objekt aufnimmt.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Vielzahl von Lichtelementen, wobei die Lichtelemente auf einem Träger angeordnet sind. Der Träger ist vorzugsweise ebenfalls streifenförmig ausgebildet. Es sind die Lichtelemente erfindungsgemäß einzeln ansteuerbar. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Träger , vorzugsweise in einem Abstand zur Projektionsfläche, mit der Projektionsfläche verbunden, sodass auch der Träger zusammen mit der Projektionsfläche beweglich angeordnet ist.
Die Vielzahl von Lichtelementen kann auf dem Träger vorzugsweise in mindestens einer, vorzugsweise genau einer, Reihe angeordnet sein. Vorzugsweise kann die Vielzahl von Lichtelementen in mehreren, vorzugsweise zwei, drei oder vier Reihen auf dem Träger angeordnet sein, wobei diese parallel und in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein können. Dabei können die Reihen so zueinander versetzt sein, dass sich die unbeleuchteten Zwischenräume zwischen den Lichtelementen in der Seitwärtsbewegung schließen. Es kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Reihen von Lichtelementen zeitversetzt anzusteuern. Somit kann ein besonders nahtloser, in anderen Worten lückenloser, Übergang zwischen dem optischen Ergebnis unterschiedlich ansteuerbarer Reihen von Lichtelementen erzeugt werden. Die Ansteuerung kann mittels Pixelmapping erfolgen.
Eine Projektionsfläche mit einem zugehörigen Träger bildet vor allem einen Beleuchtungsarm, wobei die Vorrichtung vorzugsweise genau einen oder mehrere, bspw. zwei oder drei, Beleuchtungsarme umfassen kann.
Die Projektionsfläche und/oder der gebildete Beleuchtungsarm können vorzugsweise jeweils zumindest abschnittweise gekrümmt ausgebildet sein. Insbesondere ist die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm in zumindest einem Abschnitt bogenförmig, am meisten bevorzugt halbkreisförmig, ausgebildet. Ferner kann sich die gekrümmte Ausbildung über die gesamte Länge der Projektionsfläche und/oder des Beleuchtungsarmes erstrecken. Das Objekt kann insbesondere in einem Mittelpunkt der Krümmung angeordnet sein. Es muss keine konstante Krümmung vorliegen, sondern diese kann in unterschiedlichen Bereichen verschieden sein. Neben mindestens einem gekrümmten Abschnitt kann die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm auch geradlinige Abschnitte oder Winkelstücke umfassen.
Eine Projektionsfläche oder ein Beleuchtungsarm kann insbesondere ausgehend von einer Position eines Objektes einen Winkelbereich überspannen, beispielsweise einen Winkelbereich von mindestens 45°, vorzugsweise mindestens 90°, ferner bevorzugt mindestens 180°, am meisten bevorzugt mindestens 270°. Dies trifft vorzugsweis auf sämtliche Projektionsflächen oder Beleuchtungsarme zu. So kann sich eine Projektionsfläche oder ein Beleuchtungsarm ausgehend von einer Aufhängung zu einer Seite oder zu beiden Seiten des Objektes erstrecken. An einer gegenüberliegenden Seite der Projektionsfläche oder des Beleuchtungsarmes, ausgehend von einer Aufhängung, kann beispielsweise ein Gegengewicht angeordnet sein, um die Gewichtsverteilung zu optimieren.
Die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm können in einem mittleren Bereich an der Aufhängung hängend angeordnet sein. Ferner können diese in einem Endbereich an einem Längsende an einer Aufhängung angeordnet sein.
Unterschiedliche Projektionsflächen oder unterschiedliche Beleuchtungsarme können in einem unterschiedlichen Raumwinkel, bspw. bezogen auf die Aufhängung, angeordnet sein. Die Projektionsflächen bzw. Beleuchtungsarme können umfänglich gleichmäßig angeordnet sein. Bspw. können zwei Projektionsflächen oder Beleuchtungsarme mit vorzugsweise gleicher Krümmung in einem Winkelabstand von mindestens 90°, am meisten bevorzugt in einem Winkelabstand von etwa 180°, angeordnet sein.
Dabei ist die Projektionsfläche vor allem derart ausgebildet, das zu beleuchtende Objekt zumindest teilweise zu überspannen. Gleiches kann für den Träger gelten. Dabei ist die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm insbesondere derart angeordnet, dass sich das Objekt in der Mitte der Krümmung, beispielsweise der bogenförmigen oder halbkreisförmigen Ausbildung befindet.
Die Vorrichtung kann insbesondere eine Stützstruktur umfassen, die die Projektionsfläche oder den Beleuchtungsarm, bspw. zusätzlich zu der Aufhängung, hält. Die Stützstruktur kann an der Aufhängung hängend angeordnet sein, wobei die Projektionsfläche oder deren Träger direkt an der Stützstruktur und somit indirekt an der Aufhängung angeordnet sein kann. Ferner kann eine direkte Befestigung an der Aufhängung vorgesehen sein. Die Projektionsfläche bzw. ein Beleuchtungsarm können insbesondere lösbar mit der Stützstruktur verbunden sein, bspw. mittels Befestigungselementen wie Seilen oder Bändern. Somit ist die Projektionsfläche oder der gesamte Beleuchtungsarm austauschbar und somit bspw. die Diffusion und/oder die Art der Pixel variabel.
Die Stützstruktur kann mehrere Stützarme umfassen, wobei beispielsweise ein Stützarm oder zwei Stützarme einem Beleuchtungsarm oder einer Projektionsfläche zugeordnet sein können. Erstreckt sich eine Projektionsfläche oder ein Beleuchtungsarm zu beiden Seiten des Objektes, kann dieser bzw. diesem auch zwei Stützarme, einen zu jeder Seite hin, zugeordnet sein. Die Stützarme können sich beispielsweise von der Aufhängung aus erstrecken. Die Stützarme können derart ausgebildet sein, dass sie die gleiche Bewegung, beispielsweise eine Rotation oder Translation, der Projektionsfläche oder des Beleuchtungsarms ausführen.
Insbesondere bewegt sich ein Stützarm zusammen mit der entsprechenden Projektionsfläche oder des Beleuchtungsarmes.
Alternativ zu einer hängenden Anordnung kann die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm an mindestens einer Bewegungseinrichtung, die am Boden angeordnet ist, angeordnet sein. Beispielsweise kann die Projektionsfläche von einer Bewegungseinrichtung zu einer anderen Bewegungseinrichtung ein Objekt überspannen, wobei die Bewegungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Projektionsfläche oder den Beleuchtungsarm rotatorisch und/oder translatorisch zu bewegen. Dabei können die Bewegungseinrichtungen beispielsweise Rollen für die Bewegung auf dem Boden umfassen. Ferner kann die Vorrichtung beispielsweise ein Schienensystem auf dem Boden umfassen, auf dem sich die Bewegungseinrichtungen bewegen können.
Weiterhin kann das Objekt beispielsweise auf einer Präsentierfläche, beispielsweise auf der Oberfläche eines Tisches angeordnet sein, wobei auch dann die Projektionsfläche oder ein Beleuchtungsarm derart ausgebildet sein kann, das Objekt zu überspannen. Beispielsweise kann eine Stützstruktur an der Präsentierfläche, bspw. an der Tischplatte des Tisches, angeordnet sein. Ferner kann die Stützstruktur an einem Tischbein angeordnet sein und dieses bspw. umschließen. Beide Längsenden der Projektionsfläche oder des Beleuchtungsarmes können an der Stützstruktur befestigt sein. Bspw. kann die Stützstruktur Stützarme aufweisen, an der die Längsenden befestigt sein können. Mittels einer Bewegungseinrichtung kann die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm um das Objekt rotiert und/oder verschwenkt werden. Bspw. kann die Stützstruktur zusammen mit der Projektionsfläche beziehungsweise der Beleuchtungsarm sich rotatorisch um die Längsachse des Tischbeines bewegen.
Ferner kann die Vorrichtung ein Aufnahmeelement umfassen, auf dem das Objekt platziert werden kann. Das Aufnahmeelement kann dabei derart ausgebildet sein, dass es ebenfalls eine rotatorische Bewegung ausführen kann, bspw. mittels einer Bewegungseinrichtung. Auch kann eine Vorrichtung mindestens einen Beleuchtungsarm umfassen, der auf einem Untergrund, beispielsweise einer Bodenplatte, beweglich angeordnet ist. Es kann der Beleuchtungsarm derart angeordnet sein, dass er das Objekt von dem Aufnahmeelement aus in einem Winkelbereich von mindestens 40° überspannt. Der mindestens eine Beleuchtungsarm kann auch auch das gesamte Objekt überspannen.
Vorzugsweise ist die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm flexibel ausgebildet, sodass sich deren Krümmung verändert lässt. In anderen Worten liegt keine starre Ausbildung vor, sondern die Krümmung lässt sich durch äußere Einwirkung verändern.
Beispielsweise kann die Vorrichtung eine Einheit zur Krümmungsveränderung aufweisen, die eine entsprechende Kraft auf die Projektionsfläche oder den Beleuchtungsarm ausüben kann, sodass sich deren Krümmung verändert. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, die Krümmung während der Aufnahme eines Bildes, das heißt während der Erzeugung einer Beleuchtung des Objektes zu verändern.
Die Einheit zur Krümmungsveränderung kann beispielsweise mindestens einen Seilzug und/oder Gewichte umfassen, wobei die Steuereinheit die Einheit zur Krümmungsveränderung derart ansteuern kann, dass sich die Krümmung beispielsweise auch in Abhängigkeit der Beleuchtung mittels der Lichtelemente, verändert. Der Seilzug kann ein Seil und eine Umlenkrolle umfassen. Dabei kann ein Ende des Seils an der Aufhängung befestigt sein, während das andere Ende an der Projektionsfläche oder am Beleuchtungsarm an einem Aufhängungspunkt befestigt sein kann. Der Aufhängungspunkt kann bezogen auf den Beleuchtungsarm oder die Projektionsfläche ortsfest sein oder sich über dessen Länge, bspw. je nach Kraftverteilung oder motorisiert, verschiebbar sein.
Eine Projektionsfläche oder ein Beleuchtungsarm kann einfahrbar und/oder abklappbar sein. Das Einfahren oder Abklappen kann beispielsweise motorisiert erfolgen. Bspw. kann die Aufhängung eine Ausnehmung aufweisen, durch die sich die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm bewegen lässt, sprich in anderen Worten einfahren, sodass sich deren bzw. dessen Position verändert. Dabei kann es sich bei der Ausnehmung um eine Durchgangsöffnung handeln, sodass sich die Projektionsfläche oder der Beleuchtungsarm durch die Ausnehmung bewegt. Auch können sich unterschiedliche Unterbereiche der Projektionsfläche und/oder des Beleuchtungsarm teleskopartig ineinanderschieben oder derart einfahrbar sein, dass diese nebeneinander angeordnet sind. Es kann bspw. erreicht werden, dass zumindest ein Ende der Projektionsfläche oder des Beleuchtungsarms insgesamt näher an der Aufhängung angeordnet ist und somit nicht störend in Bezug auf ein Objekt, eine Kamera oder einen Untergrund ist.
Die Projektionsfläche und/oder der Beleuchtungsarm kann verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen Diffusionsgraden aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung mehrere streifenförmige Projektionsflächen oder mehrere Beleuchtungsarme aufweisen, die unterschiedliche Diffusionsgrade verwirklichen, und die gleichzeitig oder alternierend angesteuert werden können.
Beispielsweise können Projektionsflächen unterschiedlicher Beleuchtungsarme sich durch mindestens eine Linse und/oder durch das eingesetzte Material der Projektionsfläche unterscheiden. Ferner können sich Unterschiede in der Art der Projektion ergeben. Beispielsweise kann sich ein unterschiedlicher Diffusionsgrad dadurch ergeben, ob die entsprechende Projektionsfläche mittels einer Vielzahl von Lichtelementen, die als Pixel ausgebildet sind, angeleuchtet wird, oder ob die Projektionsfläche mittels mindestens eines Projektors angestrahlt wird. Auch können sich Unterschiede hinsichtlich räumlicher Parameter der Projektion ergeben. Beispielsweise kann der Abstand der Lichtelemente zur Projektionsfläche unterschiedlich sein und/oder die Dichte der Lichtelemente der Projektionsfläche. Auch können sich die verwendeten Lichtelemente unterscheiden. Beispielsweise können einzelne Lichtelemente RGB und Weißlicht umfassen, während andere auch UV- oder Infrarotlicht einsetzen.
Die unterschiedlichen Charakteristiken können auch verschiedene Lichtelemente auf demselben Beleuchtungsarm betreffen, beispielsweise die Lichtelemente unterschiedlich nebeneinander angeordneter Reihen.
Vorzugsweise kann jedem Lichtelement ein Abschnitt auf der Projektionsfläche zugeordnet sein, wobei zwischen dem Lichtelement und dem zugehörigen Abschnitt auf der Projektionsfläche ein Lichtschacht ausgebildet sein kann, um eine Übersprechung auf benachbarte Abschnitte zu vermeiden. Dabei wird das Licht in dem Lichtschacht vermischt beziehungsweise diffus gestreut.
Durch die Trennung der unterschiedlichen Lichtschächte wird ein Übersprechen, das heißt die Beleuchtung eines benachbarten Abschnittes der Projektionsfläche, verhindert. Somit ist jeder Abschnitt homogen vermischt ausgeleuchtet und trotzdem scharf von dem benachbarten Abschnitt abgegrenzt.
Um einer eventuell zu scharfen Trennung der Abschnitte, die auf einer Aufnahme sichtbar sein könnten, entgegenzuwirken, kann auf der Projektionsfläche ein Diffusionselement zumindest in einem Grenzbereich zwischen zwei benachbarten Abschnitten der Projektionsfläche angeordnet sein. Ferner kann das Diffusionselement auf der gesamten anzuleuchten Oberfläche der Projektionsfläche angeordnet sein. Bei dem Diffusionselement kann es sich beispielsweise um eine Silikonschicht handeln, die vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 3 mm dick sein kann.
Ferner bevorzugt können die Lichtelemente derart beweglich auf dem Träger angeordnet sein, dass diese in eine entgegengesetzten Richtung zu einer Bewegung des Trägers bewegt werden können. Eine derartige Bewegungsmöglichkeit der Lichtelemente dient insbesondere dazu, eine Gegenbewegung zu der Bewegung des Trägers, die dieser zusammen mit der Projektionsfläche ausführt, durchzuführen, sodass die entsprechenden Lichtelemente durch die Gegenbewegung zumindest zeitweise am selben Ortspunkt verbleiben können. Hierzu können beispielsweise auf dem Träger rotierende Elemente, wie beispielsweise Walzen oder Scheiben, angeordnet sein, die zumindest zeitlich begrenzt eine Gegenbewegung zu der Bewegung des Trägers ausführen können. Alternativ kann die Vorrichtung eine Lichtlenkungsstruktur umfassen, die das Licht der Lichtelemente an die Projektionsfläche weiterleitet. Bei der Lichtlenkungsstruktur kann es sich um einen Spiegel oder einen Lichtschacht handeln. Durch eine Veränderung der Position der Lichtlenkungsstruktur kann ebenfalls eine oben genannte Gegenbewegung ausgeführt werden. Alternativ kann derselbe Effekt auch durch mehrere Reihen von Lichtelementen erfolgen, die umgekehrt zur Bewegungsrichtung des Trägers Bildinformationen abspielen. Auch kann beispielsweise ein Teil der Bildinformationen von einer Untermenge der Lichtelemente zeitverzögert wiedergegeben werden, wobei die Lichtelemente versetzt angeordnet sind.
Insgesamt können abgespielte Bildinformationen in einer festen Position, vorzugsweise in einem festen Winkel zum Objekt, scheinbar still verbleiben, sodass die Höhe und die Leuchtdichte erhöht wird.
Ferner kann ein Abstrahlwinkel der Lichtelemente begrenzt sein, bspw. durch entsprechende Klappen. Somit kann beispielsweise auch vermieden werden, dass direktes Licht von den Lichtelementen oder Projektionsflächen auf eine Kamera zur Aufnahme eines Bildes oder eines Videos von dem Objekt scheint.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes, das eine oben genannte Vorrichtung verwendet. Das Verfahren umfasst insbesondere das Abspielen von Bildinformationen mit Hilfe des mindestens einen Lichtelementes, insbesondere das Erzeugen einer Projektion auf einer Projektionsfläche, sowie eine Bewegung der Projektionsfläche, und zwar synchron zur Beleuchtung der Projektionsfläche. Dabei erfolgt die Ansteuerung insbesondere positions- bzw. winkelabhängig.
Es können ferner Lichtelemente, die auf einem Träger angeordnet sind, beispielsweise winkelabhängig unterschiedlich gedämpft werden. Beispielsweise können Lichtelemente, die näher am Zenit, bspw. näher an einer Aufhängung, angeordnet sind, stärker gedämpft werden, da sie bei einer Rotation eine geringere Strecke zurücklegen und daher eine höhere Leuchtdichte erzeugen. Um diesen Effekt zu verhindern, können die Lichtelemente senkrecht schlitzförmige Abschattungen aufweisen, wobei sich der schlitzförmige Auslass der Abschattungen verschmälert, je näher sie am Zenit angeordnet sind. Eine unterschiedliche Dämpfung kann ferner bspw. durch einen anderen Diffusionsgrad erreicht werden. Auch können die Lichtelemente mit geringerer Intensität angesteuert werden.
Das Verfahren kann das Aufnehmen eines Bildes und/oder eines Videos mittels einer Kamera umfassen. Dabei kann beispielsweise ein abschattendes Element vor der Kamera platziert werden, damit nur die Sicht auf das zu fotografierende und beleuchtete Objekt und dessen unmittelbare Umgebung freigegeben wird.
Ferner kann die Position der abgespielten Bildinformationen zu einem Drehgeber synchronisiert werden. Die Ansteuerung der Lichtelemente kann durch eine Clock gesteuert werden, die regelmäßig mit dem Drehgeber abgeglichen wird. Beispielsweise kann hierfür die genaue Position eines Beleuchtungsarmes oder der Projektionsfläche ermittelt werden. Dabei kann der Drehgeber kontinuierlich, regelmäßig und/oder nur auf Anfrage seine Position wiedergeben.
Ferner kann mittels des Verfahrens beispielsweise bestimmt sein, dass die Kamera an einer bestimmten Position der Projektionsfläche ausgelöst wird. Auch kann die Belichtungszeit der Kamera automatisch und/oder vorab durch einen Nutzer voreingestellt sein. Die Belichtungszeit kann beispielsweise mit der Geschwindigkeit des Motors abgeglichen werden.
Das Verfahren kann ferner den Einsatz mindestens einer direkten Lichtquelle, wie bspw. eines Scheinwerfers, die das Objekt direkt beleuchtet und daher keine Projektionsfläche umfasst. Die Lichtquelle kann beispielsweise winkelabhängig oder je nach Vorgaben eines Nutzers, vorzugsweise automatisiert, an die zu erzeugende Beleuchtung des mindestens einen Lichtelementes, beispielsweise an dessen Farbspektrum, angepasst sein.
Um ein geschlossenes Bild, das heißt ein Bild ohne scharfe Abrisskanten oder doppelt und/oder nicht belichtete Bereiche zu erzeugen können die Bildinformationen bei einer ersten Rotation der Projektionsfläche abgespielt werden, wobei an gleicher Position die gleiche Bildinformation, die dort in einer vorherigen ersten Rotation eingeblendet wurde, in einer zweiten Rotation wieder ausgeblendet werden. Somit werden der Bildanfang und das Bildende der Bildinformationen überblendet und scharfe Kanten vermieden.
Ferner können Bildinformationen auch mit Einflussnahme eines Benutzers abgespielt werden. Auch kann das Verfahren ein Einstellen einer Intensität des abzugebenden Lichtes auf die Projektionsfläche umfassen. Zudem kann eine Ansteuerung der einzelnen Lichtelemente derart erfolgen, dass diese das abgegeben Licht, beispielsweise einen jeweiligen Farbwert, nur sehr kurz wiedergeben, vergleichbar mit einem Kamerablitz.
Die einzelnen Lichtelemente können bezüglich ihrer Farb- und Helligkeitswiedergabe ausgemessen werden, wobei die gewonnenen Messergebnisse als Korrekturwerte verwendet werden können, um eine gleichmäßige Helligkeits- und Farbwiedergabe zu erzielen. In anderen Worten können die gewonnen spezifischen Messergebnisse bei der Ansteuerung der einzelnen Lichtelemente berücksichtigt werden. Es wird somit eine farbliche Homogenität der einzelnen Lichtelemente erreicht und mögliche Fertigungstoleranzen ausgeglichen.
Figurenliste

1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4: eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes der 3;
5: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
6: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
7: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
8: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
9: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
10: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
11: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
12: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bevorzugte Ausführungsformen
In 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu sehen, die eine streifenförmige Projektionsfläche 11 umfasst.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Aufhängung 22, an der die Projektionsfläche 11 hängend angeordnet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Bewegungseinrichtung 28, die in der Aufhängung 22 angeordnet ist und dazu dient, die Projektionsfläche 11 um eine Rotationsachse 80 rotatorisch zu bewegen.
Die Projektionsfläche 11 ist gekrümmt ausgebildet und kann ein Objekt 60, überspannen. Die Vorrichtung weist ferner eine Stützstruktur 31 auf, die zwei Stützarme 32 umfasst, die ebenfalls an der Aufhängung 22 angeordnet sind und mit der Projektionsfläche 11 rotieren können.
An jedem Stützarm 32 ist in 1 ein Lichtelement 13 in Form eines Projektors 14 angeordnet, die dazu dienen, Bildinformationen auf die Projektionsfläche 11 zu projizieren. Dabei ist die Projektionsfläche 11 als Rückprojektionsfläche ausgebildet, sodass ein Objekt 60 nur mit indirektem Licht beleuchtet wird.
Die Steuereinheit der Vorrichtung 10 ist in 1 aus Übersichtgründen nicht dargestellt. Gleiches gilt für die folgenden Figuren.
2 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die bis auf die folgenden Unterschiede identisch zu der Vorrichtung 10 der 1 ausgebildet ist. Während die Stützvorrichtung 31 in 1 durchgängig geradlinige Stützarme 32 umfasst, weisen die Stützarme 32 der 2 geradlinige Abschnitte, die gewinkelt zueinanderstehen, auf. So wird eine bogenförmige Form angenähert. Dabei sind an den Stützarmen 32 jeweils mehrere Projektoren 14 als Lichtelemente 13 angeordnet, die jeweils nur einen Abschnitt der Projektionsfläche 11 beleuchten können.
In 3 ist eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu sehen, die bis auf die folgenden Unterschiede identisch zu der Vorrichtung 10 der 2 ausgebildet ist. An den Stützarmen 32 sind keine Projektoren 14 angeordnet, sondern die Vorrichtung 10 weist einen Träger 12 auf, auf dem eine Vielzahl von Lichtelementen 13, und zwar LED-Elemente 15, angeordnet sind (siehe 4). Insbesondere umfasst ein LED-Element 15 drei Leuchtdioden in den Farben Rot, Grün und Blau. Zusammen mit der Projektionsfläche 11 bildet der Träger 12 mit den Lichtelementen 13 einen Beleuchtungsarm 24, der das Objekt zu beiden Seiten der Aufhängung 22 überspannt. Der Beleuchtungsarm 24 kann an der Stützstruktur 31 lösbar befestigt sein, wobei diese Befestigungselemente in 3 zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
Deutlich ist die genaue Ausbildung des Beleuchtungsarmes in der 4 zu sehen, die eine Schnittdarstellung des Abschnittes A der 3 zeigt. 4 zeigt, dass die Projektionsfläche 11 ausgehend vom Objekt 60 die innerste Schicht bildet, während der Träger 12 die äußerste Schicht bildet. Die Lichtelemente 13, die als LED-Elemente 15 ausgebildet sind, werfen Licht auf die Projektionsfläche 11, sodass das Objekt 60 indirekt beleuchtet wird. Dabei können Lichtschächte 21 vorgesehen sein, die in 4 durch entsprechende gestrichelt ausgebildete Trennwände dargestellt sind, die ein Übersprechen benachbarter LED-Elemente 15 verhindern.
5 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. 5 zeigt einen Beleuchtungsarm 24, der in Pfeilrichtung ein- oder ausfahrbar ausgebildet ist. Der Beleuchtungsarm 24 weist zwei Längsenden, ein erstes Längsende 25 und ein zweites Längsende 26, auf. Die Aufhängung 22 kann eine Ausnehmung 23 aufweisen, durch die das erste Längsende 25 geführt ist. Durch das Einfahren bzw. Ausfahren ändert sich die Stelle des Beleuchtungsarm, an der dieser an der Aufhängung hängt.
6 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die bis auf die folgenden Unterschiede analog zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 der 5 ausgebildet ist. Der Beleuchtungsarm 24 ist flexibel ausgebildet, sodass sich dessen Krümmung anpassen lässt. Dazu weist die Vorrichtung 10 eine Einheit 27 zur Krümmungsveränderung auf, die einen Seilzug 33, umfassend ein Seil 34 und eine Umlenkrolle 35, aufweist. Das Seil 34 ist an einem Ende an der Aufhängung 22 befestigt und weist an dem anderen Ende einen Aufhängungspunkt 33a an dem Beleuchtungsarm 24 auf. Dieser kann bezogen auf den Beleuchtungsarm ortsfest sein oder sich über dessen Länge, je nach Kraftverteilung, verschieben. Auch lässt sich der in 6 zu sehende Beleuchtungsarm 24, an dem der Seilzug 33 montiert ist, in Pfeilrichtung näher zur Aufhängung 22 bewegen, sodass ein unterschiedlicher Winkel und somit eine unterschiedliche Krafteinwirkung auf den Beleuchtungsarm 24 wirkt.
In 7 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu sehen, die einen Beleuchtungsarm 24 umfasst, der ein darin befindliches Objekt 60 in einem Winkelbereich von circa 180° überspannt. Der Beleuchtungsarm 24 weist dabei wieder eine Projektionsfläche 11, einen Träger 12 und auf dem Träger 12 angeordnete Lichtelemente 13, die als LED-Elemente 15 ausgebildet sind, auf.
Erneut ist der Beleuchtungsarm 24 gekrümmt ausgebildet und stellt einen Halbbogen dar. An seinem ersten Längsende 25 ist der Beleuchtungsarm 24 mit einer ersten Bewegungseinrichtung 29 befestigt, während er an seinem zweiten Längsende 26 an einer zweiten Bewegungseinrichtung 30 befestigt ist. Die Bewegungseinrichtungen 28 dienen dazu, dass eine Bewegung in Pfeilrichtung möglich ist. Auch auf diese Weise kann eine rotatorische Bewegung um eine zentrale Achse, die vorzugsweise durch das Objekt 60 läuft, realisiert werden. Dabei können sich die Bewegungseinrichtungen 28 beispielsweise auf Schienen bewegen.
In 8 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 umfassend einen Beleuchtungsarm 24 zu sehen. Die Vorrichtung ist bis auf die folgenden Unterschiede identisch zu der in 3 dargestellten Vorrichtung ausgebildet ist. Der Beleuchtungsarm 24 ist nicht direkt an der Aufhängung 22 befestigt, sondern mittels der Stützstruktur 31. Ferner teilen sich die Stützarme 32 in noch mehr geradlinige Abschnitte auf. Die Aufhängung 22 ist an einem Seil 34 angeordnet, das zwischen zwei Pfosten 36 angeordnet ist. Somit kann der Beleuchtungsarm 24 nicht nur rotatorisch mittels der Aufhängung 22 und der darin angeordneten Bewegungseinrichtung 28 bewegt werden, sondern er kann auch mittels einer weiteren Bewegungseinrichtung 28, die sich ebenfalls in der Aufhängung befindet, an dem Seil entlang in einer translatorischen Richtung bewegt werden.
Ferner ist in der 8 dargestellt, wie mittels einer Kamera 70 Aufnahmen von dem Objekt 60, das mittels der Vorrichtung 10 beleuchtet wird, aufgenommen werden können. Erneut sind in 9 Befestigungselemente zwischen Beleuchtungsarm 24 und Stützstruktur 31 nicht dargestellt.
In 9 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Ein Beleuchtungsarm 24 ist an einer Aufhängung 24 hängend angeordnet. Die Aufhängung 22 umfasst mehrere Umlenkrollen 35 und Seile 34, die allerdings über zwei Stützarme 32 einer Stützstruktur 31 an einem Fahrzeug 37 angeordnet sind. Somit kann eine Bewegung nicht nur rein rotatorisch, sondern auch translatorisch zusammen mit dem Fahrzeug 37 und dem Objekt 60, bei dem es sich auch um ein Fahrzeug handeln kann, erfolgen.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die ebenfalls einen Beleuchtungsarm 24 aufweist, der an einer Stützstruktur 31 an einem Tischbein 40 eines Tisches 39 angeordnet ist. Die Stützstruktur 31 umschließt das Tischbein 40 vollumfänglich, während sie zwei Stützarme 32 aufweist, an denen jeweils ein Längsende, nämlich ein erstes Längsende 25 und ein zweites Längsende 26 des Beleuchtungsarmes 24 befestigt sind.
Die Vorrichtung 10 weist eine Bewegungseinrichtung 28 auf, die in der Stützstruktur 31 angeordnet ist, mittels derer die Stützarme 32 und somit auch die Projektionsfläche 11 beziehungsweise der Beleuchtungsarm 24 sich rotatorisch um die Längsachse des Tischbeines bewegen können und somit ein Objekt 60 auf dem Tisch vollumfänglich beleuchten können.
11 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die ebenfalls einen Beleuchtungsarm 24 aufweist, der zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist. Ferner weist die Vorrichtung 10 zwei Beleuchtungsarme 24 auf. Diese Beleuchtungsarme 24 umfassen jeweils eine Bewegungseinrichtung 28, mittels derer sie auf einem Untergrund, beispielsweise einer Bodenplatte, beweglich sind. Die Bewegungseinrichtungen 28 sind schematisch als Rollen dargestellt.
Auch kann die Vorrichtung 10 ein Aufnahmeelement 38 umfassen, auf der vorzugsweise das Objekt 60 platziert werden kann. Das Aufnahmeelement 38 kann mittels einer weiteren Bewegungseinrichtung 28 rotieren. Dabei sind die Beleuchtungsarme 24 derart angeordnet, dass sie das Objekt 60 von dem Aufnahmeelement aus in einem Winkelbereich von etwa 40° überspannen.
In 12 ist die Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gezeigt, die bis auf die folgenden Unterschiede analog zu der Vorrichtung der 6 ausgebildet ist. Dabei umfasst die Einheit zur Krümmungsveränderung 27 zwei Seilzüge 33, jeweils umfassend eine Umlenkrolle 35 und ein Seil 34, die an der zentralen Aufhängung 22 befestigt sind. Ein Aufhängungspunkt 33a des Seiles 34 eines Seilzuges 33 ist auf dem Beleuchtungsarm 24 verfahrbar, während der Aufhängungspunkt des Seiles 34 des anderen Seilzuges 33 fest sein kann. Der Beleuchtungsarm 24 weist entlang dessen Ende unterschiedliche Flexibilitätsgrade auf. Der Beleuchtungsarm 24 reicht in 12 bis zu einem Aufnahmeelement 38, auf dem das zu beleuchtende Objekt 60 angeordnet ist und das zur Rotation des Objektes 60 ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Projektionsfläche
12: Träger
13: Lichtelement
14: Projektor
15: LED-Element
21: Lichtschacht
22: Aufhängung
23: Ausnehmung
24: Beleuchtungsarm
25: erstes Längsende
26: zweites Längsende
27: Einheit zur Krümmungsveränderung
28: Bewegungseinrichtung
29: erste Bewegungseinrichtung
30: zweite Bewegungseinrichtung
31: Stützstruktur
32: Stützarm
33: Seilzug
33a: Aufhängungspunkt
34: Seil
35: Umlenkrolle
36: Pfosten
37: Fahrzeug
38: Aufnahmeelement
39: Tisch
40: Tischbein
60: Objekt
70: Kamera
80: Rotationsachse

Claims

Vorrichtung (10) zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes (60), wobei die Vorrichtung (10) mindestens eine streifenförmige Projektionsfläche (11) umfasst, wobei die Vorrichtung (10) mindestens ein Lichtelement (13) zum Beleuchten der Projektionsfläche (11) umfasst, wobei die Projektionsfläche (11) beweglich angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (10) mindestens eine Bewegungseinrichtung (28) zur Bewegung der Projektionsfläche (11) umfasst, wobei die Vorrichtung (10) eine Steuereinheit umfasst, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist das Lichtelement (13) synchron zu einer Bewegung der Projektionsfläche (11) anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Vielzahl von Lichtelementen (13) umfasst, wobei die Lichtelemente (13) auf einem Träger (12) angeordnet sind, wobei die Lichtelemente (13) einzeln ansteuerbar sind, wobei der Träger (12) mit der Projektionsfläche (11) verbunden ist, sodass auch der Träger (12) zusammen mit der Projektionsfläche (11) beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Aufhängung (22) aufweist, wobei die Projektionsfläche (11) mittels der Aufhängung (22) hängend angeordnet ist, wobei die mindestens eine Bewegungsrichtung (28) dazu ausgebildet ist, die Projektionsfläche (11) translatorisch und/oder rotatorisch zu bewegen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Lichtelementen (13) in mindestens einer Reihe auf dem Träger (12) angeordnet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Lichtelementen (13) in mehreren, insbesondere zwei, Reihen auf dem Träger (12) angeordnet sind, wobei die Reihen parallel und in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektionsfläche (11) mit einem zugehörigen Träger (12) einen Beleuchtungsarm (24) ausbildet, wobei die Vorrichtung (10) vorzugsweise mehrere Beleuchtungsarme (24) umfasst.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (11) und/oder der Beleuchtungsarm (24) zumindest abschnittweise gekrümmt ausgebildet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (11) und/oder der Beleuchtungsarm (24) flexibel ausgebildet sind, sodass sich deren Krümmung verändern lässt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektionsfläche (11) oder ein Beleuchtungsarm (24) einfahrbar und/oder abklappbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (11) und/oder der Beleuchtungsarm (24) derart ausgebildet ist das zu beleuchtende Objekt (60) zumindest teilweise zu überspannen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche (11) und/oder der Beleuchtungsarm (24) Abschnitte mit unterschiedlichen Diffusionsgraden aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass jedem Lichtelement (13) ein Abschnitt auf der Projektionsfläche (11) zugeordnet ist, wobei zwischen dem Lichtelement (13) und dem zugehörigen Abschnitt auf der Projektionsfläche (11) ein Lichtschacht (21) ausgebildet ist um eine Übersprechung auf benachbarte Abschnitte zu vermeiden.
Verfahren zur Erzeugung einer Beleuchtung eines Objektes, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet.