WO2020053217A1 - Verfahren zur steuerung einer beleuchtung eines objekts, system zur steuerung einer beleuchtung eines objekts und kamera - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer beleuchtung eines objekts, system zur steuerung einer beleuchtung eines objekts und kamera Download PDF

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WO2020053217A1
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radiation
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Stefan Lorenz
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Osram Oled Gmbh
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • a method for controlling the lighting of an object is specified.
  • a system for controlling the illumination of an object and a camera are specified.
  • One object to be achieved is to specify a method for controlling the illumination of an object, with which undesired temporal fluctuations in the illumination of an object can be at least partially avoided.
  • Another task to be solved is a system
  • Yet another task to be solved is to provide a camera with such a system.
  • the object is illuminated by a first radiation source. That is, the procedural steps of the process are carried out while the first radiation source illuminates the object.
  • a second radiation source is provided for the method
  • Illuminate radiation source The second radiation source is different from the first radiation source.
  • the second radiation source illuminates the object when the second
  • Radiation source is controlled.
  • the first radiation source and the second radiation source each emit during operation, for example
  • electromagnetic radiation in the visible spectral range or in the infrared spectral range or in the UV range.
  • the second radiation source emits radiation in operation in a spectral range which at least partially overlaps with a spectral range of the radiation emitted by the first radiation source.
  • a spectral range which is also from the first radiation source.
  • Radiation source is emitted.
  • the first radiation source is preferably an artificial radiation source, such as a lamp.
  • the first radiation source comprises, for example, an incandescent lamp or one or more light-emitting diodes or a discharge lamp, such as a fluorescent tube.
  • the object can be an object or a person or an entire scene. That the second radiation source is set up to close the object
  • To illuminate in addition to the first radiation source means in the present case in particular that the first radiation source and the second radiation source illuminate the same area or the same surface or partial area of the object in the respective operation. That is, in the operation of the first radiation source and in the operation of the second radiation source, the illumination spots generated by the two radiation sources on the object partially or completely overlap.
  • the method comprises a step A) in which a first measurement signal is detected, a change in the first measurement signal being representative of a change in a first radiation property of a radiation striking the object.
  • a change in the first measurement signal correlates
  • Measurement signal or the first radiation property with time
  • the detected first measurement signal is representative of the first radiation property of the radiation striking the object. That means the first measurement signal
  • the first measurement signal can also only be representative of the radiation from the first radiation source, as long as a change in the first measurement signal is representative of one Change in the first radiation property of the radiation striking the object.
  • the first radiation property is a physical property, in particular one
  • electromagnetic property of the radiation striking the object such as the intensity or the color or a coordinate of a color location or the spectral
  • a sensor that encounters radiation is used to detect the first measurement signal.
  • the measurement signal is then the one that hits the sensor
  • At least part of the same radiation that strikes the object also strikes the sensor.
  • at least part of the radiation reflected by the object hits the sensor.
  • a lens can be used that images a partial area of the illuminated area of the object onto the sensor.
  • the senor can also detect radiation other than that which strikes the object, a change in the first radiation property of the other radiation being representative of a change in the radiation striking the object.
  • a change in the first radiation property of the other radiation being representative of a change in the radiation striking the object.
  • the Sensor placed next to or on the object can also be used outside of the
  • step A the object can initially only be illuminated by the first radiation source.
  • the second radiation source it is also possible for the second radiation source to additionally illuminate the object in step A).
  • Radiation source emitted radiation or its change.
  • the first measurement signal or its change can be representative of the first radiation property of the radiation, which results from the temporal and / or local superposition of the radiation from the first radiation source and the second
  • Radiation source results, or its change.
  • the method comprises a step B), in which the radiation source is controlled as a function of a detected change in the first measurement signal in such a way that the second radiation source illuminates the object and the change in the first
  • Step B) Radiation property of the radiation striking the object is counteracted. Step B) is only carried out, for example, if a detected change in the first
  • Measurement signal exceeds or falls below a predetermined threshold.
  • the change in the first radiation property is preferably not overcompensated.
  • the object is illuminated both by the first radiation source and by the second radiation source.
  • Driving the second radiation source can the first
  • the control of the second radiation source as a function of a detected change in the first measurement signal can be delayed in relation to the detected change in the first measurement signal.
  • the delay can be, for example, at least 0.1 s. However, the delay is preferably at most 2 s. As a result, the first changes
  • the first measurement signal in step A) is for recorded a first period. If a change in the first measurement signal is detected during this period, this takes place
  • the second radiation source can also be activated simultaneously or almost simultaneously with the detection of the change in the first measurement signal.
  • the second is activated
  • Radiation source depending on the detected change in the first measurement signal then at the latest 1 ms or at the latest 1 ys after the detection of the change in the first measurement signal.
  • the change in the first measurement signal can be a periodic or aperiodic change.
  • the second is activated
  • Radiation source then preferably also periodically.
  • control of the second radiation source is preferably also aperiodic.
  • Step B) can comprise several substeps.
  • a change in the first measurement signal can first be determined in a sub-step B1) depending on the acquired first measurement signal. Identifying the
  • the first measurement signal can be changed, for example, by means of a processor.
  • the acquired first measurement signal is compared with a previously acquired first measurement signal. A deviation from that
  • previous first measurement signal can then be evaluated as a change in the first measurement signal.
  • Subsequent sub-step B2) can be a control signal can be determined with the aid of which the radiation source is controlled, so that the change in the first
  • the change in the first measurement signal is not determined separately.
  • the first measurement signal is an analog signal that is used immediately or after amplification or adaptation as a control signal for controlling the radiation source
  • Step A) is preferably carried out continuously or repeatedly. This means that the first measurement signal is recorded continuously or repeatedly. If the first measurement signal changes again after step B), the
  • step B) is preferably carried out again in order to
  • a loop can be carried out with any number of repetitions of steps A) and B).
  • the object is illuminated by a first radiation source during the method.
  • a second radiation source is provided, which is set up to illuminate the object in addition to the first radiation source.
  • the method comprises a step A) in which a first measurement signal is recorded, a change in the first measurement signal being representative of a change in a first radiation property of a radiation striking the object.
  • the second radiation source is dependent on one
  • the present invention is based on the knowledge that many modern and classic light sources do not modulate continuous luminous flux, but modulate it
  • Luminous fluxes with repetition rates of the mains frequency of 50 Hz, 60 Hz, 100 Hz, 120 Hz or higher rates for example.
  • the effects of such modulated light fluxes can be direct, for example by flickering, or indirect, for example by spatial, for a viewer
  • Radiation source can be balanced.
  • the compensation takes place, for example, by targeted counter-modulation with a second radiation source.
  • the modulation can be a modulation in intensity or color, for example.
  • By counter-modulation a visually calmed zone, for
  • Image quality can be achieved with a camera.
  • the first radiation source can be favorable, since a modulation of the radiation of this first radiation source can be compensated for with the present method.
  • one or more further measurement signals can also be recorded in the method. Then there are changes in the other measurement signals preferably representative of a change in other radiation properties.
  • Radiation sources can counteract the correlated changes in the associated further radiation properties. All of the information provided here and below in connection with the first measurement signal and the first radiation property can also apply to the further measurement signals and other radiation properties.
  • the first measurement signal is preferably acquired with an acquisition rate of at least 100 Hz or at least 1000 Hz.
  • the first measurement signal can be recorded with an acquisition rate of at most 10 kHz or at most 5 kHz.
  • an uptake rate that is greater than an expected average rate or frequency of the change in the first radiation property is advantageous to the
  • the first is N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl
  • Radiation property is the intensity or the color or a color coordinate or the intensity of a spectral
  • any radiometric or photometric quantity can be the first radiation property.
  • the first radiation characteristic is the radiation flow or the luminous flux or the radiance or the luminance or the
  • Radiation source emitted and incident periodically on and off the object the second radiation source can be controlled such that the
  • a light-emitting diode is added to or removed from the second radiation source in order to compensate for this color change.
  • step B) the second radiation source is controlled with a periodically modulated control signal.
  • the amplitude of the modulation and / or the frequency of the modulation of the control signal are adapted to the detected change in the first measurement signal. In particular, shows one periodically
  • the variation of the control signal has the same period or frequency.
  • the first measurement signal via a first
  • a frequency of the modulation of the first measurement signal can be determined or recorded on the basis of the recorded first measurement signal.
  • the second source of radiation can then be modulated with the same frequency.
  • the setpoint value can be a value of the first measurement signal before the change in the first measurement signal has taken place. However, the setpoint can also be an average over time of the first
  • Act measurement signal for example averaged over a period of at least 1/10 s or 0.5 s or ls.
  • step B counteracted that after step B) a fluctuation of the detected first measurement signal around the mean is at most 20%.
  • an area of the object illuminated by the first radiation source during operation and an area of the object illuminated by the second radiation source in operation overlap in a sectional area of at least 0.1 m ⁇ or at least 1 m ⁇ .
  • the cutting area can be at most 20 m ⁇ or at most 10 m ⁇ .
  • the surfaces of the object illuminated by the first radiation source and the second radiation source are in particular those by the first
  • Radiation source and the second radiation source generated illumination spots on the object.
  • a sensor for example, is used to detect the first measurement signal in step A) a photodiode or a CMOS sensor or a CCD sensor.
  • the second radiation source comprises one or more light-emitting diodes.
  • the second radiation source comprises
  • the second radiation source comprises at least three light-emitting diodes, a first light-emitting diode emitting blue light during operation, a second light-emitting diode emitting green light during operation, and a third light-emitting diode emitting red light during operation.
  • a second radiation source can, for example, partially or completely compensate for changes in the color of the radiation striking the object.
  • the first is N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl
  • Radiation source a lamp or a screen.
  • the object rests in the intended operation.
  • the object is therefore not moved when the object is operated as intended.
  • the object is a table top or
  • the flickering can be compensated so that the light reflected from the table top does not flicker.
  • the object performs a periodic movement in the intended operation.
  • the object is an element of a machine, the element rotating or vibrating.
  • the object is a rotating element of a lathe or a propeller blade or rotor blade.
  • the periodically moving element is illuminated by a first radiation source that flickers at the same frequency as the object
  • Radiation source is a radiation source for a camera.
  • the second one is the second one
  • Radiation source around a flash light or around a headlight for a camera can be part of the camera, for example it can be attached in or on a housing of the camera. It can be the second
  • Radiation source but also an element separate from the camera, for example an external headlight.
  • the camera can take an image that is illuminated by a first, for example flickering radiation source.
  • a first for example flickering radiation source.
  • the flickering can be compensated and the quality of the
  • the camera can be a photo camera or video camera.
  • the camera can do one
  • the first radiation source and the second radiation source each emit light in the visible spectral range during operation.
  • the first radiation source and the second radiation source each light in the infrared
  • Radiation source set up, at least in one
  • Wavelength to deliver a higher radiation intensity than the first radiation source For example, the second one
  • Radiation source set up to deliver a higher intensity at the wavelength at which the first
  • Radiation source has an intensity maximum.
  • the second radiation source is preferably set up to deliver a higher intensity than the first radiation source over a large part of the spectral range emitted by the first radiation source. Changes in the first radiation property of the first radiation source can thereby be completely compensated for using the second radiation source.
  • the system for controlling the illumination of an object comprises a second one
  • Radiation source that is set up to object illuminate. Furthermore, the system comprises a sensor which is set up to detect a first measurement signal, a change in the first measurement signal being representative of a change in a first radiation property of a radiation incident on the object.
  • the system comprises a control device, which is set up as a function of a detected change in the first measurement signal
  • control signal Generate control signal and to control the second radiation source with the control signal.
  • the system is set up so that by controlling the second
  • Radiation source illuminates the object and thereby the
  • Radiation source a lamp, for example a
  • the camera is specified next.
  • the camera includes a system as described above. All features disclosed in connection with the system are therefore also for the
  • the camera includes, for example, an image sensor for recording an image and a lens for focusing radiation on the image sensor.
  • FIGS. 1 and 2 embodiments of the method using diagrams
  • Object for example a table surface
  • the uppermost diagram shows a first radiation property II of the radiation striking the object as a function of time t.
  • the first radiation property II is
  • the intensity of the radiation striking the object in the present case the intensity of the radiation striking the object. But it could also be the intensity of only a spectral component.
  • FIG. 1 shows that the intensity II of a periodic modulation
  • Time TI shown.
  • the object only illuminated by the first radiation source during the time period TI.
  • a first measurement signal is now recorded, which is representative of the intensity II.
  • the first measurement signal is shown as vertical lines in the top diagram in FIG. 1.
  • the first measurement signal is recorded at a recording rate that is greater than the frequency of the intensity II modulation.
  • the recording rate is between 1 kHz and 3 kHz. Due to the high
  • Recording rate of the first measurement signal shows a change in the first measurement signal that is representative of the change in intensity II. This means that the change in the first measurement signal correlates clearly with that
  • Measurement signal is now controlled a second radiation source such that the second radiation source illuminates the object together with the first radiation source.
  • the first radiation property 12 in the present case the intensity of the radiation emitted by the second radiation source and striking the object, for a time period T2 is shown in the middle diagram in FIG.
  • the time period T2 follows the time period TI.
  • the middle diagram shows that the second radiation source is controlled in such a way that the intensity 12 is also subject to periodic modulation.
  • the control is selected so that the periodic modulation has the same or almost the same frequency as the
  • the first radiation source and the second radiation source irradiate the same area of the object during the time period T2.
  • the mixed radiation striking this area, or the intensity 11 + 12 of this mixed radiation on the object, is shown in the bottom diagram in FIG. Due to the superposition of the radiation from the first radiation source and the second radiation source, the modulation present during the time period TI is now almost completely compensated.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the
  • an object for example a table top
  • the first radiation source is, for example, a computer screen.
  • a first radiation source is, for example, a computer screen.
  • Radiation property Clx in the present case a color coordinate, of the radiation striking the object from the first radiation source as a function of time. It can be seen that the color coordinate Clx of the radiation of the first
  • Time period is TI. This can be the case, for example, when a user switches back and forth between two computer programs and the color emitted by the screen changes in the process.
  • the color coordinate C2x of the radiation from a second radiation source is shown, with which the second radiation source illuminates the object.
  • the second radiation source emits TI in the first period
  • the color coordinate Cx is the radiation that strikes the object as a function of time t as a result of the superimposition of the radiation from the first radiation source and the second radiation source
  • a detected first measurement signal (vertical lines) is shown, the first measurement signal being representative of the color coordinate Cx of the radiation striking the object.
  • the measurement signal clearly correlates with the change in the color coordinate Cx of the radiation hitting the object. It can be seen that a change in the first measurement signal correlates with the decrease in the value of the color coordinates Clx of the radiation from the first radiation source.
  • FIG. 3A shows a first exemplary embodiment of the
  • the object 10 is a
  • the system includes a second
  • Radiation source 2 are generated (dashed lines), overlap on the object 10.
  • the system further comprises a sensor 3, which in the
  • the overlap region of the two lighting spots is arranged on the object 10.
  • the sensor 3 could also be arranged outside the overlap area, for example only in the illumination spot of the first radiation source 1.
  • the sensor 3 is, for example, a photodiode.
  • the sensor 3 is set up to detect a first measurement signal. A change in the first measurement signal is representative of a change in a first
  • the system comprises a control device 4, which is set up to generate a control signal as a function of a detected change in the first measurement signal and thus to control the second radiation source 2.
  • Control device 4 additionally includes a processor, for example, in order to determine a change in the first measurement signal and / or to calculate the control signal.
  • Radiation source 2 the sensor 3 and the control device 4, set up so that by controlling the second
  • Radiation source 2 illuminates object 10 and counteracts the change in the first radiation property of the radiation striking the object.
  • the system can be used to compensate for the flickering of the ceiling lamp 1. The total radiation reflected by the desk 10 that an observer perceives is then free from the flickering.
  • FIG. 3B shows the exemplary embodiment of the system in FIG. 3A.
  • the first radiation source 1 is not a ceiling lamp, but rather a screen, for example a computer screen. If a user of the computer changes the computer program, for example, the light color emitted by the screen on the desk can change.
  • the light that is reflected from the desk would also change its color, which can be disturbing for an observer.
  • FIG. 3C shows an exemplary embodiment of the camera 100, which comprises an exemplary embodiment of the system.
  • An object 10, in the present case a person 10, is to be recorded with the camera 100.
  • the person 10 is from a first
  • Radiation source 1 for example a headlight
  • the radiation emitted by the headlight 1 can have fluctuations in intensity due to network operation, which can have a negative effect on the image quality. This fluctuation in intensity can be compensated for with the system that is installed in the camera 100.
  • the sensor 3 detects a first measurement signal.
  • a change in the first measurement signal is representative of the change in the radiation intensity striking the person 10.
  • a second radiation source 2 which is, for example, the flash light of the camera 100, is then
  • FIG. 3D A further exemplary embodiment of the system is shown in FIG. 3D.
  • the system again includes a second
  • Radiation source 2 for example a headlight
  • control device 4 for controlling the second
  • Radiation source 2 together with a first radiation source 1 illuminate a helicopter, for example a model helicopter.
  • a helicopter for example a model helicopter.
  • an object 10 In the present case, a periodically rotating rotor blade 10 of the helicopter is illuminated.
  • the radiation emitted by the radiation source 1 is the radiation emitted by the radiation source 1
  • Intensity modulation If the rotor blade 10 randomly rotates at the same frequency as the intensity modulation, it may appear to an observer that the rotor blade 10 is not rotating. This could be associated with considerable dangers for the observer, for example if he tries to touch the rotor blade 10.
  • the system reduces this risk.
  • the sensor 3 is arranged on the rotor blade 10. Radiation from the two radiation sources 1, 2 strikes the sensor 3. This detects a first measurement signal. A change in the first measurement signal is representative of a change in the radiation intensity striking the rotor blade 10.
  • Measurement signal is the second radiation source 2 on the
  • Control device 4 controlled.
  • the second radiation source 2 then emits radiation with a
  • the intensity modulation of the first radiation source 1 partially or completely
  • the senor can also be on a non-rotating part, for example on the

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Abstract

In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts (10) wird während des Verfahrens das Objekt von einer ersten Strahlungsquelle (1) beleuchtet. Eine zweite Strahlungsquelle (2) ist bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, das Objekt zusätzlich zur ersten Strahlungsquelle zu beleuchten. Das Verfahren umfasst einen Schritt A), in dem ein erstes Messsignal erfasst wird, wobei eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung einer ersten Strahlungseigenschaft einer auf das Objekt treffenden Strahlung ist. In einem Schritt B) wird die zweite Strahlungsquelle in Abhängigkeit von einer erfassten Veränderung des ersten Messsignals derart angesteuert, dass die zweite Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet und der Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung entgegengewirkt wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINER BELEUCHTUNG EINES OBJEKTS, SYSTEM ZUR STEUERUNG EINER BELEUCHTUNG EINES OBJEKTS UND
KAMERA
Es wird ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts angegeben. Darüber hinaus werden ein System zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts und eine Kamera angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts anzugeben, mit dem ungewollte zeitliche Schwankungen in einer Beleuchtung eines Objekts zumindest teilweise vermieden werden können. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein System
anzugeben, das ein solches Verfahren durchführen kann. Noch eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Kamera mit einem solchen System anzugeben.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch das Verfahren und die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche und durch den Gegenstand des Patentanspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Zunächst wird ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird während des
Verfahrens das Objekt von einer ersten Strahlungsquelle beleuchtet. Das heißt, die Verfahrensschritte des Verfahrens werden durchgeführt, während die erste Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist für das Verfahren eine zweite Strahlungsquelle bereitgestellt, die dazu
eingerichtet ist, das Objekt zusätzlich zur ersten
Strahlungsquelle zu beleuchten. Die zweite Strahlungsquelle ist verschieden von der ersten Strahlungsquelle. Die zweite Strahlungsquelle beleuchtet das Objekt, wenn die zweite
Strahlungsquelle angesteuert wird.
Die erste Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle emittieren im Betrieb beispielsweise jeweils
elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich oder im infraroten Spektralbereich oder im UV-Bereich.
Insbesondere emittiert die zweite Strahlungsquelle im Betrieb Strahlung in einem Spektralbereich, der zumindest teilweise mit einem Spektralbereich der von der ersten Strahlungsquelle emittierten Strahlung überlappt. Beispielsweise liegt zumindest 50 % oder zumindest 75 % oder zumindest 90 % der von der zweiten Strahlungsquelle emittierten Strahlung in einem Spektralbereich, der auch von der ersten
Strahlungsquelle emittiert wird.
Die erste Strahlungsquelle ist bevorzugt eine künstliche Strahlungsquelle, wie beispielsweise eine Leuchte. Die erste Strahlungsquelle umfasst zum Beispiel eine Glühlampe oder eine oder mehrere Leuchtdioden oder eine Entladungslampe, wie beispielsweise eine Leuchtstoffröhre .
Bei dem Objekt kann es sich um einen Gegenstand oder um eine Person oder um eine ganze Szene handeln. Dass die zweite Strahlungsquelle dazu eingerichtet ist, das Objekt zu zusätzlich zur ersten Strahlungsquelle zu beleuchten, meint vorliegend insbesondere, dass die erste Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle im jeweiligen Betrieb denselben Bereich beziehungsweise dieselbe Oberfläche oder Teilfläche des Objekts beleuchten. Das heißt, im Betrieb der ersten Strahlungsquelle und im Betrieb der zweiten Strahlungsquelle überlappen die von den beiden Strahlungsquellen erzeugten Beleuchtungsflecken auf dem Objekt teilweise oder vollständig miteinander .
Gemäß zu einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A) , in dem ein erstes Messsignal erfasst wird, wobei eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung einer ersten Strahlungseigenschaft einer auf das Objekt treffenden Strahlung ist. Anders ausgedrückt korreliert eine Veränderung des ersten Messsignals,
insbesondere eineindeutig, mit einer Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden
Strahlung. Veränderung meint hier eine zeitliche Veränderung. Das heißt, bei einer Veränderung ändert sich das erste
Messsignal beziehungsweise die erste Strahlungseigenschaft mit der Zeit.
Das erste Messsignal kann ein elektronisches Signal, zum Beispiel ein digitales oder analoges Signal, sein. Zum
Beispiel ist das erfasste erste Messsignal repräsentativ für die erste Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung. Das bedeutet, dass das erste Messsignal
Informationen über die erste Strahlungseigenschaft trägt. Es kann aber das erste Messsignal auch nur repräsentativ für die Strahlung der ersten Strahlungsquelle sein, solange eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung ist.
Bei der ersten Strahlungseigenschaft handelt es sich um eine physikalische Eigenschaft, insbesondere um eine
elektromagnetische Eigenschaft, der auf das Objekt treffenden Strahlung, wie beispielsweise die Intensität oder die Farbe oder eine Koordinate eines Farborts oder die spektrale
Verteilung der Strahlung.
Zur Erfassung des ersten Messsignals wird beispielsweise ein Sensor verwendet, auf den Strahlung trifft. Das erste
Messsignal wird dann aus der auf den Sensor treffenden
Strahlung erzeugt. Dabei kann dieselbe Strahlung oder
zumindest ein Teil derselben Strahlung, die auf das Objekt trifft, auch auf den Sensor treffen. Zum Beispiel trifft zumindest ein Teil der vom Objekt reflektierten Strahlung auf den Sensor. Dazu kann zum Beispiel ein Objektiv verwendet werden, das einen Teilbereich des beleuchteten Bereichs des Objekts auf den Sensor abbildet.
Es kann mit dem Sensor aber auch eine andere Strahlung als die, die auf das Objekt trifft, erfasst werden, wobei eine Veränderung in der ersten Strahlungseigenschaft der anderen Strahlung repräsentativ für eine Veränderung der auf das Objekt treffenden Strahlung ist. Beispielsweise ist der
Sensor neben dem Objekt oder auf dem Objekt angeordnet. Der Sensor kann auch außerhalb des
Beleuchtungsbereichs/Beleuchtungsflecks der zweiten
Strahlungsquelle, zum Beispiel nur im
Beleuchtungsbereich/Beleuchtungsfleck der ersten
Strahlungsquelle angeordnet sein. Dass eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft ist, heißt, dass eine Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft mit einer Veränderung des ersten Messsignals korreliert, insbesondere eineindeutig korreliert. Aus einer Veränderung des ersten Messsignals kann zum Beispiel eindeutig auf eine Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft geschlossen werden und umgekehrt. Eine Veränderung des ersten Messsignals ist zum Beispiel eine Veränderung einer Amplitude oder eines Wertes des ersten Messsignals.
Im Schritt A) kann das Objekt zunächst ausschließlich von der ersten Strahlungsquelle beleuchtet werden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass im Schritt A) bereits zusätzlich die zweite Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet. Das im Schritt A) erfasste erste Messsignal beziehungsweise dessen
Veränderung kann also entweder nur repräsentativ für die erste Strahlungseigenschaft der von der ersten
Strahlungsquelle emittierten Strahlung beziehungsweise dessen Veränderung sein. Alternativ kann das erste Messsignal beziehungsweise dessen Veränderung repräsentativ für die erste Strahlungseigenschaft der Strahlung, die sich aus der zeitlichen und/oder örtlichen Überlagerung der Strahlungen aus der ersten Strahlungsquelle und der zweiten
Strahlungsquelle ergibt, beziehungsweise dessen Veränderung sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt B) , in dem die Strahlungsquelle in Abhängigkeit von einer erfassten Veränderung des ersten Messsignals derart angesteuert wird, dass die zweite Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet und der Veränderung der ersten
Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung entgegengewirkt wird. Der Schritt B) wird beispielsweise nur ausgeführt, wenn eine erfasste Veränderung des ersten
Messsignals eine vorgegebene Schwelle überschreitet oder unterschreitet .
Anders ausgedrückt, bedeutet das: Falls eine Veränderung des ersten Messsignals erfasst wird, wird im Schritt B) die zweite Strahlungsquelle derart angesteuert, dass der
korrelierten Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft entgegengewirkt wird beziehungsweise diese Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft teilweise oder vollständig kompensiert wird. Bevorzugt wird die Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft aber nicht überkompensiert.
Durch das Ansteuern der zweiten Strahlungsquelle im Schritt B) wird das Objekt sowohl von der ersten Strahlungsquelle als auch von der zweiten Strahlungsquelle beleuchtet. Beim
Ansteuern der zweiten Strahlungsquelle können die erste
Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle das Objekt gleichzeitig oder alternierend beleuchten. Das Ansteuern der zweiten Strahlungsquelle erfolgt bevorzugt über eine
Steuervorrichtung .
Die Ansteuerung der zweiten Strahlungsquelle in Abhängigkeit von einer erfassten Veränderung des ersten Messsignals kann zeitlich verzögert zu der erfassten Veränderung des ersten Messsignals erfolgen. Die Verzögerung kann beispielsweise zumindest 0,1 s betragen. Bevorzugt beträgt die Verzögerung aber höchstens 2 s. Folglich verändert sich die erste
Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden
Strahlung, bevor dieser Veränderung durch das Ansteuern der Strahlungsquelle entgegengewirkt wird. Anders ausgedrückt wird in diesem Fall das erste Messsignal im Schritt A) für einen ersten Zeitraum erfasst. Wird in diesem Zeitraum eine Veränderung des ersten Messsignals erfasst, erfolgt die
Ansteuerung der zweiten Strahlungsquelle für einen
darauffolgenden, zweiten Zeitraum, derart, dass der
vorhergegangenen Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung entgegengewirkt wird.
Es kann die Ansteuerung der zweiten Strahlungsquelle aber auch gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit der Erfassung der Veränderung des ersten Messsignals erfolgen.
Beispielsweise erfolgt die Ansteuerung der zweiten
Strahlungsquelle in Abhängigkeit der erfassten Veränderung des ersten Messsignals dann spätestens 1 ms oder spätestens 1 ys nach der Erfassung der Veränderung des ersten Messsignals.
Die Veränderung des ersten Messsignals kann eine periodische oder aperiodische Veränderung sein. Bei einer periodischen Veränderung erfolgt die Ansteuerung der zweiten
Strahlungsquelle dann bevorzugt ebenfalls periodisch. Bei einer aperiodischen Veränderung erfolgt die Ansteuerung der zweiten Strahlungsquelle bevorzugt ebenfalls aperiodisch.
Der Schritt B) kann mehrere Teilschritte umfassen. Zum
Beispiel kann in einem Teilschritt Bl) in Abhängigkeit des erfassten ersten Messsignals zunächst eine Veränderung des ersten Messsignals ermittelt werden. Das Ermitteln der
Veränderung des ersten Messsignals kann beispielsweise mittels eines Prozessors erfolgen. Beispielsweise wird dazu das erfasste erste Messsignal mit einem zuvor erfassten ersten Messsignal verglichen. Eine Abweichung von dem
vorhergehenden ersten Messsignal kann dann als Veränderung des ersten Messsignals gewertet werden. In einem
darauffolgenden Teilschritt B2) kann ein Steuersignal ermittelt werden, mithilfe dessen die Strahlungsquelle angesteuert wird, so dass der Veränderung der ersten
Strahlungseigenschaft entgegengewirkt wird.
Alternativ ist es aber möglich, dass die Veränderung des ersten Messsignals nicht separat ermittelt wird.
Beispielsweise ist das erste Messsignal ein analoges Signal, das unmittelbar oder nach einer Verstärkung oder Anpassung als Steuersignal zur Ansteuerung der Strahlungsquelle
verwendet wird.
Der Schritt A) wird bevorzugt durchgehend oder wiederholt ausgeführt. Das heißt, das erste Messsignal wird durchgehend oder wiederholt erfasst. Kommt es nach dem Schritt B) erneut zu einer Veränderung des ersten Messsignals, die
beispielsweise eine vorgegebene Schwelle überschreitet, so wird der Schritt B) bevorzugt erneut ausgeführt, um die
Strahlungsquelle nachzuregeln. Insbesondere kann also eine Schleife mit beliebig vielen Wiederholungen der Schritte A) und B) ausgeführt werden.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens zur
Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts wird während des Verfahrens das Objekt von einer ersten Strahlungsquelle beleuchtet. Eine zweite Strahlungsquelle ist bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, das Objekt zusätzlich zur ersten Strahlungsquelle zu beleuchten. Das Verfahren umfasst einen Schritt A) , in dem ein erstes Messsignal erfasst wird, wobei eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung einer ersten Strahlungseigenschaft einer auf das Objekt treffenden Strahlung ist. In einem Schritt B) wird die zweite Strahlungsquelle in Abhängigkeit von einer
erfassten Veränderung des ersten Messsignals derart angesteuert, dass die zweite Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet und der Veränderung der ersten
Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung entgegengewirkt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass viele moderne und klassische Lichtquellen keinen kontinuierlichen Lichtstrom, sondern modulierte
Lichtströme, mit Wiederholraten der Netzfrequenz von zum Beispiel 50 Hz, 60 Hz, 100 Hz, 120 Hz oder höheren Raten, emittieren. Die Auswirkungen solcher modulierten Lichtströme können für einen Betrachter direkt, beispielsweise durch Flimmern, oder indirekt, beispielsweise durch räumliche
Modulation, Ermüdungserscheinungen, Doppelbilder et cetera, sichtbar und spürbar werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird unter anderem von der Idee Gebrauch gemacht, einen Bereich der „visuellen Ruhe" zu schaffen, in dem vorhandene Modulationen einer ersten
Strahlungsquelle ausgeglichen werden. Das Ausgleichen erfolgt beispielsweise durch gezielte Gegenmodulation mit einer zweiten Strahlungsquelle. Die Modulation kann beispielsweise eine Modulation in der Intensität oder der Farbe sein. Durch Gegenmodulation kann eine visuell beruhigte Zone, zum
Beispiel auf einer Tischoberfläche oder eine bessere
Bildqualität bei einer Kamera erreicht werden. Die erste Strahlungsquelle kann günstig sein, da eine Modulation der Strahlung dieser ersten Strahlungsquelle mit dem vorliegenden Verfahren ausgeglichen werden kann.
Zusätzlich zu dem ersten Messsignal können bei dem Verfahren auch ein oder mehrere weitere Messsignale erfasst werden. Veränderungen in den weiteren Messsignalen sind dann bevorzugt jeweils repräsentativ für eine Veränderung weiterer Strahlungseigenschaften. Durch Erfassen einer Veränderung in den jeweiligen weiteren Messsignalen und entsprechender
Ansteuerung der zweiten Strahlungsquelle oder weiterer
Strahlungsquellen kann den korrelierten Veränderungen in den zugehörigen weiteren Strahlungseigenschaften entgegengewirkt werden. Alle hier und im Folgenden im Zusammenhang mit dem ersten Messsignal und der ersten Strahlungseigenschaft gemachten Angaben können auch für die weiteren Messsignale und weiteren Strahlungseigenschaften gelten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das erste
Messsignal mit einer Aufnahmerate oder Samplingrate von zumindest 50 Hz erfasst. Bevorzugt wird das erste Messsignal mit einer Aufnahmerate von zumindest 100 Hz oder zumindest 1000 Hz erfasst. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Messsignal mit einer Aufnahmerate von höchstens 10 kHz oder höchstens 5 kHz erfasst werden. Es ist aber auch möglich, dass das erste Messsignal kontinuierlich erfasst wird.
Insbesondere ist eine Aufnahmerate, die größer ist als eine erwartete mittlere Rate oder Frequenz der Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft, vorteilhaft, um die
Veränderungen in der ersten Strahlungseigenschaft zu
erfassen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste
Strahlungseigenschaft die Intensität oder die Farbe oder eine Farbortkoordinate oder die Intensität eines spektralen
Anteils der auf das Objekt treffenden Strahlung. Unter Farbe wird insbesondere der Farbeindruck verstanden, den die
Strahlung bei einem Beobachter hervorruft. Weiter kann jede radiometrische oder photometrische Größe die erste Strahlungseigenschaft sein. Zum Beispiel ist die erste Strahlungseigenschaft der Strahlungsfluss oder der Lichtstrom oder die Strahldichte oder die Leuchtdichte oder die
Strahlstärke oder die Lichtstärke oder die Bestrahlungsstärke oder die Beleuchtungsstärke.
Nimmt beispielsweise die Intensität der von der ersten
Strahlungsquelle emittierten und auf das Objekt treffenden Strahlung periodisch zu und wieder ab, so kann die zweite Strahlungsquelle derart angesteuert werden, dass die
Intensität der von der zweiten Strahlungsquelle emittierten und auf das Objekt treffenden Strahlung gegenphasig
periodisch ab und wieder zunimmt. Ändert sich zum Beispiel die Farbe der von der ersten Strahlungsquelle emittierten Strahlung, so wird beispielsweise eine Leuchtdiode der zweiten Strahlungsquelle hinzu oder weggeschaltet, um diese Farbveränderung auszugleichen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt B) die zweite Strahlungsquelle mit einem periodisch moduliertem Steuersignal angesteuert. Die Amplitude der Modulation und/oder die Frequenz der Modulation des Steuersignals sind dabei an die erfasste Veränderung des ersten Messsignals angepasst. Insbesondere weist bei einem periodisch
modulierten ersten Messsignal die Variation des Steuersignals die gleiche Periode oder Frequenz auf.
Um die Frequenz des Steuersignals zu ermitteln, wird
beispielsweise das erste Messsignal über einen ersten
Zeitraum erfasst. Anhand des erfassten ersten Messsignals kann eine Frequenz der Modulation des ersten Messsignals bestimmt oder erfasst werden. Die zweite Strahlungsquelle kann dann mit der gleichen Frequenz moduliert angesteuert werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die zweite
Strahlungsquelle im Schritt B) derart angesteuert, dass ein anschließend erfasstes erstes Messsignal um höchstens 20 % oder um höchstens 5 % von einem vorgegebenen Sollwert
abweicht. Bei dem Sollwert kann es sich um einen Wert des ersten Messsignals handeln, bevor die Veränderung des ersten Messsignals stattgefunden hat. Es kann sich bei dem Sollwert aber auch um einen zeitlichen Mittelwert des ersten
Messsignals, beispielsweise gemittelt über eine Zeitspanne von zumindest 1/10 s oder 0,5 s oder ls, handeln.
Beispielsweise wird einer erfassten periodischen Schwankung des ersten Messsignals durch den Schritt B) soweit
entgegengewirkt, dass nach dem Schritt B) eine Schwankung des erfassten, ersten Messsignals um den Mittelwert höchstens 20 % beträgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappen eine von der ersten Strahlungsquelle im Betrieb beleuchtete Fläche des Objekts und eine von der zweiten Strahlungsquelle im Betrieb beleuchtete Fläche des Objekts in einer Schnittfläche von zumindest 0,1 m^ oder zumindest 1 m^ . Alternativ oder
zusätzlich kann die Schnittfläche höchstens 20 m^ oder höchstens 10 m^ betragen. Die von der ersten Strahlungsquelle und der zweiten Strahlungsquelle beleuchteten Flächen des Objekts sind insbesondere die durch die erste
Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle erzeugten Beleuchtungsflecke auf dem Objekt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird zum Erfassen des ersten Messsignals im Schritt A) ein Sensor, beispielsweise eine Fotodiode oder ein CMOS-Sensor oder ein CCD-Sensor, verwendet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die zweite Strahlungsquelle eine oder mehrere Leuchtdioden.
Beispielsweise umfasst die zweite Strahlungsquelle
Leuchtdioden, die im Betrieb Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren. Zum Beispiel umfasst die zweite Strahlungsquelle zumindest drei Leuchtdioden, wobei eine erste Leuchtdiode im Betrieb blaues Licht emittiert, eine zweite Leuchtdiode im Betrieb grünes Licht emittiert und eine dritte Leuchtdiode im Betrieb rotes Licht emittiert. Mit einer solchen zweiten Strahlungsquelle können beispielsweise Veränderungen in der Farbe der auf das Objekt treffenden Strahlung teilweise oder vollständig kompensiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste
Strahlungsquelle eine Leuchte oder ein Bildschirm.
Beispielsweise handelt es sich bei der ersten
Strahlungsquelle um eine Innenraumleuchte, wie eine
Deckenleuchte oder eine Schreibtischleuchte, oder um einen Fernsehbildschirm oder einen Computerbildschirm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ruht das Objekt im bestimmungsgemäßen Betrieb. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Objekts wird das Objekt also nicht bewegt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Objekt um eine Tischplatte oder
Tischoberfläche. Wird die Tischplatte zum Beispiel von einer flimmernden Raumleuchte beleuchtet, so kann durch
entsprechende Ansteuern der zweiten Strahlungsquelle das Flimmern ausgeglichen werden, so dass das von der Tischplatte reflektierte Licht nicht flimmert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform führt das Objekt im bestimmungsgemäßen Betrieb eine periodische Bewegung aus. Beispielsweise handelt es sich bei dem Objekt um ein Element einer Maschine, wobei das Element rotiert oder schwingt. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Objekt um ein rotierendes Element einer Drehmaschine oder um ein Propellerblatt oder Rotorblatt. Wird das sich periodisch bewegende Element zum Beispiel von einer ersten Strahlungsquelle beleuchtet, die mit derselben Frequenz flimmert wie sich das Objekt
periodisch bewegt, so kann es zu einem stroboskopischen
Effekt kommen, bei dem es für den Betrachter so aussieht, als würde sich das Objekt nicht bewegen. Mit dem hier
beschriebenen Verfahren kann einem solchen stroboskopischen Effekt entgegengewirkt werden, was eine Gefahr bei Benutzung der Maschine erheblich reduziert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite
Strahlungsquelle eine Strahlungsquelle für eine Kamera.
Beispielsweise handelt es sich bei der zweiten
Strahlungsquelle um ein Blitzlicht oder um einen Scheinwerfer für eine Kamera. Es kann die zweite Strahlungsquelle dabei Teil der Kamera sein, also zum Beispiel in oder an einem Gehäuse der Kamera befestigt sein. Es kann die zweite
Strahlungsquelle aber auch ein von der Kamera getrenntes Element, zum Beispiel ein externer Scheinwerfer sein.
Mit der Kamera kann ein Bild aufgenommen, das von einer ersten, zum Beispiel flimmernden Strahlungsquelle beleuchtet wird. Durch Ansteuern der zweiten Strahlungsquelle kann das Flimmern ausgeglichen werden und die Qualität des
aufgenommenen Bildes kann erhöht werden. Die Kamera kann eine Fotokamera oder Videokamera sein. Die Kamera kann eine
Digitalkamera, beispielsweise eines Mobiltelefons , sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittieren die erste Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle im Betrieb jeweils Licht im sichtbaren Spektralbereich. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die erste Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle jeweils Licht im infraroten
Spektralbereich oder im UV-Bereich emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite
Strahlungsquelle dazu eingerichtet, zumindest bei einer
Wellenlänge eine höhere Strahlungsintensität zu liefern als die erste Strahlungsquelle. Zum Beispiel ist die zweite
Strahlungsquelle dazu eingerichtet, bei der Wellenlänge eine höhere Intensität zu liefern, bei der die erste
Strahlungsquelle ein Intensitätsmaximum aufweist. Bevorzugt ist die zweite Strahlungsquelle dazu eingerichtet, über einen Großteil des von der ersten Strahlungsquelle emittierten Spektralbereichs eine höhere Intensität zu liefern als die erste Strahlungsquelle. Dadurch können Veränderungen in der ersten Strahlungseigenschaft der ersten Strahlungsquelle mithilfe der zweiten Strahlungsquelle vollständig kompensiert werden .
Als nächstes wird das System zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts angegeben. Das System ist insbesondere dazu eingerichtet, ein wie oben beschriebenes Verfahren
auszuführen. Alle im Zusammenhang mit dem Verfahren
offenbarten Merkmale sind daher auch für das System offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das System zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts eine zweite
Strahlungsquelle, die dazu eingerichtet ist, das Objekt zu beleuchten. Ferner umfasst das System einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, ein erstes Messsignal zu erfassen, wobei eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung einer ersten Strahlungseigenschaft einer auf das Objekt treffenden Strahlung ist. Das System umfasst eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer erfassten Veränderung des ersten Messsignals ein
Steuersignal zu generieren und die zweite Strahlungsquelle mit dem Steuersignal anzusteuern. Das System ist dabei so eingerichtet, dass durch die Ansteuerung der zweiten
Strahlungsquelle mit dem Steuersignal die zweite
Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet und dabei der
Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung entgegengewirkt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite
Strahlungsquelle eine Leuchte, beispielsweise eine
Tischleuchte .
Als nächstes wird die Kamera angegeben. Die Kamera umfasst ein wie oben beschriebenes System. Alle im Zusammenhang mit dem System offenbarten Merkmale sind daher auch für die
Kamera offenbart und umgekehrt.
Neben dem System zur Steuerung einer Beleuchtung eines
Objekts umfasst die Kamera beispielsweise einen Bildsensor zur Aufnahme eines Bildes sowie ein Objektiv zur Fokussierung von Strahlung auf den Bildsensor.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren zur
Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts sowie ein hier beschriebenes System zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts sowie eine Kamera unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1 und 2 Ausführungsbeispiele des Verfahrens anhand von Diagrammen,
Figuren 3A bis 3D Ausführungsbeispiele des Systems und ein Ausführungsbeispiel der Kamera.
In der Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des
Verfahrens anhand von drei Diagrammen dargestellt. Ein
Objekt, beispielsweise eine Tischoberfläche, wird von einer ersten Strahlungsquelle beleuchtet. In dem obersten Diagramm ist eine erste Strahlungseigenschaft II der auf das Objekt treffenden Strahlung als Funktion der Zeit t dargestellt. Bei der ersten Strahlungseigenschaft II handelt es sich
vorliegend um die Intensität der auf das Objekt treffenden Strahlung. Es könnte sich aber auch um die Intensität nur eines spektralen Anteils handeln.
In dem obersten Diagramm der Figur 1 ist zu erkennen, dass die Intensität II einer periodischen Modulation
beziehungsweise Veränderung unterliegt, was beispielsweise auf den Betrieb der ersten Strahlungsquelle mit Wechselstrom von 50 Hz zurückzuführen ist. In dem obersten Diagramm der Figur 1 ist der Verlauf der Intensität II über eine
Zeitspanne TI dargestellt. Beispielsweise wird das Objekt während der Zeitspanne TI nur von der ersten Strahlungsquelle beleuchtet .
Bei dem Verfahren wird nun ein erstes Messsignal erfasst, das repräsentativ für die Intensität II ist. Das erste Messsignal ist als vertikale Linien in dem obersten Diagramm der Figur 1 dargestellt. Das erste Messsignal wird mit einer Aufnahmerate aufgenommen, die größer als die Frequenz der Modulation der Intensität II ist. Beispielsweise beträgt die Aufnahmerate zwischen einschließlich 1 kHz und 3 kHz. Durch die hohe
Aufnahmerate des ersten Messsignals ist eine Veränderung in dem ersten Messsignal erkennbar, die repräsentativ für die Veränderung der Intensität II ist. Das heißt, die Veränderung des ersten Messsignals korreliert eineindeutig mit der
Veränderung der Intensität II der auf das Objekt treffenden Strahlung .
In Abhängigkeit der erfassten Veränderung des ersten
Messsignals wird nun eine zweite Strahlungsquelle derart angesteuert, dass die zweite Strahlungsquelle zusammen mit der ersten Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet. Die erste Strahlungseigenschaft 12, vorliegend die Intensität der auf das Objekt treffenden von der zweiten Strahlungsquelle emittierten Strahlung, für eine Zeitspanne T2 ist in dem mittleren Diagramm der Figur 1 dargestellt. Die Zeitspanne T2 folgt auf die Zeitspanne TI.
In dem mittleren Diagramm ist zu erkennen, dass die zweite Strahlungsquelle derart angesteuert wird, dass die Intensität 12 ebenfalls einer periodischen Modulation unterliegt. Die Ansteuerung ist so gewählt, dass die periodische Modulation die gleiche oder nahezu die gleiche Frequenz wie die
periodische Modulation der Intensität II in dem oberen Diagramm aufweist. Jedoch ist die Modulation
phasenverschoben, so dass die auf die zweite Strahlungsquelle zurückzuführende Intensität 12 ein Maximum aufweist, wenn die auf die erste Strahlungsquelle zurückzuführende Intensität II ein Minimum aufweist.
Die erste Strahlungsquelle und die zweite Strahlungsquelle bestrahlen während der Zeitspanne T2 den gleichen Bereich des Objekts. Die auf diesen Bereich treffende Mischstrahlung, beziehungsweise die Intensität 11+12 dieser Mischstrahlung auf dem Objekt, ist in dem untersten Diagramm der Figur 1 dargestellt. Durch die Überlagerung der Strahlungen der ersten Strahlungsquelle und der zweiten Strahlungsquelle ist die während der Zeitspanne TI vorhandene Modulation nun nahezu vollständig kompensiert.
Insgesamt wird also die zweite Strahlungsquelle in der zweiten Zeitspanne T2 derart angesteuert, dass der während der Zeitspanne TI auftretenden Veränderung der Intensität II entgegengewirkt wird.
Sollte es nach der Zeitspanne T2 zu einer erneuten
Veränderung der Intensität 11+12 der auf das Objekt
treffenden Strahlung kommen, so kann die zweite
Strahlungsquelle nachgeregelt werden, um auch dieser
Veränderung entgegenzuwirken.
In der Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des
Verfahrens anhand von Diagrammen dargestellt. Wiederum wird ein Objekt, beispielsweise eine Tischplatte, von einer ersten Strahlungsquelle beleuchtet. Bei der ersten Strahlungsquelle handelt es sich beispielsweise um einen Computerbildschirm. In dem obersten Diagramm der Figur 2 ist eine erste
Strahlungseigenschaft Clx, vorliegend eine Farbkoordinate, der von der ersten Strahlungsquelle auf das Objekt treffenden Strahlung als Funktion der Zeit dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Farbkoordinate Clx der Strahlung der ersten
Strahlungsquelle über eine Zeitspanne TI konstant ist und nach der Zeitspanne TI, in einer Zeitspanne T2, zunächst abnimmt und dann konstant niedriger als in der ersten
Zeitspanne TI ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Benutzer zwischen zwei Computerprogrammen hin und her schaltet und dabei sich die von dem Bildschirm emittierte Farbe ändert.
In dem mittleren Diagramm der Figur 2 ist die Farbkoordinate C2x der Strahlung einer zweiten Strahlungsquelle gezeigt, mit der die zweite Strahlungsquelle das Objekt beleuchtet. Die zweite Strahlungsquelle emittiert im ersten Zeitraum TI
Strahlung, wobei die Farbkoordinaten C2x niedrig ist. In dem Zeitraum T2 steigt der Wert der Farbkoordinaten C2x der von der zweiten Strahlungsquelle emittierten Strahlung an.
In dem untersten Diagramm der Figur 2 ist Farbkoordinate Cx der insgesamt durch Überlagerung der Strahlungen der ersten Strahlungsquelle und der zweiten Strahlungsquelle auf das Objekt treffenden Strahlung als Funktion der Zeit t
dargestellt. Außerdem ist ein erfasstes erstes Messsignal (vertikale Linien) gezeigt, wobei das erste Messsignal repräsentativ für die Farbkoordinate Cx der auf das Objekt treffenden Strahlung ist. Eine Veränderung des ersten
Messsignals korreliert eindeutig mit der Veränderung in der Farbkoordinate Cx der auf das Objekt treffenden Strahlung. Es ist zu erkennen, dass eine Veränderung in dem ersten Messsignal zu der Abnahme des Wertes der Farbkoordinaten Clx der Strahlung der ersten Strahlungsquelle korreliert.
Infolgedessen wurde die zweite Strahlungsquelle so
angesteuert, dass diese Abnahme nahezu sofort ausgeglichen wurde, so dass die Farbkoordinaten Cx der insgesamt auf das Objekt treffenden Strahlung in den Zeitspannen TI und T2 nahezu konstant ist.
In der Figur 3A ist ein erstes Ausführungsbeispiel des
Systems zur Steuerung der Beleuchtung eines Objekts gezeigt. Bei dem Objekt 10 handelt es sich vorliegend um eine
Schreibtischplatte. Das System umfasst eine zweite
Strahlungsquelle 2, vorliegend eine Tischleuchte. Die zweite Strahlungsquelle 2 beleuchtet das Objekt 10. Das Objekt 10 wird zudem von einer ersten Strahlungsquelle 1, vorliegend eine Deckenleuchte, beleuchtet. Die Beleuchtungsflecken, die von der ersten Strahlungsquelle 1 und der zweiten
Strahlungsquelle 2 erzeugt werden (gestrichelte Linien) , überlappen auf dem Objekt 10.
Das System umfasst ferner einen Sensor 3, der in dem
Überlappbereich der beiden Beleuchtungsflecke auf dem Objekt 10 angeordnet ist. Der Sensor 3 könnte aber auch außerhalb des Überlappbereichs, zum Beispiel nur im Beleuchtungsfleck der ersten Strahlungsquelle 1, angeordnet sein. Bei dem Sensor 3 handelt es sich beispielsweise um eine Fotodiode. Der Sensor 3 ist dazu eingerichtet, ein erstes Messsignal zu erfassen. Eine Veränderung des ersten Messsignals ist dabei repräsentativ für eine Veränderung einer ersten
Strahlungseigenschaft der Strahlung, die von den beiden Strahlungsquellen 1, 2 auf das Objekt 10 trifft. Ferner umfasst das System eine Steuervorrichtung 4, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer erfassten Veränderung des ersten Messsignals ein Steuersignal zu generieren und damit die zweite Strahlungsquelle 2 anzusteuern. Die
Steuervorrichtung 4 umfasst beispielsweise zusätzlich einen Prozessor, um eine Veränderung des ersten Messsignals zu ermitteln und/oder das Steuersignal zu berechnen.
Insgesamt ist das System, umfassend die zweite
Strahlungsquelle 2, den Sensor 3 und die Steuervorrichtung 4, so eingerichtet, dass durch die Ansteuerung der zweiten
Strahlungsquelle mit dem Steuersignal die zweite
Strahlungsquelle 2 das Objekt 10 beleuchtet und dabei der Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt treffenden Strahlung entgegengewirkt. Beispielsweise kann mit dem System dann ein Flimmern der Deckenleuchte 1 ausgeglichen werden. Die insgesamt von dem Schreibtisch 10 reflektierte Strahlung, die ein Beobachter wahrnimmt, ist dann frei von dem Flimmern.
In der Figur 3B ist wiederum das Ausführungsbeispiel des Systems der Figur 3A gezeigt. Im Unterschied zur Figur 3A ist nun als erste Strahlungsquelle 1 aber keine Deckenleuchte, sondern ein Bildschirm, zum Beispiel ein Computerbildschirm, verwendet. Wechselt ein Benutzer des Computers zum Beispiel das Computerprogramm, so kann sich die von dem Bildschirm auf den Schreibtisch emittierte Lichtfarbe verändern.
Entsprechend würde das Licht, das von dem Schreibtisch reflektiert wird, auch seine Farbe verändern, was für einen Beobachter störend wirken kann. Mit dem System kann der
Schreibtisch so mit der zweiten Strahlungsquelle 2 beleuchtet werden, dass dieser Farbveränderung entgegengewirkt wird, und sich die von dem Schreibtisch insgesamt reflektierte
Lichtfarbe nicht ändert.
In der Figur 3C ist ein Ausführungsbeispiel der Kamera 100 gezeigt, die ein Ausführungsbeispiel des Systems umfasst. Mit der Kamera 100 soll ein Objekt 10, vorliegend eine Person 10, aufgenommen werden. Die Person 10 wird von einer ersten
Strahlungsquelle 1, beispielsweise einem Scheinwerfer, beleuchtet. Die von dem Scheinwerfer 1 emittierte Strahlung kann aufgrund des Netzbetriebs Intensitätsschwankungen aufweisen, was sich auf die Bildqualität negativ auswirken kann. Mit dem System, das in der Kamera 100 verbaut ist, kann diese Intensitätsschwankung kompensiert werden. Von der
Person 10 reflektierte Strahlung trifft auf den Sensor 3. Der Sensor 3 erfasst ein erstes Messsignal. Eine Veränderung des ersten Messsignals ist repräsentativ für die Veränderung der auf die Person 10 treffenden Strahlungsintensität.
Entsprechend wird dann eine zweite Strahlungsquelle 2, die beispielsweise das Blitzlicht der Kamera 100 ist,
angesteuert, um dieser Veränderung der auf die Person 10 treffenden Strahlungsintensität auszugleichen. Das kann die Qualität des von der Kamera 100 aufgenommen Bildes erhöhen.
In der Figur 3D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems gezeigt. Wieder umfasst das System eine zweite
Strahlungsquelle 2, beispielsweise einen Scheinwerfer, eine Steuervorrichtung 4 zur Ansteuerung der zweiten
Strahlungsquelle 2 und einen Sensor 3. Die zweite
Strahlungsquelle 2 zusammen mit einer ersten Strahlungsquelle 1 beleuchten vorliegend einen Hubschrauber, beispielsweise einen Modellhubschrauber. Mit der ersten Strahlungsquelle 1 und der zweiten Strahlungsquelle 2 soll ein Objekt 10, vorliegend ein periodisch rotierendes Rotorblatt 10 des Hubschraubers, beleuchtet werden.
Die von der Strahlungsquelle 1 emittierte Strahlung
unterliegt beispielsweise einer periodischen
Intensitätsmodulation. Rotiert das Rotorblatt 10 zufällig mit der gleichen Frequenz wie die Intensitätsmodulation, so kann es für einen Beobachter so aussehen, als würde das Rotorblatt 10 nicht rotieren. Dies könnte mit erheblichen Gefahren für den Beobachter einhergehen, zum Beispiel wenn er versucht, das Rotorblatt 10 anzufassen.
Durch das System wird diese Gefahr reduziert. Der Sensor 3 ist auf dem Rotorblatt 10 angeordnet. Strahlung von den beiden Strahlungsquellen 1, 2 trifft auf den Sensor 3. Dieser erfasst ein erstes Messsignal. Eine Veränderung des ersten Messsignals ist repräsentativ für eine Veränderung der auf das Rotorblatt 10 treffenden Strahlungsintensität. In
Abhängigkeit von der erfassten Veränderung des ersten
Messsignals wird die zweite Strahlungsquelle 2 über die
Steuervorrichtung 4 angesteuert. Die zweite Strahlungsquelle 2 emittiert daraufhin Strahlung mit einer
Intensitätsmodulation, die die Intensitätsmodulation der ersten Strahlungsquelle 1 teilweise oder vollständig
ausgleicht. Dadurch erscheint das Rotorblatt 10 nicht mehr stehend, sondern rotierend.
Anders als in der Figur 3D dargestellt, kann der Sensor auch auf einem nicht rotierenden Teil, zum Beispiel auf der
Rotorachse, angeordnet sein. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2018 122 428.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 erste Strahlungsquelle
2 zweite Strahlungsquelle
3 Sensor
4 Steuervorrichtung
10 Objekt
100 Kamera

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts (10), wobei
- während des Verfahrens das Objekt (10) von einer ersten Strahlungsquelle (1) beleuchtet wird,
- eine zweite Strahlungsquelle (2) bereitgestellt ist, die dazu eingerichtet ist, das Objekt (10) zusätzlich zur ersten Strahlungsquelle (1) zu beleuchten,
- das Verfahren die Schritte umfasst:
A) Erfassen eines ersten Messsignals, wobei eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung einer ersten Strahlungseigenschaft einer auf das Objekt (10) treffenden Strahlung ist;
B) Ansteuern der zweiten Strahlungsquelle (2) in Abhängigkeit von einer erfassten Veränderung des ersten Messsignals derart, dass die zweite Strahlungsquelle (2) das Objekt (10) beleuchtet und der Veränderung der ersten
Strahlungseigenschaft der auf das Objekt (10) treffenden Strahlung entgegengewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei das erste Messsignal mit einer Aufnahmerate von
zumindest 50 Hz erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die erste Strahlungseigenschaft die Intensität oder die Farbe oder die Intensität eines spektralen Anteils der auf das Objekt (10) treffenden Strahlung ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt B) die zweite Strahlungsquelle (2) mit einem periodisch modulierten Steuersignal angesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Strahlungsquelle (2) im Schritt B) derart angesteuert wird, dass ein anschließend erfasstes erstes Messsignal um höchstens 20 % von einem vorgegebenen Sollwert abweicht .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von der ersten Strahlungsquelle (1) im Betrieb beleuchtete Fläche des Objekts (10) und eine von der zweiten Strahlungsquelle (2) im Betrieb beleuchtete Fläche des
Objekts (10) in einer Schnittfläche von zumindest 0,1 m^ miteinander überlappen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Erfassen des ersten Messsignals im Schritt A) ein Sensor (3) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Strahlungsquelle (2) eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Strahlungsquelle (1) eine Leuchte oder ein Bildschirm ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Objekt (10) im bestimmungsgemäßen Betrieb ruht.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Objekt (10) im bestimmungsgemäßen Betrieb eine periodische Bewegung ausführt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Strahlungsquelle (2) eine Strahlungsquelle für eine Kamera (100) ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Strahlungsquelle (1) und die zweite
Strahlungsquelle (2) im Betrieb jeweils Licht im sichtbaren Spektralbereich emittieren.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Strahlungsquelle (2) dazu eingerichtet ist, zumindest bei einer Wellenlänge eine höhere
Strahlungsintensität zu liefern als die erste
Strahlungsquelle (2) .
15. System zur Steuerung einer Beleuchtung eines Objekts (10), umfassend :
- eine zweite Strahlungsquelle (2), die dazu eingerichtet ist, das Objekt (10) zu beleuchten,
- einen Sensor (3) , der dazu eingerichtet ist, ein erstes Messsignal zu erfassen, wobei eine Veränderung des ersten Messsignals repräsentativ für eine Veränderung einer ersten Strahlungseigenschaft einer auf das Objekt (10) treffenden Strahlung ist,
- eine Steuervorrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit einer erfassten Veränderung des ersten
Messsignals ein Steuersignal zu generieren und die zweite Strahlungsquelle (2) mit dem Steuersignal anzusteuern, wobei
- das System so eingerichtet ist, dass durch die Ansteuerung der zweiten Strahlungsquelle (2) mit dem Steuersignal die zweite Strahlungsquelle (2) das Objekt (10) beleuchtet und dabei der Veränderung der ersten Strahlungseigenschaft der auf das Objekt (10) treffenden Strahlung entgegengewirkt wird .
16. System nach Anspruch 15,
wobei die zweite Strahlungsquelle (2) eine Leuchte ist.
17. Kamera (100), umfassend ein System nach Anspruch 15 oder 16.
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