NO328169B1 - Belysningsinnretning - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen er en belysningsinnretning for å belyse brukere av en multimedia kommunikasjonsterminal. Belysningsinnretningen innbefatter spesielt høyeffekt hvite LED'er sammen med en reflektor og en spreder som er integrert i denne, eller forbundet til terminalen. Fortrinnsvis er lysintensiteten og posisjonen og vinkel relativt til terminalen kontrollerbar via et brukergrensesnitt.

Description

Introduksjon

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en belysningssammensetning for bruk i en multimedia kommunikasjonsterminal.

Bakgrunn

For å kunne ha et møte som involverer flere deltakere som ikke er lokalisert i samme område må et antall teknologiske systemer være tilgjengelige. Disse systemene kan innbefatte videokonferanser, webkonferanser og lydkonferanser.

Den mest realistiske erstatningen for reelle møter er høykvalitets videokonferansesystemer. Konvensjonelle videokonferansesystemer omfatter et antall endepunkter som i sanntid kommuniserer video, lyd og/eller datastrømmer over WAN, LAN og/eller kretssvitsjede nettverk. Endepunktene innbefatter én eller flere skjermer, kameraer, mikrofoner og/eller datainnfangingsinnretninger og en kodek, som koder og dekoder utgående og innkommende strømmer respektivt. 1 tillegg er en sentralisert kilde, kjent som en multipunkt kontrollenhet (Multipoint Control Unit, MCU), nødvendig for å linke multiple endepunkter sammen. MCU utfører denne linkingen ved å motta multimediasignaler (lyd, video og/eller data) fra endepunktterminaler over punkt-til-punkt-forbindelser, prosessere de mottatte signalene, og sende på nytt de prosesserte signalene til valgte endepunktterminaler i konferansen.

Videokonferansesystemer blir brukt i forretningsøyemed for punkt-til-punkt lyd og visuell kommunikasjon mellom individer. Brukerne av videokonferanser kan sitte på arbeidsplassomgivelser slik som et personlig kontor eller cellekontor, lite eller stort møterom eller styrerom. De kan også sitte i andre typer omgivelser slik som klasserom, auditorier, fengselsbesøkelsesrom, eller offentlige områder slik som flyplasser, togstasjoner, biblioteker, hotellobbyer, produksjonsfabrikker, etc. Portable selvgående systemer har blitt utviklet for at brukeren kan kommunisere fra f.eks. fjerntliggende ekspedisjoner, fjellklatring, oljeplattformer, etc. I hovedsak kan videokonferansesystemer bli brukt i enhver inne- eller uteomgivelse i ethvert sted i verden.

Derfor opererer videokonferansesystemer i mange tilfeller under svært varierende lysforhold, fra kontoromgivelser med fullt taklys og halogenlamper til delvis eller full utendørs omgivelse med sterk eksponering til naturlig sollys. Ytelsen til de fleste ansiktsgjenkjennelsessystemer er sterkt påvirket av mange omgivelseslysforhold.

Lysintensiteten kan variere fra svak til diffus til høyintensitetspunkt. I vanlige bruksscenarioer er ikke brukeren i stand til å justere belysningen; rom vil være permanent utstyrt med taklys, vinduer som gir dagslys, etc. Små justeringer kan være mulig gjennom bruk av gardiner og persienner, slå på eller av taklys, etc, men i de fleste situasjoner må brukeren akseptere lysforholdene slik som de er. Forandring av posisjon og orientering av innfangingsinnretningen (dvs. et kamera) påvirker også vanligvis effekten av den registrerte belysningen til objektet. Videre vil omgivelser påvirket av sollys ha ulike lysforhold på ulike tider på dagen.

Den enorme variasjonen i omgivelseslys resulterer i at videokonferansebrukere blir belyst på ulike måter, hvor kun noen av disse er brukbare til høykvalitetsvideo-konferanse. Ekstreme situasjoner kan resultere i at brukeren blir bakgrunnsbelyst med sterkt solskinn som selv med persienner eller gardiner kan gi en silhuettfremtredelse for de andre videokonferansebrukerne. Dette vil resultere i at de andre brukerne av videokonferansen kommuniserer med en silhuett istedenfor en visuell person.

En felles dårlig lyssituasjon i en videokonferanse opptrer når deltagerne bruker en personlig datamaskin som videokonferanseendepunkt i kontoromgivelser. I disse tilfellene blir kameraet typisk lokalisert relativt nært til brukerens ansikt, normalt på toppen av datamaskinendepunktet. I kontoromgivelser lager sterkt fluorescerende lys ovenfra typisk skygger i brukerens ansikt, noe som gir et forvrengt og uklart ansiktsbilde.

En generell fordel med videokonferanse sammenlignet med lydkonferanse er at den tillater utveksling av uttrykk akkurat som i reell ansikt til ansikt kommunikasjon. Denne fordelen kan bli helt ødelagt når ansiktslyset er dårlig.

Dette er spesielt viktig i tilfeller med bruk i juridiske systemer hvor det er viktig at dommeren, fengselsvakten eller fengslingsoffiseren kan evaluere fangenes edruelighet og generelle tilstand ved å se på deres ansiktstrekk, reaksjoner og uttrykk. Fangenes ansiktstrekk, konturer, skygger under øynene vil alle variere dramatisk avhengig av retningen av omgivelseslys, gitt at det kan komme forfra, bakfra, ovenfra eller fra siden.

Bruk av systemer i utendørsapplikasjoner slik som ekspedisjoner eller ulike redningstjenester kan lett resultere i situasjoner hvor et system må operere i lavlys situasjon, eller uten lys. I slike forhold vil ikke et portabelt videokonferansesystem som er designet for utendørs bruk være i stand til å fungere.

Ett forsøk på å løse de ovenfor beskrevne problemene er beskrevet i Sightlight, utviklet av Griffin Technology for the Apple iSight (ref.: www. griffintechnology. com/ products/ sightlight/). som er et produkt som tilveiebringer en belysningskilde til webcam-brukere. Sightlight er designet som en ring med LED'er montert innenfor en optisk reflektor formet som en sirkulær ring som passer rundt det sylindriske legemet til Apple iSight. Sightlight har tre svitsjemoder, som er av, på eller autojustering. Autojusteringen blir oppnådd ved bruk av en fotodiode som føler nivået av omgivelseslys. Sightlight er relativt svak når det gjelder lyseffekt, og er kun i stand til å belyse et ansikt når det er ca. 40 cm fra enheten. Lenger borte enn 40 cm gir det ikke noen merkbar belysning når en ser gjennom videokonferansesystemet.

En annen ulempe med Sightlight er lokasjonen til lyskilden, dvs. lokasjonen i et sirkulært mønster rundt kameraet. Dette resulterer i at brukeren ser inn i skjermen med lyskilden montert direkte over skjermen (for nærest mulig øye-til-øye kontakt) og blir distrahert av spotlighteffekten til Sightlight. Den optiske linsen splitter kun lyskilden fra LED'er inn i mindre brutte lysstråler, uten at noe forsøk blir gjort for å spre lyset. Effekten kan beskrives som å være lignende det å se inn i en stråle fra en lykt.

EP-190604 A2 beskriver en belysningsinnretning for å belyse én eller flere brukere foran en multimedia kommunikasjonsterminal. Innretningen innbefatter et kanalformet hus med et U-formet tverrsnitt med et antall lyskilder montert i bunnen av huset, og hvor disse er rettet mot åpningen som er dekket av et lysspredende, delvis gjennomsiktig materiale.

Tidligere kjent teknikk er kun kontrollerbar fra nærenden til webcam-systemet, dvs. den blir kontrollert av brukeren som blir belyst. Det er med andre ord ikke mulig å fjernkontrollere belysningsinnretningen fra den fjerntliggende enden, dvs. fra brukeren som ser på brukeren som blir belyst.

Kort beskrivelse av hensikten med oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen tileiebringer en belysningsinnretning for å belyse en eller flere brukere foran en multimedia kommunikasjonsterminal, og hvor belysningsinnretningen omfatter et kanalformet hus med et generelt angulært eller U-formet tverrsnitt, en LED matrise omfattende et antall lysemitterende dioder festet til bunnen av nevnte kanalformede hus, et spredeark omfattende et lysspredende og delvis gjennomsiktig materiale montert på toppen av nevnte kanalformede hus, og hvor nevnte belysningsinnretning er festet under, over eller på siden av en multimedia kommunikasjonsterminal ved hjelp av én eller flere festeinnretning(er). Belysningsinnretningen er karakterisert ved at det kanalformede huset omfatter et lysreflekterende materiale, og hvor nevnte LED matrise er elektrisk koblet til multimedia kommunikasjonsterminalen, og hvor lysintensiteten til nevnte lysemitterende dioder er justerbar via et brukergrensesnitt.

Kort beskrivelse av tegningene

Den foreliggende oppfinnelsen vil bli beskrevet i detalj med henvisning til en foretrukket utførelse som vist i de følgende tegningene: Fig. 1 illustrerer et eksempel på en LED-lampesammensetning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen,

Fig. 2 viser tverrsnitt av LED-lampesammensetninger med ulike dimensjoner,

Fig. 3 viser tverrsnitt av LED-lampesammensetninger med ulike kjølemetoder,

Fig. 4 viser alternative plasseringer av LED-lampesammensetninger relativt til skjerm og kamera til multimedia kommunikasjonsterminalen.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

I det følgende vil den foreliggende oppfinnelsen bli diskutert ved å beskrive en foretrukket utførelse og ved å henvise til de vedlagte tegningene. Imidlertid vil en fagmann på området lett se at andre anvendelser og modifikasjoner finnes innenfor omfanget til oppfinnelsen som definert i de vedlagte selvstendige kravene.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer høyeffekts hvite LED'er sammen med en reflektor og spreder (diffuser) integrert i

videokonferanseendepunktet belysningen til deltakeren(e) som blir registrert av kameraet til endepunktet.

Variasjonen i lokasjon av videokonferansesystemer og variasjonen i kvaliteten til omgivelseslys driver behovet for et integrert system som kan belyse brukerens ansikt og kropp. Belysningen er fortrinnsvis en tilleggsbelysning hvor dens formål er å motvirke de uønskede negative effektene av omgivelseslys. På enkel måte skal den nøytralisere ansiktsskygger og silhuetter når brukeren blir sterkt belyst fra siden, ovenfra eller bakfra. I tillegg skal den tilveiebringe lys som er sterkt nok til å utføre en høykvalitets videokonferanse i situasjoner hvor det ikke er noe lys uavhengig av retning til lyskilden.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen er funksjonen til LED'er å tilveiebringe en høyintensiv hvit lyskilde, som samtidig forbruker lav effekt med hensyn til intensiteten til lyset. Intensiteten og spredningen av lyset fra LED krever bruk av reflektor for å samle og rette lysstrålene. Designet av reflektoren kan bli justert for å passe applikasjonen som lyset skal bli brukt for, og kan f.eks. være slik at den fokuserte strålen til lyset kan bli projisert på en viss avstand, alternativt kan reflektoren spre lyste over et vidt område dersom dette er nødvendig for en kortdi stansebely sning.

Fig. 1 viser et oversiktsbilde av en sammensatt LED, reflektor og diffuser i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelsen. En lineær matrise av LED'er beskyttet av et LED-substrat blir montert på et bakpanel. En reflektor blir montert kant i kant med bakplanet på hver side av LED-matrisen i en kanallignende form med LED-matrisen på bunnen. Bakplanet til reflektoren kan selvfølgelig også lages fra samme flate langs to linjer for å lage to reflektorvinger. Reflektoren er fortrinnsvis malt eller dekket med en intern overflate med en hvit eller sølvfarge. Diffuseren blir montert på toppen av kanalen, slik at de sammen danner et avlangt hus med LED-matrise.

Som allerede nevnt kan LED-lampesammensetningen ha ulike design. Nøkkelparametere i designet med sammensetningen er høyde for LED til diffuser (H), bredde til diffuser (WD), bredde til LED-base (WL) og radius til reflektorsider (R). Som vist i fig. 2, trenger ikke LED-lampesammensetningen å være symmetrisk, og kan ha ulike radiuser (R) og høyder (H) fra side til side. Radiusen til sidene trenger ikke å ha konstant kurvatur.

For å tilveiebringe best mulig refleksjon, bør LED-lampesammensetningen fortrinnsvis være lagd av metall slik som stål eller aluminium. Overflatearealet til LED-lampesammensetningen er derfor kritisk fordi hele sammensetningen vil opptre som en kjøleribbe for høyeffekts LED'ene. LED'ene krever et visst overflateareal (SA) pr. LED og reflektoren kan bli designet slik at overflatearealet er tilgjengelig pr. modullengde av LED-matrisen. Om nødvendig kan spesielle trekk bli innbefattet i designet til reflektoren for å øke overflatearealet innenfor en kompakt størrelse. Som indikert i fig. 3, kan disse trekkene innbefatte nære ribber på baksiden av enheten, dvs. vende vekk fra lyskilden.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen er formålet til diffuseren å samle individuelle lysstråler fra reflektoren og homogenisere dem inn i et større område med konstant intensitetslys. Dette tillater at brukeren kan bli direkte belyst av LED-lampene uten å føle seg svært ukomfortabel. Uten diffuseren vil lysstrålene tilveiebringe ubehag til brukeren, og potensielt blende punkter i øyet. Å se uten diffuseren kan bli sammenlignet med å se direkte inn i en lykt eller i hovedlyktene til en bil.

Effekten til diffuseren er direkte relatert til avstanden (H) fra LED-kilden. Dersom H er liten, vil ikke diffuseren motta tilstrekkelig reflektert stråle og dette vil resultere i svakt generelt lys sammen med et sterkt sentralt hvitt punkt. Dersom H er stor, vil diffuseren motta en hvit disperserende stråle som faller i intensitet på grunn av avstanden fra kilden, og diffuseren vil derfor absorbere en større del av lysenergien i stedet for homogenisering og tillate å passere gjennom.

Et typisk eksempel på materialer i diffuseren kan være akrylark med en fremtredelse av hvitt frostet glass, som blir spesielt effektivt dersom én side er matt og den andre siden er blank. Andre farge- og materialkombinasjoner er også mulige. Et separat halvgjennomsiktig ark på utsiden av diffuseren, f.eks. i et lett farget materiale gir muligheten til å blende LED-lampene i den generelle overordnede designen til videokonferansesystemet. Dersom fargen er svak, vil den bestemmende effekten på lysfargen og intensiteten være liten når den er aktiv sammenlignet med den visuelle effekten når den ikke er aktiv. Tykkelsen til diffuseren (T) har påvirkning på lystransmisjonsytelsen. Jo større tykkelse jo mindre lys blir transmittert.

Ulike parameter (R, T, H, WD, WL) i designet til reflektorene og diffuseren koblet sammen med effektutgangen til LED'ene betyr at området til systemytelsen kan oppnås og skreddersys for hver spesifikke anvendelse.

Posisjonen til LED-lampesammensetningen kan lages for å best passe layouten til videokonferansesystemet som den skal integreres inn i. Et typisk videokonferansesystem vil ha behov for moduler slik som skjerm, kamera, mikrofon, høyttaler og brukergrensesnitt. I fig. 4, er ulike plasseringer av LED-lampesammensetningen vist. LED-lampen blir plassert over, under eller på siden av hver skjerm. I alle tilfellene vil belysningen i henhold til hensikten og på grunn av det faktum at brukeren vil se inn i skjermen under videokonferansen og derfor en LED-lampe plassert i nærheten av skjermen og rettet mot brukeren, belyse brukerens fjes.

Imidlertid er den mest foretrukne plasseringen av LED-lampe over skjermen og enten på siden av kamera eller over kamera. Plassering under skjermen vil resultere i en illusjon for brukeren om at skjermen har blitt mørkere, siden brukerens naturlige øyeretning er fra horisontalen og nedover.

I tillegg til en fullintegrert LED-lampesammensetning er det også mulig å designe en lampe slik at det er mulig å separere enheten fra et faktisk videokonferansesystem. En separat lampeenhet kan være passende for store systemer i store rom, hvor lampene kan bli satellitter plassert i rommet for å sørge for jevn belysning til alle videokonferansebrukerne. Posisjonen til satellittenhetene kan være i midten av et bord som peker utover, takmontert rettet mot brukerens fjes, veggmontert eller gulvstående.

LED-matrisen kan bli forbundet til en strømkilde som kontrollerer videokonferansesystemet. Dette er tilfelle både i tilfelle med fullintegrerte systemer men også i tilfelle med satellittsystemer. Forbindelsen til en kontrollert strømkilde betyr at lampen kan lages for kun å være aktiv når videokonferansesystemet selv er i bruk. Dette skiller LED-belysningen fra omgivelseslys i rommet eller området. Videre gir forbindelse til en videokonferansekontrollert energikilde muligheten til å kontrollere lyset fra en fjerntliggende side, dvs. fra brukeren på den andre siden av videokonferansen. Fjerntliggende brukere kan ønske å slå på eller av eller forandre dimming (dvs. utgangseffekten på LED-lampen).

I én utførelse av den foreliggende oppfinnelsen, er lysintensiteten og retningen justerbar for å tillate brukerne å oppnå den mest optimale belysningen i brukerens omgivelser. LED-lampesammensetningsvinkel relativ til videokonferansesystem, og LED-lampesammensetning i seg selv, vil så være justerbar i både vertikal og horisontal retning, enten manuelt eller automatisk med en motordrevet kontroll på samme måte som for kontroll av kameraretning i konvensjonell videokonferanseendepunkter. Lysintensiteten vil være justerbar ved å variere strømforsyning på LED-lampesammensetningen. Dette kan gjøres fra et brukergrensesnitt som en fjerntliggende kontroll eller via en brukermeny. Dette tillater en bruker ved nærenden til å justere belysningen på ansiktet til brukeren ved fjernenden for å forandre lysintensitet, posisjon eller vinkel til LED-lampesammensetningen med en fjernkontroll eller via et brukergrensesnitt.

En av hovedfordelene til den foreliggende oppfinnelsen er at designet til reflektorene kan bli formet og justert i henhold til parametere som høyde fra LED

(H), bredde til spredeåpning (WD) og radius til sider (R) slik at strålingen og projiseringen kan tilpasses til hver spesifikke applikasjon. Reflektoren kan lages av

et metall slik at det vil fungere som en kjøleribbe og derfor tillate forlenget bruk av høyeffekt LED'er.

Videre kan designet og formen til reflektorene lages slik at overflateområdet (SA) som er nødvendig per lengde med LED er innbefattet i designet. LED lampen er ikke direkte linket til kamera, og kan derfor bli posisjonert i ulike posisjoner rundt skjermen på et fullintegrert system, eller kan bli plassert på ulike posisjoner i et møterom. Sprederen homogeniserer punktlyskilden slik at ubehag fra skinn blir unngått samtidig som en høy prosentvis lystransmisjon tillates.

Ved at LED matrisen med lamper er elektrisk koblet til multimedia kommunikasjonsterminalen, muliggjøres justering av lysintensiteten til nevnte lysemitterende dioder via et brukergrensesnitt.

Merk at selv om den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med konvensjonell videokonferanse, er den anvendbar til enhver visuell kommunikasjon hvor en bildeinnfangingsinnretning er involvert, dvs. at LED lampesammensetningen beskrevet her kan være forbundet til enhver multimediaterminal, slik som en PC, bærbar kommunikasjonsinnretning etc.

Claims (7)

1. Belysningsinnretning for å belyse en eller flere brukere foran en multimedia kommunikasjonsterminal, omfattende et kanalformet hus med et generelt angulært eller U-formet tverrsnitt, en LED matrise omfattende et antall lysemitterende dioder festet til bunnen av nevnte kanalformede hus, et spredeark omfattende et lysspredende og delvis gjennomsiktig materiale montert på toppen av nevnte kanalformede hus, og hvor nevnte belysningsinnretning er festet under, over eller på siden av en multimedia kommunikasjonsterminal ved hjelp av én eller flere festeinnretning(er), og hvor belysningsinnretningen er karakterisert ved at det kanalformede huset omfatter et lysreflekterende materiale, og hvor nevnte LED matrise er elektrisk koblet til multimedia kommunikasjonsterminalen, og hvor lysintensiteten til nevnte lysemitterende dioder er justerbar via et brukergrensesnitt.

2. Belysningsinnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at nevnte festeinnretning(er) er konfigurert for å gjøre belysningsinnretningen justerbar med hensyn til posisjon og vinkel relativt til multimedia kommunikasjonsterminalen.

3. Belysningsinnretning i henhold til et av de foregående kravene, karakterisert ved at smale ribber er festet på baksiden til belysningsinnretningen for å kjøle ned LED matrise generert varme.

4. Belysningsinnretning i henhold til krav 2, karakterisert ved at nevnte posisjon og vinkel er justerbar via et brukergren sesn itt.

5. Belysningsinnretning i henhold til et av de foregående kravene, karakterisert ved at nevnte kanalformede hus er laget av stål eller aluminium.

6. Belysningsinnretning i henhold til et av de foregående kravene, karakterisert ved at nevnte kanalformede hus er malt eller dekket på den interne overflaten med hvit eller sølvfarge.

7. Belysningsinnretning i henhold til et av de foregående kravene, karakterisert ved at nevnte spredeark har en matt finish på siden som vender utover, og en blank finish på siden som vender innover.