EP1548673A1 - Beleuchtungseinrichtung für eine Überwachungskamera - Google Patents

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EP1548673A1
EP1548673A1 EP04030215A EP04030215A EP1548673A1 EP 1548673 A1 EP1548673 A1 EP 1548673A1 EP 04030215 A EP04030215 A EP 04030215A EP 04030215 A EP04030215 A EP 04030215A EP 1548673 A1 EP1548673 A1 EP 1548673A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lighting device
lamps
optical axis
axis
lighting
Prior art date
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Granted
Application number
EP04030215A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1548673B1 (de
Inventor
Michael Dr.-Ing. Fischell
Martin Dipl.-Ing. Timml
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of EP1548673A1 publication Critical patent/EP1548673A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1548673B1 publication Critical patent/EP1548673B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19639—Details of the system layout
    • G08B13/19647—Systems specially adapted for intrusion detection in or around a vehicle
    • G08B13/1965—Systems specially adapted for intrusion detection in or around a vehicle the vehicle being an aircraft

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a surveillance camera with a plurality, each having a light emitting axis having bulbs.
  • the illuminant axes intersect an optical axis the security camera, d. H. the illuminant axes of the bulbs run not parallel to the optical axis of the surveillance camera.
  • This will be a uniform illumination of the receiving area or the receiving space reached in front of the surveillance camera by means of the illumination device.
  • the contrast of the illumination device according to the invention The image obtained is uniform over the entire image area high and also well suited for evaluation by means of automated Image processing algorithms. Possibly security-related items and details in the border area of the image are easy to recognize.
  • Fig. 1 shows the lighting device 1 in a view from above.
  • the illumination device 1 surrounds a surveillance camera 2 with a lens 3.
  • the objective 3 is provided with a diaphragm 4 in order to largely prevent dazzling of the surveillance camera 2 by the illumination device 1.
  • the surveillance camera 2 has an optical axis O which is perpendicular to the plane of the drawing or to a plane of the illuminant plane E spanned by an x and y axis.
  • the arrow on the optical axis O points in the direction of a in the drawing for better clarity not shown in detail, in front of the surveillance camera 2 in the monitoring room or in the surveillance area located receiving object.
  • the objective 3 and the diaphragm 4 are rotationally symmetrical with respect to the optical axis O positioned. Notwithstanding this arrangement shown, other positions, such as an eccentric arrangement of the surveillance camera 2, the aperture 4 and the illumination device 1 are possible.
  • the illumination device 1 comprises eight light sources Lm 1,..., N , which are arranged along a circular line 6 and which lie in the illuminant plane E spanned by the x and y axes.
  • the lighting means Lm 1, ..., n respectively equal distances to the adjacent light source Lm 1, ..., n on.
  • the light sources Lm 1,..., N each have a light-emitting axis Lma 1,..., N and emit radiation in the near infrared range or radiation in the visible range substantially in the direction of the arrow on the respective light source axis Lma 1 ,. .n down.
  • the orientation of the illuminant axes Lma 1,..., N thus corresponds to the main emission direction of the respective luminous means Lm 1,..., N.
  • the arrangement of the lamps Lm 1, ..., n can also be done in other ways than in the positioning shown in Fig. 1. For example, it is conceivable to position the light sources Lm 1,..., N along a square, rectangular or elliptical line around the surveillance camera 2. Alternatively, a statistically distributed over the surface arrangement of the lamps Lm 1, ..., n is conceivable. Furthermore, it is not necessary for the light sources Lm 1,..., N to be arranged in a luminous means plane E. For example, it is conceivable that the light sources Lm 1,..., N have different height positions with respect to the optical axis O and are arranged in different planes running parallel to the light-emitting surface E. Furthermore, the number of light sources Lm 1,..., N is not limited to the number of eight light sources Lm 1,..., N shown in the exemplary embodiment.
  • light-emitting diodes Lm 1,..., N are used, preferably infrared light-emitting diodes (IR-ED) or light-emitting diodes (LEDs) which emit light, above all in the visible range.
  • IR-ED infrared light-emitting diodes
  • LEDs light-emitting diodes
  • the light emitting diodes or the infrared light emitting diodes have the advantage of a long life and a low vibration sensitivity. As a result, diodes are virtually maintenance free.
  • other light sources Lm 1,..., N can also be used, such as infrared lasers, infrared laser diodes or incandescent lamps.
  • the illuminant axis Lma 1 of the first luminous means Lm 1 with an x-axis includes, for example, an angle ⁇ 1 of approximately 45 °.
  • the y-axis is arranged at right angles to the x-axis.
  • the angles .psi..sub.2 ,..., N between the other illuminant axes Lma 2,..., N of the luminous means Lm 2,..., N and the x-axis preferably increase depending on their position on the circular line 6 in each case in 45 ° steps, ie have values of about 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 °, 315 ° and 360 °.
  • the angles ⁇ 1, ..., n can take any value between 0 ° and 360 °.
  • the respective illuminant axis Lma 1,..., N should preferably be oriented such that it does not point exclusively to the camera 2 or to the aperture 4. This ensures that the main emission direction of each luminous means Lm 1,..., N is directed away from the surveillance camera 2 and the optical axis O substantially to the outside.
  • a uniform increase of the angle ⁇ as shown in the embodiment of FIGS. 1, 2 as a function of the position of the luminous means Lm 1, .., n on the circular line 6 is not necessary.
  • the number of lamps Lm 1,..., N used and their orientation depends above all on their radiation intensity, the size and the geometry of the surveillance area monitored by the surveillance camera or the surveillance space. Depending on these parameters, other values for the angle ⁇ depending on the arrangement of the lamps Lm 1, ..., n on the circle 6 may be required in order to achieve optimum reproduction of a photographic object.
  • a number of seven light sources Lm 1,..., N arranged in a rotationally symmetrical manner about the optical axis O have proven to be particularly advantageous for the control of smaller surveillance spaces or monitoring areas.
  • the experimental arrangement is not shown in the figures for the sake of clarity.
  • the seven lamps Lm 1, .., 7 are in this case, starting from a "12 o'clock position" on a circular line along, evenly spaced from each other.
  • "12 o'clock position" means that the luminous means Lm 1 is arranged in the upper intersection between the y-axis and the circular line or whose illuminant axis Lma m1 points in this direction in the direction of the y-axis.
  • the further illuminant axes Lma 2,..., 7 of the luminous means Lm 2,..., 7 rotate clockwise with the x-axis, for example angles ⁇ 1 in each case . ..., 7 from 90 ° ⁇ 10 °, 230 ° ⁇ 10 °, 255 ° ⁇ 10 °, 270 ° ⁇ 10 °, 270 ° ⁇ 10 °, 285 ° ⁇ 10 °, 320 ° ⁇ 10 °.
  • FIG. 2 shows the illumination device 1 according to the invention in a side view.
  • the optical axis O is perpendicular to the x-axis.
  • five illuminants Lm 5, 6, 7, n, 1 are shown by way of example in the illustration.
  • the illuminant axes Lma 5, 6, 7, n, 1 of these luminous means Lm 5, 6, 7, n, 1 each include angles ⁇ 5, 6, 7, n, 1 of approximately 45 ° with the optical axis O.
  • values between 30 ° and 60 ° have proved suitable for the angle ⁇ 1,..., N.
  • a value of ⁇ 1, ..., n of about 45 ° has proven to be particularly advantageous.
  • Values for the angle ⁇ 1,..., N which are outside the range of 30 ° to 60 °, lead to a significant deterioration of the imaging results obtained with the monitoring camera 2 or the image obtained.
  • FIG. 3 shows a standardized representation of the illumination intensities achieved by means of the illumination device 1 according to the invention in the surveillance area or monitoring space in front of the illumination device 1 along the optical axis O and the x and y axes.
  • the angle numbers on the semicircle correspond to the respective spatial direction.
  • An intensity curve 7 shown in solid lines reflects the intensity distribution of the radiation which is usually achieved with known illumination devices in which the illuminant axes are aligned parallel to the optical axis O of the camera.
  • the spatial intensity distribution of the radiation in the room results from a rotation of the intensity curve 7 about the optical axis O, so that the overall result is a "club-shaped", spatial intensity distribution.
  • the height extent of the curve 7 in the direction of the optical axis O is a measure of the intensity of the radiation in this area. At the angle number of 0 °, the intensity curve 7 intersects the optical axis O. At this point, the radiation intensity reaches a maximum. For comparison with the intensity curve 7, an intensity curve 8 resulting using the illumination device 1 according to the invention is shown dotted.
  • the lighting device avoids only one-time illumination of one in the area of the optical Axis O located receiving object within the surveillance area or the monitoring space, in known embodiments of lighting devices to locally undesirably high contrast differences of the generated image leads.
  • An overexposure of, for example, in less Removal takes place in front of the surveillance camera located face of a person Not.
  • the surveillance area or the surveillance space becomes more uniform Illuminated by means of the illumination device 1 according to the invention.
  • the Surveillance camera 2 therefore generates a surveillance image with one over the entire picture area good contrast. Especially objects and details, located outside the center of the image or away from the optical axis O of the surveillance camera 2 are shown much better.
  • the won Images can be easier manually or with suitable image processing algorithms - For example, for automated image recognition, for automated access control or the like - evaluated and edited.
  • the lighting device Of course, 1 must comply with the geometry or condition of the monitored object Room or area are adjusted. The adjustment takes place as described above in the individual case by the appropriate choice of the number and type of lamps, their radiation intensity, their radiation characteristics and their orientation in space with respect to the optical axis O (angle ⁇ , ⁇ ) of the Security Camera 2.
  • FIG. 4 shows a test image taken by means of a known illumination device with an infrared surveillance camera.
  • FIG. 5 shows a test image which was produced using the illumination device 1 according to the invention and an infrared surveillance camera.
  • the contrast of the test pattern in FIG. 4 is in the border region between the facial plane of the person depicted and the background though slightly higher than the contrast of the image of FIG. 5 in total.
  • Objects and details that are outside the center of the image of the test image in FIG. 4 are difficult to recognize because of the contrast to the edge of the image as a result of the punctual overexposure of the monitoring area or the interstitial space along the optical axis O of the surveillance camera 2 rapidly decreases (see Fig. 4).
  • the more uniform contrast distribution allows over the total area of the test image of Fig. 5, a better evaluation of the image content across the total area of the image.
  • An overexposure of the center of the picture is avoided by the illumination device 2 according to the invention.
  • objects and details that are outside the center of the image of the test image of FIG. 5 are rich in contrast, therefore rich in detail and thus easy to evaluate played.
  • obtained images can be thus manually or by automated image processing algorithms, for example for image recognition or for verification of access permissions, better evaluate.
  • potentially dangerous, dangerous Objects and details clearly visible outside the picture center displayed.
  • Areas of application for the lighting device according to the invention are under other passenger cabins, luggage and cargo areas in aircraft, passenger doors in airplanes, as well as cockpit doors in airplanes.
  • the lighting device according to the invention is not, however, to the application in the field of civil and limited to military aviation. Conceivable are applications in other security relevant Areas such as indoor surveillance, the surveillance of external surfaces of buildings or the like and the Control of occupied areas of passengers in transport facilities of the public local and long-distance traffic.
  • the light sources Lm 1,..., N of the illumination device 1 according to the invention have infrared light emitting diodes (IRED) in the case of using an infrared surveillance camera, which is particularly sensitive to radiation in the near infrared range of the electromagnetic spectrum.
  • IRED infrared light emitting diodes
  • the lighting means preferably comprise white light-emitting diodes (LEDs) which preferably emit light in the region of the electromagnetic spectrum visible to the human eye.

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Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinrichtung 1 für eine Überwachungskamera 2 mit mehreren, jeweils eine Leuchtmittelachse Lma1,...,n aufweisenden Leuchtmitteln Lm1,...n beschrieben. Erfindungsgemäß schneiden die Leuchtmittelachsen Lma1,...,n eine optische Achse O der Überwachungskamera 2. Mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 für eine Überwachungskamera 2 ist eine gleichmäßige Ausleuchtung des sich vor der Überwachungskamera 2 in Richtung der optischen Achse O befindlichen Überwachungsbereiches bzw. des Überwachungsraumes möglich. Eine Überstrahlung eines sich im Bereich der optischen Achse O befindlichen Aufnahmeobjektes wird vermieden, sodass sich ein gleichmäßiger Kontrast eines mittels der Überwachungskamera 2 unter Zuhilfenahme der Beleuchtungseinrichtung 1 gewonnenen Bildes ergibt. Außermittige Gegenstände und Details im Randbereich eines Bildes lassen sich leichter erkennen und auswerten. Hierdurch ergibt sich ein signifikanter Sicherheitsgewinn gegenüber Überwachungskameras, die mit bekannten Beleuchtungseinrichtungen versehen sind. Eine manuelle Auswertung des Bildinhaltes wird erleichtert. Automatisierte Bildererkennungsalgorithmen zur Bilderkennung oder zur automatisierten Zugangskontrolle können wirkungsvoller eingesetzt werden. Die Beleuchtungseinrichtung 1 kann Leuchtmittel Lm1,...,n aufweisen, die Licht im sichtbaren Bereich und/oder im nahen Infrarotbereich abgeben. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine Überwachungskamera mit mehreren, jeweils eine Leuchtmittelachse aufweisenden Leuchtmitteln.
Zur Überwachung von sicherheitsrelevanten Bereichen in Passagierflugzeugen werden Überwachungskameras eingesetzt, die für Strahlung im nahen Infrarotbereich und/oder auch Licht im sichtbaren Bereich empfindlich sind. Derartige Überwachungskameras werden beispielsweise zur Überwachung von Cockpittüren, von Passagiertüren sowie des Innenraums von Passagierflugzeugen eingesetzt. Bei vollständiger Dunkelheit, wie sie zum Beispiel bei Nachtflügen auftritt, ist es auch bei der Verwendung von Überwachungskameras, die vor allem für Infrarotlicht empfindlich sind, erforderlich, den Aufnahmebereich zusätzlich auszuleuchten. Zu diesem Zweck werden Beleuchtungseinrichtungen mit Leuchtmitteln verwendet, die Strahlung im nahen Infrarotbereich oder im Bereich des sichtbaren Lichts abgeben. Als Leuchtmittel finden in diesem Zusammenhang zum Beispiel Infrarotleuchtdioden oder einfache Leuchtdioden, die Licht im sichtbaren Bereich abgeben, verbreitet Anwendung.
Bei hergebrachten Ausführungsformen von Beleuchtungseinrichtungen für Überwachungskameras nach dem Stand der Technik ist eine parallele Anordnung der Kameraoptik und der Beleuchtungseinrichtung üblich. Um eine effektive Ausleuchtung des Aufnahmebereiches bzw. des Aufnahmeraumes vor der Überwachungskamera zu erzielen, sind die Infrarotleuchtdioden (IRED) bzw. die Leuchtdioden (LED) entweder mit der Kameraoptik hinter einer Abdeckscheibe angeordnet oder die Dioden befinden sich separat angeordnet auf der Gehäusefront. Die Abstrahlrichtung derartiger Beleuchtungseinrichtungen wird infolge der zur Kameraoptik parallelen Anordnung der Infrarotleuchtdioden bzw. der Leuchtdioden vor allem durch die Abstrahlwinkel der Dioden bestimmt.
Die vorbekannten Ausführungsformen von Beleuchtungseinrichtungen führen häufig zu einer Überbelichtung der Bildmitte des mit der Überwachungskamera gewonnenen Bildes, weil die Hauptstrahlungsintensität der Dioden in Richtung der Kameraoptik und damit auf das Zentrum des Aufnahmeobjektes weist. Hieraus folgt ein hoher Kontrastunterschied zwischen der Bildinformation in der Bildmitte und den Randbereichen des Bildes, wodurch zum Beispiel die automatische Auswertung der Bildinhalte durch geeignete Bildverarbeitungsalgorithmen zur Bilderkennung, zur Erkennung der Zugangsberechtigung und dergleichen erschwert wird. Weiterhin können sicherheitsrelevante Gegenstände gerade im Randbereich des Bildes nicht sicher identifiziert werden, weil die Bildmitte überstrahlt abgebildet wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorbekannten Beleuchtungseinrichtungen für Überwachungskameras dahingehend zu verbessern, dass eine gleichmäßige Ausleuchtung des mit Überwachungskamera kontrollierten Aufnahmebereiches bzw. des Aufnahmeraumes und des hieraus gewonnenen Bildes gegeben ist, damit sich im Ergebnis ein hoher Kontrast über die gesamte Bildfläche hinweg einstellt.
Diese Aufgabe wird durch die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß schneiden die Leuchtmittelachsen eine optische Achse der Überwachungskamera, d. h. die Leuchtmittelachsen der Leuchtmittel verlaufen nicht parallel zur optischen Achse der Überwachungskamera. Hierdurch wird eine gleichmäßige Ausleuchtung des Aufnahmebereiches bzw. des Aufnahmeraumes vor der Überwachungskamera mittels der Beleuchtungseinrichtung erreicht. Eine unerwünschte Überstrahlung des Aufnahmeobjektes in Richtung der optischen Achse erfolgt nicht mehr. Der Kontrast des mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gewonnen Bildes ist über die gesamte Bildfläche hinweg gleichmäßig hoch und zudem gut geeignet für eine Auswertung mittels automatisierter Bildverarbeitungsalgorithmen. Möglicherweise sicherheitsrelevante Gegenstände und Details im Randbereich des Bildes lassen sich gut erkennen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 niedergelegt. Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
Eine Draufsicht auf die Beleuchtungseinrichtung,
Fig. 2
eine Seitenansicht der Beleuchtungseinrichtung gemäß der Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Darstellung der Strahlungsverteilung der Beleuchtungseinrichtung,
Fig. 4
eine Testaufnahme mit einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung und
Fig. 5
eine Testaufnahme mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
Die Fig. 1 zeigt die Beleuchtungseinrichtung 1 in einer Ansicht von oben. Die Beleuchtungseinrichtung 1 umgibt eine Überwachungskamera 2 mit einem Objektiv 3. Das Objektiv 3 ist mit einer Blende 4 versehen, um eine Blendung der Überwachungskamera 2 durch die Beleuchtungseinrichtung 1 weitgehend zu vermeiden. Die Überwachungskamera 2 weist eine zur Zeichenebene bzw. zu einer durch eine x- und y-Achse aufgespannten Leuchtmittelebene E senkrecht stehende optische Achse O auf. Der Pfeil an der optischen Achse O weist in Richtung eines in der Zeichnung der besseren Übersichtlichkeit halber nicht näher dargestellten, vor der Überwachungskamera 2 im Überwachungsraum bzw. im Überwachungsbereich befindlichen Aufnahmeobjektes. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 sind das Objektiv 3 sowie die Blende 4 rotationssymmetrisch in Bezug auf die optische Achse O positioniert. Abweichend von dieser gezeigten Anordnung sind auch andere Positionierungen, beispielsweise eine exzentrische Anordnung der Überwachungskamera 2, der Blende 4 sowie der Beleuchtungseinrichtung 1 möglich.
Die Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 acht Leuchtmittel Lm1,...,n, die entlang einer Kreislinie 6 angeordnet sind und die in der durch die x- und y-Achse aufgespannten Leuchtmittelebene E liegen. Hierbei weisen die Leuchtmittel Lm1,...,n jeweils gleiche Abstände zum benachbarten Leuchtmittel Lm1,...,n auf. Die Leuchtmittel Lm1,...,n weisen jeweils eine Leuchtmittelachse Lma1,...,n auf und geben Strahlung im nahen Infrarotbereich bzw. Strahlung im sichtbaren Bereich im Wesentlichen in Richtung des Pfeils auf der jeweiligen Leuchtmittelachse Lma1,...n ab. Die Orientierung der Leuchtmittelachsen Lma1,...,n entspricht somit der Hauptabstrahlungsrichtung des betreffenden Leuchtmittels Lm1,...,n.
Die Anordnung der Leuchtmittel Lm1,...,n kann auch auf andere Art und Weise als in der in Fig. 1 gezeigten Positionierung erfolgen. Denkbar ist zum Beispiel die Positionierung der Leuchtmittel Lm1,...,n entlang einer quadratischen, rechteckigen oder elliptischen Linie um die Überwachungskamera 2 herum. Alternativ ist auch eine statistisch über die Fläche verteilte Anordnung der Leuchtmittel Lm1,...,n denkbar. Weiterhin ist es nicht erforderlich, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n in einer Leuchtmittelebene E angeordnet sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n in Bezug auf die optische Achse O verschiedene Höhenpositionen aufweisen und in verschiedenen, parallel zur Leuchtmittelebene E verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Weiterhin ist die Anzahl der Leuchtmittel Lm1,...,n nicht auf die im Ausführungsbeispiel gezeigte Anzahl von acht Leuchtmitteln Lm1,...,n beschränkt.
Als Leuchtmittel Lm1,...,n werden - in Abhängigkeit von der spektralen Empfindlichkeit der eingesetzten Überwachungskamera 2 - vorzugsweise Infrarotleuchtdioden (IR-ED) bzw. Leuchtdioden (LED), die Licht vor allem im sichtbaren Bereich abstrahlen, eingesetzt. Die Leuchtdioden bzw. die Infrarotleuchtdioden haben den Vorteil einer langen Lebensdauer und einer geringen Erschütterungsempfindlichkeit. Demzufolge sind Dioden nahezu wartungsfrei. Anstelle der Dioden können auch andere Leuchtmittel Lm1,...,n eingesetzt werden, wie beispielsweise Infrarotlaser, Infrarotlaserdioden oder Glühlampen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 schließt die Leuchtmittelachse Lma1 des ersten Leuchtmittels Lm1 mit einer x-Achse beispielsweise einen Winkel 1 von etwa 45° ein. Die y-Achse ist zur x-Achse rechtwinklig angeordnet. Die Winkel 2,...,n zwischen den übrigen Leuchtmittelachsen Lma2,...,n der Leuchtmittel Lm2,...,n und der x-Achse erhöhen sich vorzugsweise in Abhängigkeit von deren Position auf der Kreislinie 6 jeweils in 45°-Schritten, weisen also Werte von etwa 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315° sowie 360° auf. Grundsätzlich können die Winkel 1,...,n jeden Wert zwischen 0° und 360° einnehmen. Hierbei sollte die jeweilige Leuchtmittelachse Lma1,...,n jedoch vorzugsweise so ausgerichtet sein, dass diese nicht ausschließlich zur Kamera 2 bzw. zur Blende 4 weist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Hauptabstrahlungsrichtung eines jeden Leuchtmittels Lm1,...,n im Wesentlichen nach Außen, von der Überwachungskamera 2 und der optischen Achse O weggerichtet ist. Eine wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2 gezeigte, gleichmäßige Erhöhung des Winkels  in Abhängigkeit von der Position des Leuchtmittels Lm1,..,n auf der Kreislinie 6 ist nicht notwendig.
Die eingesetzte Anzahl der Leuchtmittel Lm1,...,n und deren Ausrichtung ist vor allem von deren Strahlungsintensität, der Größe und der Geometrie des mit der Überwachungskamera kontrollierten Überwachungsbereiches bzw. des Überwachungsraumes abhängig. In Abhängigkeit von diesen Parametern können andere Werte für den Winkel  in Abhängigkeit von der Anordnung der Leuchtmittel Lm1,...,n auf der Kreislinie 6 erforderlich sein, um eine optimale Wiedergabe eines Aufnahmeobjektes zu erreichen.
In Versuchen hat sich eine Anzahl von sieben rotationssymmetrisch um die optische Achse O herum angeordneten Leuchtmitteln Lm1,...,n zur Kontrolle kleinerer Überwachungsräume bzw. Überwachungsbereiche als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Versuchsanordnung ist der Übersichtlichkeit halber nicht in den Figuren dargestellt. Die sieben Leuchtmittel Lm1,..,7 sind in diesem Fall ausgehend von einer "12 Uhr-Position" auf einer Kreislinie entlang, gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. "12 Uhr-Position" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Leuchtmittel Lm1 im oberen Schnittpunkt zwischen der y-Achse und der Kreislinie angeordnet ist bzw. dessen Leuchtmittelachse Lmam1 in diesem Punkt in Richtung der y-Achse weist. Ausgehend von der "12 Uhr-Position" des ersten Leuchtmittels Lm1, schließen die weiteren Leuchtmittelachsen Lma2,...,7 der Leuchtmittel Lm2,...,7 mit der x-Achse im Uhrzeigersinn beispielsweise jeweils Winkel 1,...,7 von 90°±10°, 230°±10°, 255°±10°, 270°±10°, 270°±10°, 285°±10°, 320°±10° ein.
Die Fig. 2 stellt die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 in einer Seitenansicht dar. Die optische Achse O steht senkrecht auf der x-Achse. In der Darstellung sind der besseren grafischen Darstellung halber fünf Leuchtmittel Lm5,6,7,n,1 exemplarisch dargestellt. Die Leuchtmittelachsen Lma5,6,7,n,1 dieser Leuchtmittel Lm5,6,7,n,1 schließen mit der optischen Achse O jeweils Winkel ϕ5,6,7,n,1 von etwa 45° ein. In Versuchen haben sich für den Winkel ϕ1,...,n Werte zwischen 30° und 60° als geeignet erwiesen. Ein Wert von ϕ1,...,n von ungefähr 45° hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Werte für den Winkel ϕ1,...,n, die außerhalb des Bereichs von 30° bis 60° liegen, führen zu einer signifikanten Verschlechterung der mit der Überwachungskamera 2 erzielten Abbildungsergebnisse bzw. des gewonnen Bildes.
Die Fig. 3 zeigt eine normierte Darstellung der mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 erreichten Beleuchtungsintensitäten im Überwachungsbereich bzw. Überwachungsraum vor der Beleuchtungseinrichtung 1 entlang der optischen Achse O sowie der x- und der y-Achse. Die Winkelzahlen am Halbkreis entsprechen der jeweiligen Raumrichtung. Eine durchgezogen dargestellte Intensitätskurve 7 spiegelt die Intensitätsverteilung der Strahlung wieder, die mit bekannten Beleuchtungseinrichtungen üblicherweise erzielt wird, bei der die Leuchtmittelachsen parallel zur optischen Achse O der Kamera ausgerichtet sind. Die räumliche Intensitätsverteilung der Strahlung im Raum ergibt sich durch eine Rotation der Intensitätskurve 7 um die optische Achse O, sodass sich insgesamt eine "keulenförmige", räumliche Intensitätsverteilung ergibt. Die Höhenerstreckung der Kurve 7 in Richtung der optischen Achse O ist ein Maß für die Intensität der Strahlung in diesem Bereich. Bei der Winkelzahl von 0° schneidet die Intensitätskurve 7 die optische Achse O. In diesem Punkt erreicht die Strahlungsintensität ein Maximum. Zum Vergleich mit der Intensitätskurve 7 ist eine, sich unter Einsatz der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 ergebende Intensitätskurve 8 punktiert dargestellt.
In der schematischen Darstellung der Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Intensität der Strahlung im näheren Umkreis der optischen Achse O im Fall der Intensitätskurve 7 deutlich höher ist, als bei der Intensitätskurve 8. Weiterhin ist die Intensitätskurve 7 höher und schmaler, wohingegen die Intensitätskurve 8 niedriger und breiter ausgebildet ist. Dies bedeutet im Ergebnis, dass sich durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 eine bessere und vor allem gleichmäßigere Ausleuchtung des sich vor der Kamera befindlichen Überwachungsbereiches bzw. des Überwachungsraumes ergibt. Hierdurch folgt eine gleichmäßigere Kontrastverteilung des mit der Überwachungskamera 2 und der Beleuchtungseinrichtung 1 erzeugten Bildes. Das Bild lässt sich hierdurch besser mittels automatisierter Bildverarbeitungsalgorithmen bearbeiten und auswerten. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung vermeidet eine nur punktuelle Ausleuchtung eines im Bereich der optischen Achse O befindlichen Aufnahmeobjektes innerhalb des Überwachungsbereiches bzw. des Überwachungsraumes, die bei bekannten Ausführungsformen von Beleuchtungseinrichtungen zu lokal unerwünscht hohen Kontrastunterschieden des erzeugten Bildes führt. Eine Überstrahlung eines sich beispielsweise in geringer Entfernung vor der Überwachungskamera befindenden Gesichtes einer Person erfolgt nicht.
Insgesamt wird der Überwachungsbereich bzw. der Überwachungsraum gleichmäßiger mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 ausgeleuchtet. Die Überwachungskamera 2 erzeugt daher ein Überwachungsbild mit einem über die gesamte Bildfläche hinweg guten Kontrast. Insbesondere Gegenstände und Details, die sich außerhalb der Bildmitte bzw. entfernt von der optischen Achse O der Überwachungskamera 2 befinden, werden deutlich besser abgebildet. Die so gewonnenen Bilder können leichter manuell oder mit geeigneten Bildverarbeitungsalgorithmen - beispielsweise zur automatisierten Bildererkennung, zur automatisierten Zugangskontrolle oder dergleichen - ausgewertet und bearbeitet werden.
Hierdurch ergibt sich eine signifikante Erhöhung der Sicherheit der Überwachung von gefährdeten Bereichen, wie zum Beispiel in Zivilflugzeugen, da Details wie zum Beispiel Waffen oder andere gefährliche Gegenstände, die eine Person beispielsweise in der Nähe des Körpers oder in der Hand mitführt, auch im Randbereich der Überwachungsbilder leichter erkannt werden können. Die Beleuchtungseinrichtung 1 muss hierbei selbstverständlich an die Geometrie bzw. Beschaffenheit des zu überwachenden Raumes bzw. Bereiches angepasst werden. Die Anpassung erfolgt wie vorstehend beschrieben im Einzelfall durch die geeignete Auswahl der Anzahl und Art der Leuchtmittel, deren Strahlungsstärke, deren Abstrahlcharakteristik sowie deren Ausrichtung im Raum in Bezug auf die optische Achse O (Winkel ϕ, ) der Überwachungskamera 2.
Die Fig. 4 zeigt ein Testbild, das mittels einer bekannten Beleuchtungseinrichtung mit einer Infrarotüberwachungskamera gemacht wurde. In der Fig. 5 ist ein Testbild dargestellt, welches unter Verwendung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 und einer Infrarotüberwachungskamera erstellt wurde.
Zu erkennen ist, dass der Kontrast des Testbildes in der Fig. 4 im Grenzbereich zwischen der Gesichtsfläche der abgebildeten Person und dem Hintergrund zwar etwas höher ausfällt, als der Kontrast des Bildes nach der Fig. 5 insgesamt. Doch Gegenstände und Details, die sich außerhalb der Bildmitte des Testbildes in Fig. 4 befinden, lassen sich nur schlecht erkennen, weil der Kontrast zum Bildrand hin infolge der punktuellen Überstrahlung des Überwachungsbereiches bzw. des Überwachungsraumes entlang der optischen Achse O der Überwachungskamera 2 rapide abnimmt (vgl. Fig. 4). Dagegen ermöglicht die gleichmäßigere Kontrastverteilung über die Gesamtfläche des Testbildes der Fig. 5 eine bessere Auswertung des Bildinhaltes über die Gesamtfläche des Bildes hinweg. Eine Überstrahlung der Bildmitte wird durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 2 vermieden. Gegenstände und Details, die sich außerhalb der Bildmitte des Testbildes nach der Fig. 5 befinden, werden kontrastreich, demzufolge detailreich und somit gut auswertbar wiedergegeben.
Mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gewonnene Bilder lassen sich mithin manuell oder durch automatisierte Bildverarbeitungsalgorithmen, beispielsweise zur Bilderkennung oder zur Überprüfung von Zugangsberechtigungen, besser auswerten. Insbesondere werden möglicherweise sicherheitsrelevante, gefährliche Gegenstände und Details außerhalb der Bildmitte gut erkennbar dargestellt und abgebildet.
Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung sind unter anderem Fluggastkabinen, Gepäck- und Güterbereiche in Flugzeugen, Passagiertüren in Flugzeugen, sowie Cockpittüren in Flugzeugen. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist indes nicht auf die Anwendung im Bereich der zivilen und militärischen Luftfahrt beschränkt. Denkbar sind Anwendungen in weiteren sicherheitsrelevanten Bereichen, wie zum Beispiel die Raumüberwachung in Gebäuden, die Überwachung von Außenflächen von Gebäuden oder dergleichen sowie die Kontrolle von Aufenthaltsbereichen von Passagieren in Transporteinrichtungen des öffentlichen Nah- und Fernverkehrs.
Die Leuchtmittel Lm1,...,n der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 1 weisen im Falle der Verwendung einer Infrarotüberwachungskamera, die vor allem für Strahlung im nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums empfindlich ist, Infrarotleuchtdioden (IRED) auf. Für eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, bei der die Überwachungskamera 2 im Wesentlichen nur für sichtbares Licht sensitiv ist, weisen die Leuchtmittel vorzugsweise weiße Leuchtdioden (LED) auf, die vorzugsweise Licht im mit dem menschlichen Auge sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums abgeben.
Bezugszeichenliste
1
Beleuchtungseinrichtung
2
Überwachungskamera
3
Objektiv
4
Blende
5
Leuchtmittel
6
Kreislinie
7
Intensitätskurve
8
Intensitätskurve
O
optische Achse
L
Leuchtmittelebene
Lm1,...,n
Leuchtmittel
Lma1,...,n
Leuchtmittelachse
1,...,n
Winkel
ϕ1,...,n
Winkel

Claims (10)

  1. Beleuchtungseinrichtung 1 für eine Überwachungskamera 2 mit mehreren, jeweils eine Leuchtmittelachse Lma1,...n aufweisenden Leuchtmitteln Lm1,...n, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittelachsen Lma1,...n eine optische Achse O der Überwachungskamera 2 schneiden.
  2. Beleuchtungseinrichtung 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n vorzugsweise in einer zur optischen Achse O senkrecht stehenden Leuchtmittelebene E mit einer x-Achse und einer hierzu senkrecht verlaufenden y-Achse angeordnet sind.
  3. Beleuchtungseinrichtung 1 nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n insbesondere entlang einer oder mehrerer Linien beabstandet zur optischen Achse O angeordnet sind.
  4. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n entlang einer Kreislinie 6 um die optische Achse O angeordnet sind und benachbarte Leuchtmittel Lm1,...n, insbesondere gleiche Abstände zueinander aufweisen.
  5. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...n, derart im Raum ausgerichtet sind, dass die Leuchtmittelachsen Lma1,...,n mit der optischen Achse O jeweils einen Winkel ϕ1,...,n von etwa 30° bis 60° einschließen und mit der x-Achse einen Winkel 1,...,n in einem Bereich zwischen 0° und 360° einschließen.
  6. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstückige, die Leuchtmittel Lm1,...,n beinhaltende Leuchtfläche vorgesehen ist.
  7. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfläche die optische Achse O umschließt und beispielsweise eine kreisringförmige, eine elliptische oder eine andere geometrische Gestalt aufweist.
  8. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n für das menschliche Auge unsichtbare Strahlung, insbesondere im nahen Infrarotbereich abgeben.
  9. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n für das menschliche Auge sichtbare Strahlung abgeben.
  10. Beleuchtungseinrichtung 1 nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Lm1,...,n beispielsweise Infrarotleuchtdioden (IRED), Leuchtdioden (LED), Infrarotlaserdioden, Laserdioden, Glühlampen, Halogenlampen, Gasentladungslampen, Glimmlampen, Leuchtstofflampen, Elektrolumineszenzelemente oder andere Strahlung emittierende Mittel aufweisen.
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