DE2132624A1

DE2132624A1 - Verfahren zum beleuchten bewegter objekte

Info

Publication number: DE2132624A1
Application number: DE19712132624
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl-Phys Dr Roess
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1973-01-11
Also published as: BE785696A; GB1393794A; DE2132624C3; AT310067B; DE2132624B2

Description

Verfahren zum Beleuchten "bewegter Objekte

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Beleuchten "bewegter Objekte mittels eines schwenkbaren, einen Beleuchtungsstrahl aussendenden Scheinwerfers, der über eine Steuereinrichtung dem bewegten Objekt automatisch nachgeführt wird.

Bei Theaterstücken ist es üblich, die Schauspieler mit Scheinwerfern anzustrahlen, die von Hand geschwenkt werden und damit den sich auf der Bühne bewegenden Personen nachgeführt werden.

Es entstand' nun der V/unsch, diese Nachführung von Scheinwerfern zu automatisieren und dabei ein vom Scheinwerfer einmal erfaßtes bewegtes Objekt hochgenau zu verfolgen.

Würde das bewegte Objekt mit einem Reflektor versehen werden, der einen Teil des vom Beleuchtungsscheinwerfer kommenden Lichtes auf einen Detektor reflektiert, dessen Ausgangssignal eine Funktion der Intensität des reflektierten Lichtes ist und der über eine Steuereinrichtung den Scheinwerfer nachführt, so träte der Nachteil auf, daß zum einen das Ausgangssignal deu Detektors sehr empfindlich gegen Störlicht ist und zum anderen durch die breite Raumverteilung des Beleuchtungs-Btrahles kein scharfes Richtkriteriutn vorhanden wäre.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Verfahren der oben beschriebenen Art anzugeben, das eine störsichere und hochgenaue Nachführung von Verfolger-Scheinwerfern ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß von einera

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an dem "bewegten Objekt angebrachten Markierungselement Energie mit einer von der Wellenlänge des Beleuchtungsstrahles unterscheidbaren Wellenlänge ausgesandt wird und auf einen Detektor auftrifft, dessen Ausgangssignal einer Steuereinrichtung zugeführt wird. Vorzugsweise wird als Markierungselement ein Retroreflektor verwendet und in das Zentrum des Beleuchtungsstrahles im Ortungsstrahl eingeblendet.

Als Ortungsstrahlen kommen vorzugsweise monochromatische Lichtstrahlen, Hochfrequenz-Ultraschallstrahlen oder Mikrowellenstrahlen in Frage.

Als Markierungselement können sowohl Retroreflektoren, wie Folien mit eingebetteten Plastikkugeln oder . Dreispiegeln, verwendet werden, oder auch ein selbststrahlender Sender, der vorzugsweise monofrequent modulierbar ist.

Als Detektoren können vorzugsweise Mehrsegmentdetektoren oder rotierende Fadenkreuze verwendet werden.

Ein in das Zentrum des Beleuchtungsstrahles eingeblendeter eng gebündelter Ortungsstrahl hat den Vorteil, ein eindeutiges Intensitätsmaximum aufzuweisen. Als Ortungsstrahlen kommen in erster Linie optische Strahlen in Frage, wie monochromatische Lichtstrahlen, die von einem Laser, beispielsweise einem Halbleiterlaser, oder auch von einer Luminessenzdiode a.usgesandt werden. Es ist natürlich auch möglich, als Ortungsstrahl einen Hochfrequenz-Ultraschallstrahl oder einen Mikrowellenstrahl zu verwenden. Dabei empfiehlt es sich, den Ortungsstrahl monofrequent zu modulieren und durch phasengerechte Detektion Störsignale weitgehend zu unterdrücken. Eine zusätzliche Unterdrückung des störenden Scheinwerferlichtes kann im Falle optischer Ortungsstrahlen mit optischen Filtern erreicht werden, die vor dem Detektor angeordnet sind.

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Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Yerfahrens ist es außerdem möglich, das "bewegte Objekt automatisch zu finden und zugleich mehrere bewegte Objekte mit verschiedenen Suchscheinwerfern simultan automatisch zu finden und zu verfugen.

In diesem Fall trägt das bewegte Objekt eine aktive Markierung, wie sie z.B. ein optischer oder ein akustischer Rundstrahler darstellt. Als optischer Rundstrahler kommt z.B. eine Laseroder Lumineszenzdiode in Präge, die mit Hilfe einer Miniaturbatterie betrieben und über einen integrierten Kreis mit monofrequenter Modulation versehen wird. Ein solcher Sender läßt sich leicht in einer Größe verwirklichen, die seine völlig unauffällige Anbringung an dem bewegten Objekt, beispielsweise einem Schauspieler, gestattet. Bei Verwendung einer ¥ellenlänge, die außerhalb des sichtbaren Bereiches liegt, bleibt die Ausstrahlung visuell unauffällig.

Die Verwendung eines aktiven Markierungselementes hat den Vorteil, daß wegen der weitgehend ungarichteten Abstrahlung der Markierungsort aus beliebiger Ausgangsstellung heraus automatisch gefunden werden kann.

Sollen mehrere bewegte Objekte verfolgt werden, so ist es leicht möglich, durch Verwendung von Markierungseleiaenten mit unterschiedlicher Modulationsfrequenz und entsprechend angepaßter Frequenzfilterung der Detektoren mehrere Objekte unabhängig voneinander zu verfolgen, ohne daß Verwechslungen auftreten.

Bei Verwendung eines Mehrsegmentdetektors oder eines rotierenden Fadenkreuzes liefert die dem Detektor angeschlossene Steuereinrichtung zunächst ein Signal, das die Abweichung des Markierungspunktes vom Zentrum des Beleuchtung sstrahls angibt. In dor Regel wird man diese Abweichung minimalieieren.

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Es ist jedoch ohne weiteres möglich, mit einer einstellbaren Abweichung zum Beleuchtungsstrahlmaximum das Objekt zu verfolgen, um besondere Lichteffekte zu erzielen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beiden Figuren näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zum Verfolgen eines einzigen bewegton

Objektes,
Fig. 2 eine Anordnung zum Verfolgen mehrerer bewegter Objekte,

In Fig. 1 stellt 2 eine sich auf einer Bühne 1 bewegende Person dar. Mit 3 ist ein Suchscheinwerfer bezeichnet, der mit einem Schwenkmechanismus 4 versehen ist und einen Beleuchtungsstrahl 7 aussendet. Im Zentrum dieses Beleuchtungsstrahles befindet sich der Ortungsstrahl 8, der auf einen auf der Person 2 angebrachten Retroreflektor 9 auftrifft. Der reflektierte Ortungsstrahl 10 trifft den Detektor 11, der über eine nachgeschaltete Steuereinrichtung 12 mit dem Schwenkmechanismus 4 des Beleucbtungsscheinwerfers verbunden ist. Bewegt sich nun die zu verfolgende Person 2, so trifft der reflektierte Ortungsstrahl 10 den Detektor nicht mehr am selben Ort. Durch die Einteilung in mehrere Segmente läßt sich leicht ein Ausgangssignal gewinnen, das die Schwenkeinrichtung derart betätigt, daß der Beleuchtungsscheinwerfer 3 so geschwenkt wird, daß die Person 2 wieder voll angestrahlt wird.

In Fig. 2 sind zwei völlig unabhängig voneinander arbeitende Suchscheinwerfer 3 und 23 dargestellt, die zwei verschiedene Personen 2 und 22 mit ihren jeweiligen Beleuchtungsstrahlen 7 und 27 beleuchten.. Die von den beiden Personen getragenen Max'kierungselemente 17 und 18 sind in diesem Fall aktive Rundatränier, beispielsweise kleine Lumineszenzdioden. Die

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von diesen Dioden ausgesandten Ortungsstrahlen 19 und 20 werden jev/eils von einem Detektor 11 und 14 erfaßt, die über nachgeschaltete Steuereinrichtungen 12 und 15 mit den jeweiligen Schwenkmechanismen 4- und 24- verbunden sind. Um jedem Scheinwerfer eindeutig ein Markierungselement zuzuweisen, sind die Lumineszenzdioden, beispielsweise mit in integrierter Bauweise erstellten, Prequenzgeneratoren verbunden.- Dadurch wird erreicht, daß jede Diode einen Ortungsstrahl mit einer verschiedenen Frequenz aussendet. Durch das Vorschalten von schmalbandigen Filtern 13 und 16 vor die jeweiligen Detektoren 11 und 14 v/ird erreicht, daß jeder Detektor nur von einem Ortungsstrahl getroffen werden kann. Am einfachsten wird man den Detektor örtlich mit dem zugeordneten Scheinwerfer verbinden. Es ist jedoch auch möglich, Scheinwerferba.tterie und Detektorbatterie räumlich zu trennen und die Steuerung dann durch einen Prozeßrechner vorzunehmen.

11 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

P.atentansprüche

( 1. !"Verfahren zum Beleuchten bewegter Objekte mittels eines ''-^schwenkbaren, einen Beleuchtungsstrahl aussendenden Scheinwerfers, der über eine Steuereinrichtung dem bewegten Objekt automatisch nachgeführt wird, dadurch gekennzeichnet- , daß von einem an dem. bewegten Objekt angebrachten Markierungselement Energie mit einer von der Wellenlänge des Beleuchtungsstrahles unterscheidbaren Wellenlänge ausgesandt wird, die auf einen Detektor auftrifft, der ein richtunggabhängiges Ausgangssignal liefert, das der Steuereinrichtung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Markierungselement ein Retroreflektor verwendet wird und in das Zentrum des Beleuchtungsstrahlea ein Ortungsstrahl eingeblendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. , daß als Ortungsstrahl ein monochromatischer Lichtstrahl verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Ortungsstrahl ein Hochfrequenz-Ultraschall strahl verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Ortungsotrahl ein Mikrowellenstrahl verwendet wird.
6. Verf aViren nach Atispruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Retrorefl-ektor eine Folie mit eingebetteten Plastikkugeln verwendet wird.

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7. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeich net , daß als Retroreflektor eine Vielzahl von Dreispiegeln verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß als Karkierungselement ein Sender verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net , daß als Sender eine Lumineszenzdiode verwendet wird.
iOe Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net , daß die vom Sender ausgesandte Strahlung TDonofrequent modulier'bar ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß als Detektor ein Mehrsegmentdetektor verwendet wird.

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