DE102005058877A1 - Verbessertes Studiolicht - Google Patents
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Abstract
Ein Studiolicht mit einem ersten und zweiten Lichtausgabebetriebszustand und einstellbarer Farbtemperatur. Die Farbtemperaturen des ersten und zweiten Lichtausgabebetriebszustands können unterschiedlich sein. Das Lichtmodul umfasst einen oder mehrere Emitter von Licht von zumindest zwei unterschiedlichen Farben. Ein externes Signal bewirkt, dass das Lichtmodul von einem ersten Lichtausgabebetriebszustand zu einem zweiten Lichtausgabebetriebszustand mit höherer Intensität und zurück zu dem ersten Lichtausgabebetriebszustand schaltet.
Description
- Querverweis zu verwandten Anmeldungen
- Die vorliegende Anmeldung ist verwandt mit der mitanhängigen und gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patentanmeldung Nr. 10/742,310, eingereicht am 19.12.2003, Anwaltsaktenzeichen 70040080-1 mit dem Titel „Flash Lighting for Image Acquisition" und der mitanhängigen und gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patentanmeldung Nr. 10/799,126, eingereicht am 11.03.2004, Anwaltsaktenzeichen Nr. 70040126-1, mit dem Titel „Light to PWM Converter", deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
- Beschreibung
- Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beziehen sich auf Beleuchtung, die bei Photographie verwendet wird.
- Bei der Photographie, insbesondere der Studiophotographie, spielt die Beleuchtung eine wesentliche Rolle. Für bestimmte Einstellungen, wie z. B. Portraitphotographie, ist es üblich, eine Anzahl von Studiolichtern zu verwenden, um den Gegenstand und den Hintergrund zu beleuchten. Für eine bestimmte Einstellung kann die Beleuchtung ein Hauptlicht umfassen, das die Hauptbeleuchtung auf dem Gegenstand liefert, ein oder mehrere Seiten- oder Fülllichter, die entlang den Seiten des Gegenstands auffüllen und ein Hintergrundlicht, das den Hintergrund beleuchtet.
- Üblicherweise verwendete Studiolichter umfassen eine Glühlampe, die eine gleichmäßige Beleuchtung bei einer ersten geringen Intensität liefert, und eine Blitzröhre, die typischerweise mit Xenongas oder einer Kombination von Gasen gefüllt ist, die Blitzbeleuchtung bei einer zweiten, sehr viel höheren Intensität, aber für eine sehr kurze Dauer liefert. Die Glühlampe in dem Studiolicht ermöglicht es dem Photographen, die Beleuchtung zu positionieren und einzustellen, während die Blitzröhre eine Beleuchtung mit hoher Intensität zum Aufzeichnen des Bildes liefert. Die Blitzröhre in dem Studiolicht kann von einem elektrischen Signal ausgelöst werden, wie z. B. einer Drahtverbindung zu einer Kamera oder einem anderen Studiolicht, einer drahtlosen Verbindung unter Verwendung von Hochfrequenz- (HF-) Sendern und -Empfängern oder kann in einer „Slave"-Weise durch einen Photosensor auf dem Studiolicht ausgelöst werden, der einen anderen Blitz erfasst.
- Ein solches System von Studiolichtern ermöglicht es dem Photographen, den Gegenstand einzustellen, die Studiolichter zu positionieren und dann Bilder aufzunehmen.
- Eine ordnungsgemäße Farbsymmetrie oder Farbtemperatur der Beleuchtungsquellen ist bei der Farbphotographie sehr wichtig. Blitzquellen haben häufig äquivalente Farbtemperaturen, die ähnlich dem Tageslicht sind, in der Größenordnung von 5.200–5.500 Grad Kelvin (K). Üblicherweise verwendete Glüh- (Wolfram-) Quellen haben Farbtemperaturen in der Größenordnung von 3.200 K.
- Bei der Studioeinstellung muss der Photograph die Einrichtung unter Verwendung von Glühbeleuchtung durchführen, während er Bilder unter Verwendung von Blitzbeleuchtung aufnimmt; die Farbgleichgewichte derselben sind ziemlich unterschiedlich. Bei einigen Einstellungen, wie z. B. außerhalb des Studios, muss der Photograph mit Situationen mit starkem Umgebungslicht von Wolfram- oder Fluoreszenzquellen umgehen, oder Sonnenlicht oder einer anderen starken Beleuchtung, die durch farbige Objekte gefiltert oder reflektiert wird. In diesen Situationen kann der Photograph Filter verwenden, um zu versuchen, die Beleuchtung zu korrigieren, um ein ausgeglichenes Bild zu liefern.
- Auf der Basis der festen Spektren derzeit verfügbarer Blitze und der Begrenzungen von Filtern, die verwendet werden, um Spektralinhalt von verfügbarem Licht zu modifizieren, gibt es einen Bedarf an einem Studiolicht mit einstellbarer Farbtemperatur.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Studiolicht mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Studiolicht gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Ein Festkörperstudiobeleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung liefert Licht von einer Festkörperquelle bei einer ersten Intensität und äquivalenten Farbtemperatur, die für eine kurze Dauer zu einer zweiten höheren Intensität schaltet. Die äquivalente Farbtemperatur der zweiten Beleuchtung mit höherer Intensität kann sich von der ersten Farbtemperatur unterscheiden. Die Festkörperquelle umfasst Emitter in einer Mehrzahl von Farben.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Blockdiagramm eines Studiolichts, das in der Technik bekannt ist; und -
2 ein beispielhaftes Studiolicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Studiolichts, wie es in der Technik bekannt ist. Der Reflektor10 reflektiert und diffundiert Licht von einer Glühquelle12 und einer Blitzquelle20 . Eine Blitzelektronik22 liefert die hohe Spannung, die notwendig ist, um die Blitzquelle20 zu betreiben und umfasst einen Synchronisationsanschluss24 und einen Blitzsensor26 , typischerweise eine Photodiode. - Die Blitzquelle
20 ist typischerweise eine Xenon-Blitzlampe. Die Blitzelektronik22 kann auswählbare Blitzintensitäten liefern, aber die effektive Farbtemperatur der Blitzquelle20 bleibt konstant, definiert durch die chemische Zusammensetzung des Gases in der Blitzquelle20 . - Während dem Betrieb liefert die Glühquelle
12 Beleuchtung zum Einstellen und Fokussieren von Lichtern. Während der Bildaufnahme wird die Blitzquelle20 ausgelöst durch einen Synchronisationsanschluss24 oder einen Blitzsensor26 , und eine Blitzbeleuchtung wird für eine kurze Dauer bei einer sehr viel höheren Intensität geliefert, und mit einer Farbtemperatur, die durch die Gaszusammensetzung der Blitzröhre eingestellt ist. Die Farbtemperatur der Blitzbeleuchtung kann mit den Filtern geändert werden, aber solche Filter sind aufwändig und verändern sich im Lauf der Zeit, wenn dieselben wiederholt durch die Blitzquelle20 bestrahlt werden. -
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Studiolichts30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Studiolicht30 umfasst ein Lichtmodul32 mit einem Satz von Emittern von Licht von zumindest zwei unterschiedlichen Farben. Bei dem Ausführungsbeispiel von2 sind die Emitter angezeigt als R1-RL34 , G1-GM36 und B1-BN38 . Die tiefgestellten Indexe L, M, N sind Ganzzahlen, die die Anzahl von Rot-Emittern, Grün-Emittern bzw. Blau-Emittern darstellen. Die Anzahl von Emittern jeder Farbe wird bestimmt durch die Lichtausgabe, die benötigt wird, und die Lichtausgabe, die von jedem einzelnen Emitter verfügbar ist. Obwohl eine Reihenverbindung gezeigt ist, können die Emitter parallel oder einzeln getrieben werden. - Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden Rot-, Grün- und Blau-Licht emittierende Dioden verwendet, obwohl Emitter anderer Farben alternativ verwendet werden, um einen ausreichend breiten Spektralinhalteinstellbereich zu liefern. Der Treiber
40 liefert Treibersignale SR42 , SG44 und SB46 an diese unterschiedlichen Farbemitter R1-RL, G1-GM, bzw. B1-BN. Durch Variieren der Treibersignale, die den unterschiedlichen Farbemittern in der Reihe entsprechen, kann der Spektralinhalt von Blitzlicht, das durch das Lichtmodul32 geliefert wird, das eine Mischung des Lichts ist, das durch die unterschiedlichen Farbemitter geliefert wird, entsprechend variiert werden. - Farbsensoren
50 erfassen die Farbe des Lichts, das durch das Lichtmodul32 emittiert wird. Die Sensoren50 sind typischerweise CMOS-Detektoren, Photodioden oder andere Wandler, die empfangenes Licht von dem Lichtmodul32 in elektrische Signale umwandeln, die durch den Treiber40 verarbeitet werden können, um die gewünschte Farbtemperatur zu erzeugen. Die erforderliche Farbtemperatur wird durch die Kamera oder das Bilderzeugungsgerät bestimmt, die mit dem Studiolicht30 verwendet werden. Bei der Tageslichtbilderzeugung wird bläuliches Licht mit einer Farbtemperatur von beispielsweise 5.500 Kelvin ausgeglichen. Alternativ wird bei Bilderzeugern, wie z. B. Filmkameras, die Wolframfilm verwenden, orangenes oder wärmeres Licht mit einer Farbtemperatur von beispielsweise 3.200 Kelvin ausgeglichen. - Der Treiber
40 hat einen Synchronisationsanschluss62 und einen optionalen Blitzsensor64 , typischerweise eine Photodiode. Außerdem sind eine erste Farbtemperatureinstellung66 und eine zweite Farbtemperatureinstellung68 vorgesehen. Optionale Einstellungen können für einen ersten und zweiten Intensitätspegel geliefert werden oder diese Intensitätspegel können durch den Treiber40 voreingestellt sein. - Beim Betrieb liefert der Treiber
40 einen ersten niedrigen Beleuchtungspegel bei einer ersten Farbtemperatur, die durch die erste Farbtemperatureinstellung66 ausgewählt wird, durch Liefern von Treibersignalen42 ,44 ,46 an das Lichtmodul32 . Ansprechend auf ein Blitzsignal durch den Synchronisationsanschluss62 oder den Blitzsensor64 schal tet der Treiber40 das Lichtmodul32 zu einer zweiten Blitzbeleuchtung bei einem höheren Pegel, die bei einer zweiten Farbtemperatureinstellung68 ausgewählt wird, durch Liefern von Treibersignalen42 ,44 ,46 an das Lichtmodul32 . Dieser zweite höhere Blitzbeleuchtungspegel wird für eine kurze Zeitdauer geliefert, typischerweise in der Größenordnung von Millisekunden, wonach der Treiber40 das Lichtmodul32 zurück zu dem ersten niedrigen Beleuchtungspegel schaltet. - Das einstellbare Spektrum, das durch das Lichtmodul
30 geliefert wird, kann einen Farbausgleich liefern, um dazu beizutragen, Umgebungsbeleuchtung zu neutralisieren, oder anderweitig einen unerwünschten Farbinhalt oder eine Farbtemperatur des Umgebungslichts unterzubringen. Der Spektralinhalt der Blitzbeleuchtung, die durch das Blitzmodul30 geliefert wird, kann auch eingestellt werden, um einen gewünschten photographischen Effekt zu erreichen. Beispielsweise führt das Bereitstellen einer Blitzbeleuchtung, die kühler ist, wenn der Photographierte ein dunkelhäutiger Mensch ist, zu einem aufgenommenen Bild, bei dem die Haut heller erscheint, während das Bereitstellen eines wärmeren Lichts für ein solches Photoobjekt zu einem aufgenommenen Bild führt, bei dem die Haut als dunklere Gesichtsfarbe erscheint. Zusätzlich zu diesen bestimmten Beispielen können eine Vielzahl von Bildcharakteristika und -effekten erreicht werden über Einstellungen des Spektralinhalts der Blitzbeleuchtung, die durch die Farbtemperatureinstellung68 geliefert wird. - Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Emitter des Lichtmoduls
32 Festkörperlichtquellen, wie z. B. Laserdioden oder LEDs (Licht emittierende Dioden). Zusätzlich zum Verwenden von normalen LEDs können Leuchtstoff-verbreiterte LEDs, die Leuchtstoffbeschichtungen verwenden, die in der Technik bekannt sind, die durch eine LED erregt werden, verwendet werden, um eine breitere Spektralausgabe zu liefern. Der Satz von Emittern umfasst jedoch jede andere Lichtquelle mit zwei oder mehr unterschiedlichen Farben, oder jede geeignete Lichtquelle, die einen Spektralinhalt aufweist, der einstellbar ist. Die Emitter von unterschiedlich farbigem Licht in dem Lichtmodul32 sind unabhängig zugreifbar. Bei einem Beispiel umfasst die Reihe von Emittern R1-RL, G1-GM, B1-BN ein Array von einem oder mehreren Rot-Emittern R1-RL, wie z. B. Rot-LEDs, einen oder mehrere Grün-Emitter G1-GM, wie z. B. Grün-LEDs und einen oder mehrere Blau-Emitter B1-BN, wie z. B. Blau-LEDs. Rot, Grün und Blau sind leicht verfügbare LED-Farben und wenn das Ausgabelicht von diesen LEDs gemischt wird, liefern die Emitter R1-RL, G1-GM, B1-BN angemessene Abdeckung des Farbraums für die resultierende Blitzbeleuchtung. - Die Anzahl und Anordnung von Emittern wird zu einem großen Ausmaß bestimmt durch die Lichtausgabe der Emitter, die in dem Lichtmodul
32 enthalten sind, und die benötigte Intensität der Blitzbeleuchtung. Die Emitter jeder Farbe können gemischt werden oder können in bestimmten Farbabschnitten gruppiert sein. Eine unabhängige Zugreifbarkeit der unterschiedlichen Farbemitter R1-RL, G1-GM, B1-BN ermöglicht es, dass die relativen Intensitäten der unterschiedlichen Farbemitter unabhängig variiert werden, was dazu führt, dass der Spektralinhalt oder die Farbtemperatur der Blitzbeleuchtung, die durch das Lichtmodul32 geliefert wird, variiert wird. - Die relativen Intensitäten des Lichts, das durch jeden der unterschiedlichen Farbemitter geliefert wird, wird über entsprechende Variationen in den Treibersignalen
42 ,44 ,46 variiert, die an jeden der unterschiedlichen Farbemitter R1-RL, G1-GM, bzw. B1-BN, geliefert werden. Bei dem Beispiel, wo die Rot-Emitter R1-RL eine oder mehrere Rot-LEDs umfassen, umfassen die Grün-Emitter G1-GM eine oder mehrere Grün-LEDs und die Blau-Emitter B1-BN umfassen eine oder mehrere Blau-LEDs, und die Treibersignale42 ,44 ,46 , sind typischerweise Ströme, die an die LEDs geliefert werden, und die relativen Intensitäten der Farblichtausgabe von den Emittern R1-RL, G1-GM, B1-BN wird gemäß den relativen Größen der Ströme variiert, die geliefert werden, um die unterschiedlichen Farb-LEDs zu aktivieren. Um beispielsweise eine Blitzbeleuchtung mit erhöhter Blau-Intensität zu liefern, wird Strom, der an die Blau-LEDs geliefert wird, relativ zu dem Strom, der an die Grün-LEDs geliefert wird, und dem Strom, der an die Rot-LEDs geliefert wird, erhöht. Gleichartig dazu wird eine Blitzbeleuchtung mit unterschiedlichem Spektralinhalt durch relative Schwankungen der Ströme geliefert, die an die unterschiedlichen Farb-LEDs geliefert werden. Um die Treibersignale42 ,44 ,46 zu liefern, variiert der Treiber40 bei diesem Beispiel den Strom zu unterschiedlichen Farb-Emittern in dem Lichtmodul32 . Der Treiber40 kann jede andere Schaltung, jedes andere Element oder System umfassen, das zum Modellieren der relativen Intensitäten des Lichts geeignet ist, die durch jeden der unterschiedlichen Farb-Emitter R1-RL, G1-GM, B1-BN geliefert wird. Ein Beispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Steuern von Spektralinhalt von unterschiedlichen Farbemittern ist in dem U.S.-Patent Nr. 6,448,550 B1 an Nishimura offenbart und ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Alle anderen Treibersignale42 ,44 ,46 oder Treiberschemata, die zum Variieren des Spektralinhalts der Beleuchtung geeignet sind, die durch das Lichtmodul32 geliefert wird, sind jedoch alternativ enthalten. - Bei dem Beispiel, bei dem die unterschiedlichen Farbemitter jeweils ein Array von Lichtquellen umfassen, wie z. B. LEDs, sind die relativen Intensitäten der unterschiedlichen Farbemitter alternativ einstellbar durch entsprechende Einstellungen bei der Anzahl von Lichtquellen in dem Array, die aktiviert sind. Um beispielsweise eine Blitzbeleuchtung mit verringerter Blau-Intensität zu liefern, wird Strom für weniger Blau-LEDs als Grün-LEDs oder Rot-LEDs geliefert, usw. Somit kann bei diesem Beispiel der Spektralinhalt der Blitzbeleuchtung in einzelnen Schritten eingestellt werden, durch Verwenden von Schaltern oder anderer geeigneter Schaltungsanordnung, um die Anzahl einzelner Emitter jeder Farbe zu variieren, die durch die Treibersignale aktiviert werden.
- Typischerweise haben die Emitter R1-RL, G1-GM, B1-BN, die in dem Lichtmodul
32 enthalten sind, integrierte Linsen, die die Raumverteilung der Beleuchtung einrichten, die durch das Lichtmodul32 geliefert wird. Reflektoren, Linsen oder andere optische Elemente sind jedoch optional außerhalb der Emitter R1-RL, G1-GM, B1-BN in dem Lichtmodul32 enthalten, um die Raumverteilung der erzeugten Beleuchtung zu steuern.
Claims (13)
- Studiolicht (
30 ), das folgende Merkmale umfasst: ein Lichtmodul (32 ) mit einem ersten Lichtausgabebetriebszustand mit einer ersten Farbtemperatur und ersten Intensität, und einem zweiten Lichtausgabebetriebszustand mit einer zweiten Farbtemperatur und zweiten Intensität, eine Schalteinrichtung zum Schalten des Lichtmoduls (32 ) zwischen dem ersten und zweiten Lichtausgabebetriebszustand, und eine Erfassungseinrichtung, die mit der Schalteinrichtung verbunden ist, wobei die Erfassungseinrichtung auf ein externes Signal anspricht, das bewirkt, dass die Schalteinrichtung das Lichtmodul (32 ) von dem ersten Lichtausgabebetriebszustand zu dem zweiten Lichtausgabebetriebszustand schaltet, und das Lichtmodul (32 ) zu dem ersten Lichtausgabebetriebszustand zurückbringt. - Studiolicht (
30 ) gemäß Anspruch 1, bei dem die Schalteinrichtung das Lichtmodul (32 ) für eine vorbestimmte Zeitdauer von dem ersten Lichtausgabebetriebszustand zu dem zweiten Lichtausgabebetriebszustand schaltet, und dann das Lichtmodul (32 ) zu dem ersten Lichtausgabebetriebszustand zurückbringt. - Studiolicht (
30 ) gemäß Anspruch 1 oder. 2, bei dem die zweite Intensität größer ist als die erste Intensität. - Studiolicht (
30 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die erste und zweite Farbtemperatur einstellbar sind. - Studiolicht (
30 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die erste und zweite Farbtemperatur gleich sind. - Studiolicht (
30 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die erste und zweite Farbtemperatur unterschiedlich sind. - Studiolicht (
30 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das externe Signal ein elektrisches Signal ist. - Studiolicht (
30 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das externe Signal ein Lichtsignal ist. - Studiolicht (
30 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Lichtmodul (32 ) einen oder mehrere Emitter (34 ,36 ,38 ) von Licht von zumindest zwei unterschiedlichen Farben umfasst. - Studiolicht (
30 ) gemäß Anspruch 9, bei dem die zumindest zwei unterschiedlichen Farben Rot, Grün und Blau umfassen. - Studiolicht (
30 ) gemäß Anspruch 9 oder 10, bei dem die Emitter Festkörperlichtquellen sind. - Studiolicht (
30 ) gemäß Anspruch 11, bei dem die Emitter (34 ,36 ,38 ) ein Array von einer oder mehreren Rot-LEDs, ein Array von einer oder mehreren Grün-LEDs und ein Array von einer oder mehreren Blau-LEDs umfassen. - Studiolicht (
30 ) gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem zumindest ein Emitter eine Leuchtstoff-verbreiterte LED ist.
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