DE3622025C1 - Infrared luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Infrarotleuchte, ins besondere zum Beleuchten des Aufnahmebereichs einer Fernsehkamera.The invention relates to an infrared light, ins especially for illuminating the recording area of a Television camera.
Es ist bekannt, mit Infrarotkameras einen Aufnahme bereich aufzunehmen, der mit einer Infrarotleuchte be leuchtet wird. Diese Art der Bilderzeugung hat den Vor teil, daß kein sichtbares Licht benötigt wird, so daß Fernsehaufnahmen auch im Dunkeln und im Dämmerlicht gemacht werden können, ohne daß dies durch das mensch liche Auge bemerkt wird. EP-OS 1 81 412 beschreibt ein Fernseh-Aufnahmesystem, bei dem eine Videokamera mit Haltefähigkeit für das Ladungsbild benutzt wird. Die Videokamera ist mit einer Infrarot-Laserdiode gekop pelt, die in den Austastlücken des Fernsehsignals Strahlungsimpulse in den Aufnahmebereich der Video kamera aussendet. Durch diese kurze Beleuchtung ent steht am Bildwandler der Videokamera ein Ladungsbild, das vorübergehend erhalten bleibt und durch die nach folgend durchgeführte Bildabtastung gelöscht wird. Die kurzzeitige Beleuchtung des Aufnahmebereichs mit einer Laserdiode reicht jedoch in vielen Fällen nicht aus, um ein Videobild von hinreichender Qualität zu erzeugen.It is known to take a picture with infrared cameras area to be recorded with an infrared light is lit. This type of image generation has the intent partly that no visible light is needed, so that TV recordings also in the dark and in the dim light can be done without this by man eye is noticed. EP-OS 1 81 412 describes a TV recording system using a video camera Holding capacity for the charge pattern is used. The Video camera is coupled with an infrared laser diode pelt in the blanking periods of the television signal Radiation pulses in the recording area of the video camera sends out. Through this brief lighting ent there is a charge image on the image converter of the video camera, that is temporarily preserved and by the after subsequent image scanning is deleted. The brief illumination of the recording area with a However, in many cases laser diode is not sufficient to produce a video image of sufficient quality.
Infrarotleuchten, wie sie zur Dauerausleuchtung einer Szene bekannt sind (DE-ZS "Licht" 12/83, 682-685), ent halten in einem Gehäuse eine Infrarotlampe hoher elek trischer Leistung. Da Infrarotlampen immer auch einen hohen Anteil an sichtbarem Licht aussenden, muß das Gehäuse mit einer Filterscheibe abgeschlossen sein, die das sichtbare Licht herausfiltert und nur die Infrarot strahlung durchläßt. Solche Filterscheiben sind sehr teuer und bruchempfindlich. Außerdem haben Infrarot lampen eine hohe Wärmeentwicklung, so daß eine inten sive Luftkühlung erforderlich ist. Schließlich ist es schwierig, mit den bekannten Infrarotlampen eine scharfgebündelte gerichtete Strahlung zu erzeugen, die dem Aufnahmebereich einer Videokamera angepaßt ist. In der Regel wird die Strahlung breitgefächert abge strahlt, so daß die Infrarot-Ausleuchtung einen Bereich erfaßt, der viel breiter ist als der Aufnahmebereich der Fernsehkamera.Infrared lights, such as those used for permanent lighting Scene are known (DE-ZS "light" 12/83, 682-685), ent hold an infrared lamp of high elec performance. Because infrared lamps always have one too emit a high proportion of visible light Housing be completed with a filter disc, the filters out the visible light and only the infrared transmits radiation. Such filter discs are very expensive and fragile. They also have infrared lamps generate a lot of heat, so that an internal sive air cooling is required. After all it is difficult with the well-known infrared lamps to produce focused, focused radiation that is adapted to the recording area of a video camera. In As a rule, the radiation is varied widely radiates so that the infrared illumination covers an area detected, which is much wider than the recording area the television camera.
Aus GB-PS 15 74 387 ist eine optische Signalvorrichtung bekannt, die ein Diodenfeld aus zahlreichen Leucht dioden aufweist. Die Leuchtdioden sind in parallel geschaltete Gruppen aus jeweils mehreren in Reihe liegenden Dioden zusammengefaßt und auf einem ge meinsamen Träger befestigt, an dem auch die Strom verbindungen angebracht sind. Die Diodengruppen werden zyklisch nacheinander getaktet, wobei jede Diodengruppe in einer kurzen Zeitspanne von 1,5 ms aufleuchtet und das Aufleuchten dieser Diodengruppe alle 20 ms wieder holt wird. Infolge der Trägheit des menschlichen Auges wird vom Auge ein stehendes Leuchtbild wahrgenommen. Diese Vorrichtung ist für Signalzwecke, z. B. als Leuchtbild, anwendbar.From GB-PS 15 74 387 is an optical signal device known that a diode array from numerous lights has diodes. The LEDs are in parallel switched groups of several each in series lying diodes combined and on a ge attached to the same carrier, to which the electricity connections are appropriate. The diode groups will cycled successively, each group of diodes lights up in a short period of 1.5 ms and this diode group lights up every 20 ms is fetched. Due to the sluggishness of the human eye a standing illuminated image is perceived by the eye. This device is for signaling purposes, e.g. B. as Illuminated image, applicable.
Aus DE-OS 33 15 785 ist ferner eine Kraftfahrzeug leuchte mit einem Diodenfeld bekannt. Die einzelnen auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordneten Leuchtdioden sind Dreiphasen-Leuchtdioden mit mehreren verschiedenen Leuchtfarben für verschiedene Leucht- und/oder Signal funktionen, welche entsprechend der gewünschten Signal farbe durch unterschiedliche Spannungsbeaufschlagung ansteuerbar sind. Durch unterschiedliche Ansteuerung können von derselben Leuchte die Funktionen von Rück licht und Bremslicht durch unterschiedliche Farben und/oder Formen des Leuchtfeldes wahrgenommen werden. Auch hier handelt es sich um eine Signalleuchte, deren Leuchtdioden nur zeitweilig und zu Signalzwecken erregt werden. DE-OS 33 15 785 is also a motor vehicle known with a diode array. The individual on LEDs arranged on a common base plate are three-phase LEDs with several different ones Luminous colors for various luminous and / or signal functions which according to the desired signal color due to different voltage application are controllable. Through different control can do the functions of back from the same light light and brake light by different colors and / or shapes of the illuminated field are perceived. This is also a signal light, whose Light-emitting diodes only temporarily and for signal purposes will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine In frarotleuchte zu schaffen, die insbesondere für die Raumüberwachung mittels Infrarot-Fernsehkamera geeignet ist und bei kleinformatiger Ausbildung und geringem Gewicht eine gezielte Ausleuchtung des Aufnahmebereichs der Fernsehkamera mit hinreichender Intensität der Infrarotstrahlung ermöglicht.The invention has for its object an to create infrared light, especially for the Suitable for room surveillance using an infrared TV camera is and with small format training and low Weight a targeted illumination of the recording area the television camera with sufficient intensity of the Enables infrared radiation.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved with the invention the features of claim 1.
Nach der Erfindung wird als Infrarotleuchte ein Dioden feld aus zahlreichen Infrarot-Dioden benutzt, die nicht impulsweise, sondern kontinuierlich betrieben sind. Infrarot-Dioden haben eine geringe Leistungsaufnahme, und sie senden kein Licht im sichtbaren Bereich aus. Daher ist es möglich, die Leuchte ohne zusätzliche Luftkühlung zu betreiben, wobei auch zusätzliche Kühl rippen, Wärmeableitbleche u. dgl. entfallen können. Es ist auch nicht erforderlich, eine Filterscheibe, die für sichtbares Licht undurchlässig ist, vorzusehen. Die Infrarot-Dioden haben einen Strahlungsöffnungswinkel von etwa ± 10° und senden daher relativ schmale Strahlenbündel aus, die gezielt auf den Aufnahmebereich der Fernsehkamera gerichtet werden können. Mit einem runden Diodenfeld, dessen Durchmesser etwa 10 cm be trägt, kann eine Reichweite der Ausleuchtung von 5 bis 10 m bei hinreichender Infrarot-Lichtstärke für die Erzeugung eines Fernsehbildes erreicht werden. Das Diodenfeld kann im Kopf eines handelsüblichen Leuchten gehäuses untergebracht werden. Vergleichbare Infrarot lampen erfordern wesentlich größere Leuchtengehäuse, eine Filterscheibe und besondere Kühlungsmaßnahmen.According to the invention, a diode is used as an infrared light field of numerous infrared diodes used that are not impulses, but are operated continuously. Infrared diodes have a low power consumption, and they don't emit light in the visible range. Therefore, it is possible to use the lamp without additional To operate air cooling, including additional cooling ribs, heat dissipation plates u. Like. Can be omitted. It Neither is a filter disc required is impervious to visible light. The Infrared diodes have a beam opening angle of approximately ± 10 ° and therefore send relatively narrow Beams of rays aimed at the exposure area the TV camera can be directed. With a round diode field, the diameter of which is about 10 cm can have a range of illumination from 5 to 10 m with sufficient infrared light intensity for the Generation of a television picture can be achieved. The Diode array can be found in the head of a standard lamp be housed. Comparable infrared lamps require much larger lamp housings, a filter disc and special cooling measures.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung eines Dioden feldes aus zahlreichen einzelnen Dioden besteht darin, daß das Diodenfeld jede beliebige Konfiguration ein nehmen kann, so daß der Ausleuchtungsbereich an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden kann. Ins besondere besteht die Möglichkeit, das Diodenfeld um die Objektivöffnung der Fernsehkamera herum anzuordnen, so daß der Ausleuchtungsbereich stets der Blickrichtung der Fernsehkamera folgt und dem Aufnahmebereich in Form und Größe im wesentlichen angepaßt ist. A particular advantage of using a diode field made up of numerous individual diodes is that the diode array has any configuration can take so that the illumination area to the can be adapted to the respective conditions. Ins there is a special possibility to move the diode field around to arrange the lens aperture of the television camera around, so that the illumination area is always in line of sight follows the television camera and the recording area in shape and size is substantially adjusted.
Vor der Öffnung und dem Diodenfeld kann eine einseitig durchlässige Scheibe angeordnet sein, die an ihrer Außenseite auch verspiegelt sein kann. Das Vorhanden sein einer Fernsehkamera und des Diodenfeldes ist hier bei von außen nicht erkennbar. Eine solche verdeckte Anwendung von Infrarotleuchte und Fernsehkamera eignet sich insbesondere für die Überwachung von Räumen. Per sonen, die unbefugt eindringen, können die Fernseh kamera und die Leuchte nicht ohne weiteres erkennen und unwirksam machen.One side can be in front of the opening and the diode field permeable disc can be arranged on her The outside can also be mirrored. The existence his a television camera and the diode array is here not recognizable from the outside. Such a covert Use of infrared light and TV camera is suitable themselves especially for surveillance of rooms. Per Those who enter without authorization can watch the television camera and the lamp not easily recognize and render ineffective.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind jeweils mehrere Infrarot-Dioden in Reihe geschal tet und sämtliche Reihenschaltungen sind parallel zu einander an eine Konstantstromquelle angeschlossen. Hierdurch wird erreicht, daß in dem Fall, daß die Dio den durch Exemplarstreuungen in ihren elektrischen Kennwerten voneinander abweichen, die Auswirkungen dieser Abweichungen möglichst geringgehalten werden, so daß alle Dioden im wesentlichen mit gleichem Strom be aufschlagt werden. Durch die Verwendung einer Konstant stromquelle ist die Leistung der Infrarotleuchte - und damit auch die erzeugte Lichtstärke - unabhängig von der Länge und dem elektrischen Widerstand der zu der Infrarotleuchte führenden Zuleitungen.According to a preferred development of the invention several infrared diodes are connected in series tet and all series connections are parallel to connected to a constant current source. This ensures that in the event that the Dio that by specimen scatter in their electrical Characteristic values differ from each other, the effects these deviations are kept as low as possible, so that all diodes be essentially with the same current be hit. By using a constant power source is the performance of the infrared light - and hence the light intensity generated - regardless of the length and electrical resistance of that to the Infrared light leading leads.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, die Strahlungs intensität, d. h. die Leistung, mit der die Infrarot leuchte betrieben wird, in Abhängigkeit von dem Video signal der Fernsehkamera zu regeln. Auf diese Weise wird an der Fernsehkamera ein teures und empfindliches Objektiv mit der Möglichkeit einer mechanischen Blen denverstellung entbehrlich. Vielmehr wird die Strah lungsintensität so geregelt, daß bei fester Blenden einstellung der Fernsehkamera die benötigte Empfangs lichtstärke erhalten wird. Auf diese Weise wird die Strahlungsintensität der Infrarotquelle dem von der Fernsehkamera benötigten Lichtbedarf angepaßt.The invention offers the possibility of radiation intensity, d. H. the power with which the infrared is operated depending on the video signal to regulate the television camera. In this way becomes an expensive and sensitive on the TV camera Lens with the possibility of a mechanical lens the adjustment is not necessary. Rather, the beam intensity regulated so that with fixed diaphragms setting the television camera the required reception light intensity is obtained. In this way the Radiation intensity of the infrared source that of the Adjusted television camera required lighting requirements.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigtIn the following with reference to the drawing gene embodiments of the invention explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Infra rotleuchte, Fig. 1 is a perspective view of a infra rotleuchte,
Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild der Infrarotleuchte nach Fig. 1, Fig. 2 is an electrical circuit diagram of the infrared light according to Fig. 1,
Fig. 3 die Anbringung der Dioden an einem gemeinsamen Halter, Fig. 3 shows the mounting of the diodes on a common holder,
Fig. 4 eine Frontansicht des Objektivs einer Fernseh kamera, das in einer Öffnung des Diodenfeldes angeordnet ist, Fig. 4 is a front view of the lens of a television camera, which is arranged in an opening of the diode array,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse, das mit einer teildurchlässigen Scheibe abgeschlossen ist und das Diodenfeld zusammen mit der Fernsehkamera enthält, und Fig. 5 shows a longitudinal section through a housing which is closed with a partially transparent disc and contains the diode array together with the television camera, and
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Feldergruppe, die aus mehreren Diodenfeldern zusammengesetzt ist. Fig. 6 shows an embodiment of a field group, which is composed of several diode fields.
Die in Fig. 1 dargestellte Infrarotleuchte 10 weist ein übliches Lampengehäuse 11 auf, das mit einem Halter 12 an einer Wand, Decke od. dgl. befestigt werden kann. In dem Lampengehäuse 11 ist in dem Raum, der sonst die Lampe und den Reflektor aufnimmt, ein Diodenfeld 13 aus zahlreichen nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Infrarot-Dioden 14 vorgesehen. Die Infrarot-Dioden 14 sind Lumineszenz-Dioden, z. B. GaAs- Dioden vom Typ LD 274 der Fa. Siemens AG, oder GaAlAs- Dioden, z. B. SFH 484 der Fa. Siemens AG. Die Dioden 14 strahlen mit einem Öffnungswinkel von ± 10° (bei einer Abweichung von 10° von der Hauptachse der Strahlung beträgt der Abfall der Strahlungsintensität 50%). Daher erzeugen sämtliche Dioden des Diodenfeldes 13 einen relativ dicken gebündelten Infrarotstrahl, ohne daß ein Reflektor benötigt wird. Die Dioden haben einen Nenn strom von 100 mA und eine geringe Verlustleistung, so daß spezielle Kühlmaßnahmen nicht erforderlich sind. Das Diodenfeld 13 ist in der Leuchtenöffnung unter gebracht und nicht durch eine Scheibe bedeckt. Die Dioden 14 sind in Form eines Vollkreises in gleich mäßiger Flächenverteilung angeordnet, so daß ein Infra rotstrahlenbündel mit kreisförmigem Querschnitt entsteht.The infrared lamp 10 shown in FIG. 1 has a conventional lamp housing 11 which can be attached to a wall, ceiling or the like using a holder 12 . In the lamp housing 11 , a diode array 13 is provided in the space that otherwise accommodates the lamp and the reflector, made up of numerous infrared diodes 14 arranged next to one another in a common plane. The infrared diodes 14 are luminescent diodes, e.g. B. GaAs diodes of the type LD 274 from Siemens AG, or GaAlAs diodes, for. B. SFH 484 from Siemens AG. The diodes 14 radiate with an opening angle of ± 10 ° (with a deviation of 10 ° from the main axis of the radiation, the drop in radiation intensity is 50%). Therefore, all the diodes of the diode array 13 generate a relatively thick bundled infrared beam without the need for a reflector. The diodes have a nominal current of 100 mA and a low power loss, so that special cooling measures are not necessary. The diode array 13 is placed in the lamp opening and not covered by a disc. The diodes 14 are arranged in the form of a full circle in a uniform area distribution, so that an infrared beam of red rays with a circular cross section is formed.
Fig. 2 zeigt das Prinzip der Schaltung der Dioden 14. Jeweils acht Dioden 14 sind in Reihe geschaltet, wobei jede Dioden-Reihenschaltung in Reihe mit einem Wider stand 15 zwischen die negative Versorgungsleitung 16 und die positive Versorgungsleitung 17 geschaltet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zehn Reihenschaltungen vorhanden. Die gemeinsame Ver sorgungsleitung 17 ist über einen Widerstand 18, der hochohmiger ist als die Widerstände 15, mit dem Pluspol der Versorgungsspannung verbunden. Vorzugsweise wird anstelle des Widerstandes 18 eine Konstantstromquelle benutzt, die die Gruppe von Reihenschaltungen mit einem geregelten Strom konstanter Stärke versorgt. Fig. 2 shows the principle of the circuit of diodes 14. Eight diodes 14 are connected in series, each diode series connection being connected in series with a counter 15 between the negative supply line 16 and the positive supply line 17 . In the present embodiment, there are ten series connections. The common United supply line 17 is connected via a resistor 18 , which has a higher resistance than the resistors 15 , to the positive pole of the supply voltage. Instead of the resistor 18, a constant current source is preferably used, which supplies the group of series connections with a regulated current of constant magnitude.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Befestigung der Dioden 14 an einer gemeinsamen Halterung 19, die im vorliegenden Fall aus einer Lochplatte besteht. Jede Diode 14 weist ein rohrförmiges Gehäuse auf, das am rückwärtigen Ende mit einem seitlich überstehenden Bund 20 versehen ist. Die plattenförmige Halterung 19 ist mit zahlreichen Löchern versehen, durch die jeweils eine Diode 14 hindurchgesteckt ist, wobei der Bund 20 dieser Diode gegen die Rückseite der Halterung 19 stößt. Auf diese Weise wird erreicht, daß alle Dioden 14 in einer gemeinsamen Ebene in paralleler Ausrichtung fixiert sind. Die Anschlußdrähte 21 der Dioden stehen frei nach hinten ab und sind zu der Schaltung nach Fig. 2 verbunden. Fig. 3 shows an embodiment of the attachment of the diodes 14 to a common bracket 19 , which in the present case consists of a perforated plate. Each diode 14 has a tubular housing which is provided with a laterally projecting collar 20 at the rear end. The plate-shaped holder 19 is provided with numerous holes, through which a diode 14 is inserted, the collar 20 of this diode abutting the back of the holder 19 . In this way it is achieved that all diodes 14 are fixed in a common plane in a parallel orientation. The connecting wires 21 of the diodes stand freely to the rear and are connected to the circuit according to FIG. 2.
Gemäß Fig. 4 sind die Dioden 14 des Diodenfeldes 13 um das Objektiv 22 einer Fernsehkamera herum angeordnet. Die Dioden 14 umgeben das Objektiv 22 kreisförmig, so daß das Infrarot-Strahlenbündel stets auf den Aufnahme bereich der Fernsehkamera gerichtet ist.According to FIG. 4, the diodes are arranged 14 of the diode array 13 to the lens 22 of a television camera around. The diodes 14 surround the lens 22 in a circle, so that the infrared beam is always aimed at the recording area of the television camera.
Eine ähnliche Anordnung zeigt Fig. 5. Hierbei ist die Fernsehkamera 23 zusammen mit dem Objektiv 22 in einem rohrförmigen Gehäuse 24 untergebracht. Um das Objektiv 22 herum ist die Halterung 19 angebracht, die ein Loch für den Durchtritt des Objektivs 22 aufweist. Die Vorderseite des Gehäuses 24 ist mit einer strahlungs durchlässigen Scheibe 25 verschlossen, die eine ein seitig durchlässige Beschichtung 26 trägt. Die Be schichtung 26 läßt die Infrarotstrahlung der Dioden 14 nach außen durch, wirkt jedoch für sichtbares Licht, das von außen einfällt, als Spiegel. Auf diese Weise sind das Objektiv 22 und die Dioden 14 von außen nicht sichtbar. Die Anordnung nach Fig. 5 ist insbesondere als Überwachungseinrichtung zum Überwachen von Lager räumen, Geschäftsräumen u. dgl. geeignet.A similar arrangement is shown in FIG. 5. Here, the television camera 23 is accommodated together with the lens 22 in a tubular housing 24 . Around the lens 22 , the holder 19 is attached, which has a hole for the passage of the lens 22 . The front of the housing 24 is closed with a radiation-transmissive disk 25 which carries a coating 26 which is permeable to one side. Be the coating 26 lets the infrared radiation of the diodes 14 through to the outside, but acts for visible light that comes from outside, as a mirror. In this way, the lens 22 and the diodes 14 are not visible from the outside. The arrangement of FIG. 5 is clear in particular as a monitoring means for monitoring stock, business premises u. Like. Suitable.
Fig. 6 zeigt, wie mehrere Diodenfelder 13, die im vor liegenden Fall quadratisch sind, zu einer Feldergruppe zusammengesetzt sind. Auf diese Weise kann aus vor gefertigten Diodenfeldern eine Infrarot-Strahlungs gruppe von beliebiger Form und Größe zusammengesetzt werden. Fig. 6 shows how several diode arrays 13 , which are square in the present case, are assembled to form a group of arrays. In this way, an infrared radiation group of any shape and size can be assembled from pre-fabricated diode arrays.
Versuche haben gezeigt, daß ein Diodenfeld von 8 × 10 Infrarot-Dioden eine für Infrarot-Fernsehaufnahmen aus reichende Ausleuchtung eines Raumes von 5 bis 10 m be wirkt.Experiments have shown that a diode array of 8 × 10 Infrared diodes are made for infrared television recordings sufficient illumination of a room from 5 to 10 m works.
Claims (7)
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| DE3622025A DE3622025C1 (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Infrared luminaire |
Publications (1)
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| DE3622025C1 true DE3622025C1 (en) | 1987-10-15 |
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Family Applications (1)
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| DE3622025A Expired DE3622025C1 (en) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Infrared luminaire |
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