BESCHREIBUNG

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines in einem Objektraum befindlichen Ob- jekts.

Stand der Technik

Das vorliegend in Rede stehende Beleuchtungssystem kann bspw. zur Beleuchtung einer Bühne, etwa im Unterhaltungs bereich, z. B. einer Konzertbühne, genutzt werden. Ein Ziel ist eine zumindest in Teilen oder auch vollständig automatisierte Beleuchtung, die sich bspw. adaptiv in Ab hängigkeit von einer Position oder Bewegung eines Akteurs auf der Bühne anpasst. Es kann bspw. ein Lichtspot auto matisiert einem Akteur auf der Bühne folgen. Ein solcher Akteur kann z. B. ein Moderator oder Schauspieler sein, es kann aber selbstverständlich auch jedes andere Objekt Gegenstand einer automatisierten Beleuchtung werden, bspw. auch Fahrzeuge oder Tiere etc., siehe unten im De tail. Dies soll ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet il lustrieren, den Gegenstand aber zunächst nicht in seiner Allgemeinheit beschränken.

Darstellung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein besonders vorteilhaftes Beleuchtungssystem anzugeben . Dies wird erfindungsgemäß mit einem Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieses weist zusätzlich zu einer Beleuchtungseinheit zur Emission des Beleuchtungslichts eine Abstandsmesseinheit zum Aufnehmen eines Abstandsbil- des und ein Markersystem auf. Mit der Abstandsmesseinheit kann innerhalb eines bestimmten Erfassungsfelds ( Field of View, FoV) , vorliegend als Objektraum bezeichnet, ein Ab standsbild aufgenommen werden. Im Unterschied zu einem konventionellen zweidimensionalen Bild enthält dieses Ab- standsbild zusätzlich eine Abstandsinformation, gewisser maßen eine Tiefe (bezüglich Möglichkeiten der technischen Umsetzung im Einzelnen wird auf die nachstehende Offenba rung verwiesen) . Das Abstandsbild kann bspw. derart auf gebaut sein, dass jedem Pixel ein Entfernungswert zuge- ordnet ist, was auch als Raumpixel oder Voxel bezeichnet wird. Im Prinzip entspricht dies dreidimensionalen Punk ten im Objektraum. Dort, wo sich das Objekt befindet, ha ben dann in der Regel viele Pixel einen ähnlichen Entfer nungswert (im Einzelnen auch abhängig von der Größe bzw. Orientierung etc. des Objekts), ergibt sich also eine

Punktewolke .

Der Erfinder hat nun einerseits festgestellt, dass sich ein im Objektraum befindliches Objekt anhand eines Ab standsbildes gut im Objektraum lokalisieren lässt jeden- falls in einem Bereich davon, bspw. durch Auswertung bzw. Zugrundelegung einer eben beschriebenen Punktewolke. Die se kann bspw. im Zuge einer Bildbearbeitung, bspw. mit einem Gradienten- oder auch Grauwertverfahren, identifi ziert werden. Ein Objekt, das sich im Objektfeld befin- det, lässt sich also von Sondersituationen abgesehen (s. u. im Detail) in der Regel zuverlässig und auch mit hinreichender Genauigkeit lokalisieren.

Andererseits kann jedoch eine Objekterkennung bzw. klassifizierung anhand des Abstandsbildes zumindest re- chen- und damit zeitaufwendig sein, was angesichts dyna mischer Beleuchtungsvorgänge problematisch sein kann. Es kann auch bereits das Abstandsbild an sich auflösungsbe grenzt sein, sodass sich zwar der Ort des Objekts hinrei chend genau bestimmen lässt, aber bspw. keine weiterge- hende Differenzierung möglich ist. Zur Illustration, es kann bspw. im Einzelnen schwer zu differenzieren sein, ob das festgestellte Objekt tatsächlich der zu beleuchtende Moderator bzw. Schauspieler oder bspw. ein Bühnenarbeiter ist. Auch bei anderen Objekten bzw. Obj ektklassen lassen sich beliebig vergleichbare Beispiele finden.

Deshalb ist zusätzlich das Markersystem vorgesehen. Das zu beleuchtende Objekt, bspw. der Schauspieler, wird mit der Marker-Emittereinheit ausgestattet, und mit der Mar ker-Empfängereinheit wird dann das davon emittierte Markersignal bzw. ein Signalanteil erfasst. Das Beleuch tungssystem ist dann dazu eingerichtet, mithilfe des mit der Marker-Empfängereinheit empfangenen Signalanteils das Objekt zu individualisieren. Es wird also durch Auswer tung des Signalanteils eine zum Abstandsbild zusätzliche Information gewonnen, anhand welcher z. B. entschieden werden kann, ob das Objekt beleuchtet werden soll oder nicht. Die „Individualisierung" des Objekts kann sich bspw. auch dahingehend ergeben, dass der anhand des Ab standsbildes ermittelte Bereich nicht hinreichend genau für die Entscheidung über die Beleuchtung ist, bspw. wenn mehrere Akteure bzw. Objekte einander gegenseitig vers- chatten, und das Markersignal dann zur Lokalisierung und damit Individualisierung innerhalb des Bereichs genutzt wird (siehe unten im Detail) .

Zusammengefasst ermöglicht die Kombination aus Abstands- messeinheit und Markersystem einerseits eine gute Lokali sierung im Objektraum und andererseits eine Individuali sierung des Objekts. Letzteres meint, dass dem Objekt in abstrakter Betrachtung ein Marker bzw. Label zugeordnet wird, was z. B. ein Entscheidungsdiagramm der Automati- sierung vereinfachen bzw. generell die Zuverlässigkeit erhöhen und/oder die Entscheidungsprozesse verkürzen kann. Zudem ist die Abstandsmesseinheit an bzw. bei der Beleuchtungseinheit angeordnet, was eine gute Korrelation zwischen Abstandsbild und beleuchtetem Raum ergibt, also bspw. einen reduzierten Rechenaufwand und damit schnelle Reaktionszeiten bedeutet.

Bevorzugte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung der Merkmale nicht immer im Einzelnen zwi- sehen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsas pekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. Die Beschreibung richtet sich also stets sowohl auf das Beleuchtungssystem, das für einen bestimmten Be- trieb eingerichtet ist, als auch auf ein entsprechendes Betriebsverfahren bzw. entsprechende Verwendungen.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Beleuch tungssystems ergibt sich aus der Anordnung der Abstands messeinheit an der Beleuchtungseinheit, ortsfest zu zu- mindest einem Teil davon (in der Regel einem Sockel, auch als Leuchtenfuß oder Leuchtenhalterung bezeichnet, siehe unten) . Diese räumliche Nähe oder gar Integration (die Abstandsmesseinheit könnte bspw. auch in den Sockel ein gelassen sein) kann die nachträgliche Korrelation des Ab- standsbildes mit der Steuerung der Beleuchtungseinheit vereinfachen. Bildlich gesprochen entspricht der erfasste Objektraum dem, was die Beleuchtungseinheit „sieht" bzw. wohin sie leuchtet. Etwas abstrakter ausgedrückt sind die Abstandsmess- und die Beleuchtungseinheit aufgrund der Anordnung beieinander innerhalb desselben Koordinatensys tems verortet. Es können bspw. rechen- und damit zeitauf wendige Koordinatentransformationen vermieden werden, was angesichts der in den diskutierten Anwendungen mitunter schnellen Bewegungen (z. B. Tanz oder Sport etc.) von be- sonderem Vorteil sein kann.

In einem einfachen Beispiel kann es sogar ausreichen, wenn das Markersystem seinerseits nicht für eine weiter gehende räumliche Differenzierung innerhalb des Ob jektraums eingerichtet ist. Dies kann bspw. einen Anwen- dungsfall betreffen, in welchem im Zeitverlauf zwar un terschiedliche Objekte in unterschiedlicher Weise zu be leuchten sind, bspw. unterschiedliche Schauspieler mit jeweils einem Beleuchtungslicht anderer Farbe, diese Ob jekte bzw. Akteure aus dramaturgischen Gründen jedoch oh- nehin nur nacheinander (nicht gleichzeitig) im Objektraum auftauchen. Dann reicht es aus, wenn mit der jeweiligen Marker-Emittereinheit, die dem jeweiligen Objekt zugeord net ist, das entsprechende Label bildlich gesprochen für das gesamte Objektfeld hinterlegt ist (darin befindet sich ja nur der eine Akteur) . Umgekehrt illustriert die ses Beispiel auch, dass in komplexeren Anwendungsfällen eine weitergehende Differenzierung von Interesse sein kann, siehe unten im Detail. Das Gerät funktioniert na türlich auch ohne Markiereinheit solange nur ein Darstel ler auf der Bühne ist. Wenn das gewährleistet ist, und das trifft auf sehr viele Vortagssituationen zu, benötigt der Darsteller keine Markiereinheit. Die Blob-Detektion findet die Zielperson auch so und kann den Scheinwerfer steuern. Vorrangig bei mehreren Blobs, und zwar wenn sie sich überlappen, entsteht ein Entscheidungsproblem. Mit der Abstandsmesseinheit wird das Abstandsbild signal laufzeitbasiert gemessen. Dazu wird ein elektromagneti scher Puls in den Objektraum emittiert, in der Regel wer den sequenziell eine Vielzahl Pulse emittiert. Trifft ein jeweiliger Puls auf das Objekt, wird er an dessen Ober- fläche anteilig zurück zu der Abstandsmesseinheit reflek tiert, er kann als Echopuls mit einem geeigneten Sensor aufgezeichnet werden. Erfolgt die Aussendung des Pulses zu einem Zeitpunkt to und wird der Echopuls zu einem spä teren Zeitpunkt ti erfasst, kann der Abstand d zu der re- flektierenden Oberfläche des Objekts über die Laufzeit At _Ä = ti - to nach d = At _Ä c/2 Gig. 1 bestimmt werden. Hierbei ist c der Wert der Lichtge schwindigkeit . Im Allgemeinen ist bspw. auch eine Abstandsmesseinheit denkbar, die nur auf einer Achse raumwinkelauflösend ist, bevorzugt ist auf zwei Achsen eine Raumwinkelauflösung gegeben. Der Objektraum kann also in Zeilen und Spalten und damit Raumwinkelsegmente unterteilt sein, wobei je Segment ein Abstandswert ermittelt wird.

Je nach Ausgestaltung im Einzelnen kann die Abstandsmess einheit einen jeweiligen Puls zur Abstandsmessung entwe- der in den gesamten Objektraum emittieren, auch im Falle einer Raumwinkelauflösung, oder können die Pulse sequen ziell (nacheinander) in unterschiedliche Segmente des Ob jektraums emittiert werden (auch als „scannender Betrieb" bezeichnet) . Die erstgenannte Variante kann in Verbindung mit einem raumwinkelsensitiven Detektor gleichwohl eine Raumwinkelauflösung ergeben, siehe unten im Detail. Bei der letztgenannten Variante kann das raumwinkelselektive Aussenden, also das sequenzielle Bepulsen der einzelnen Segmente, bspw. über einen beweglichen Spiegel (z. B. MEMS-Spiegel) , erreicht werden. Bevor ein jeweilig da rauffolgender Puls emittiert wird, wird für eine bestimm te, der gewünschten Reichweite entsprechende Pausendauer gewartet (bildlich gesprochen „gelauscht") , ob aus dem fraglichen Segment ein Echopuls zurückkommt) . Soweit generell davon die Rede ist, dass das Beleuch tungssystem für einen bestimmten Betrieb „eingerichtet" ist, meint dies bspw., dass in einer Steuereinheit ein entsprechender Programmablauf hinterlegt ist. Die Mög lichkeiten zur softwareseitigen Umsetzung sind ebenso vielseitig (standardisierte Protokolle wie DMX oder ARTNet oder auch beliebig andere/eigene, maßgeschneiderte Programme und Sprachen) wie jene der hardwareseitigen Ar chitektur. Die Steuereinheit kann bspw. in die Beleuch tungseinheit integriert sein, teilweise oder vollständig, es ist aber bspw. auch dezentraler Aufbau möglich. Zur Steuerung der Beleuchtungseinheit hin kann es für die Be- fehle zur Steuerung der Beleuchtung eine Schnittstelle geben, es ist aber auch ein integraler Aufbau möglich. Die Steuereinheit bzw. Teile davon können bspw. in einem konventionellen Rechner realisiert sein, ebenso ist aber auch ein individueller Aufbau mit Microcontrollern mög lich.

Bevorzugt gibt es eine Benutzerschnittstelle zur Ein und/oder Ausgabe, vorzugsweise eine Displayeinheit zur grafischen Darstellung, auch als Graphical User Interface GUI bezeichnet, die insbesondere als Touchscreen ausge führt sein kann. In der Anwendung kann die Beleuchtungs einheit tatsächlich vollautomatisch (ohne Benutzerein griff) betrieben werden, ebenso ist aber auch ein teilau tomatischer Betrieb oder ein Hin- und Herschalten zwi schen automatischem Betrieb und Benutzersteuerung mög lich, für letztere gibt es bevorzugt eine Konsole. Die vorstehend in Bezug genommenen Programme müssen selbst verständlich auch nicht statisch sein, sie können bspw. durch einen Benutzer über eine Schnittstelle angepasst werden, es ist aber bspw. auch ein AI-Programm zum selbstständigen Erlernen bzw. Optimieren von Handlungs vorgängen und -Optionen möglich.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die Marker- Emittereinheit Teil eines Markergeräts, das zudem eine Empfängereinheit aufweist. Ebenso ist die Marker- Empfängereinheit Teil eines Markergeräts, das ferner eine Emittereinheit aufweist. Die Marker-Geräte sind jeweils symmetrisch zum Senden und Empfangen ausgelegt (Zweiweg system) , bevorzugt sind sie untereinander baugleich. Von der Reduzierung unterschiedlicher Teile und der damit er höhten Benutzerfreundlichkeit abgesehen kann der symmet- rische Aufbau z. B. auch hinsichtlich eines Einmessvor gangs Vorteile bieten, bspw. wenn mehrere Marker- Empfängereinheiten vorgesehen sind, um deren Positionen relativ zueinander zu bestimmen. Bevorzugt ist der zwei- wegige bzw. symmetrische Aufbau mit demselben Signaltyp realisiert, insbesondere einem Funksignal (z. B. UWB, siehe unten, auch bezüglich möglicher Alternativen) .

In bevorzugter Ausgestaltung ist das Markersystem funkba siert, ist also das Markersignal ein Funksignal. Soweit im Allgemeinen bspw. auch ein Ultraschall- bzw. im elekt romagnetischen Spektralbereich ein Radar- oder Infrarot signal denkbar ist, kann ein Funksignal eine technisch robuste und adäquate Umsetzung ermöglichen. Im Allgemei nen könnte die Marker-Emittereinheit bspw. auch ein RFID- Tag sein, bevorzugt ist ein Zweiwegsystem, siehe unten. Die Funkfrequenzen liegen unterhalb von 3000 GHz (mit ei ner möglichen Untergrenze in MHz-Bereich) . Bevorzugt wird für das Markersignal auf Ultra-Breitband-Technologie (UWB) zurückgegriffen, die sich insbesondere in der Nah- bereichskommunikation eignet.

In bevorzugter Ausgestaltung ist nicht nur die Abstands messeinheit, sondern auch die Marker-Empfängereinheit an bzw. bei der Beleuchtungseinheit angeordnet. Wenngleich im Allgemeinen auch eine Integration in einem beweglichen Teil der Beleuchtungseinheit denkbar ist, ist wiederum eine Anordnung an oder im Sockel bevorzugt. Die Abstands messeinheit und die Marker-Empfängereinheit können insbe sondere ortsfest zueinander vorgesehen sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird aus dem mit der Marker-Empfängereinheit erfassten Signalanteil die Entfernung zwischen Emitter- und Empfängereinheit ermit telt. Dazu kann bspw. die Signalintensität erfasst wer den, wobei sich die Entfernung bei bekannter Ausgangs leistung aus dem Leistungsabfall ergibt. Die Abstandsmes- sung kann, wenn mehrere Marker-Empfängereinheiten vorge sehen sind, auch eine Ortung des Objekts über das Marker signal ermöglichen (siehe unten im Detail) . Sie kann aber andererseits auch für sich von Interesse und Vorteil sein, nämlich bspw. die Lokalisierung in Verbindung mit dem Abstandsbild verbessern helfen. Befinden sich nämlich mehrere Objekte im Objektraum, kann anhand des Abstands bildes eine endgültige Entscheidung über die Objektposi tion bspw. dann problematisch sein, wenn ein anderes Ob jekt aus Sicht der Abstandsmesseinheit davorsteht, es al- so gewissermaßen verschattet. Mit dem aus dem Markersig nal gewonnenen Abstandswert lässt sich das verschattete Objekte dann gleichwohl lokalisieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Marker system eine weitere Marker-Empfängereinheit auf, mit wel- eher im Betrieb ein Signalanteil des Markersignals er fasst wird. Vorteilhaft kann das Beleuchtungssystem dann dahingehend eingerichtet sein, das aus den mit den unter schiedlichen Marker-Empfängereinheiten erfassten Sig nalanteilen mittels einer Triangulation eine Position der Marker-Emittereinheit und damit des Objekts ermittelt wird .

Es kann also bspw. mit einer ersten Marker-

Empfängereinheit ein erster Signalanteil und mit einer zweiten Marker-Empfängereinheit ein zweiter Signalanteil empfangen werden, wobei die Empfängereinheiten vorteil hafterweise in gewissem Abstand zueinander an bzw. auch in oder neben dem Objektraum angeordnet werden, bspw. am Rand einer Bühne oder auch auf der Bühne. Die Marker- Emittereinheit und die Empfängereinheiten spannen dann miteinander ein Dreieck auf, das Objekt kann anhand der Signalanteile lokalisiert werden. Zur Illustration, es kann bspw. aus dem ersten Signalanteil ein erster Ab standswert ermittelt werden, was abstrakt betrachtet in der zweidimensionalen Ebene der Bühne einem Kreis um die erste Marker-Empfängereinheit entspricht. Der zweite Sig- nalanteil ergibt einen Kreis um die zweite Marker- Empfängereinheit, und das Objekt kann am Schnittpunkt der Kreise verortet werden. Es können auch mehr Marker- Empfängereinheiten vorgesehen sein, womit sich die Genau igkeit erhöhen lässt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuch tungseinheit dazu ausgelegt, entlang unterschiedlicher Strahlen jeweils einen Lichtkegel zu emittieren. Dabei weisen diese Strahlen zwar in unterschiedliche Richtun gen, gehen aber dennoch auf einen gemeinsamen Ursprung in einem Polarkoordinatensystem zurück. Eine Möglichkeit zur Umsetzung ist ein sogenannter Scanner, bei dem der von einer Lichtquelle emittierte Lichtkegel auf einen dreh- bzw. verkippbar gelagerten Spiegel fällt und je nach Dreh- bzw. Kippstellung in eine jeweilige Richtung re- flektiert wird. Ebenso ist denkbar, dass mehrere Schein werferköpfe vorgesehen sind, die, relativ zueinander la gefixiert oder auch beweglich, ihren jeweiligen Lichtke gel in eine jeweilig eigene Richtung emittieren. Generell ist ein Aufbau bevorzugt, bei dem derselbe Lichtkegel im Zeitverlauf verschiedene Richtungen überstreicht, was vorteilhafterweise ein Verfolgen des Objekts erlaubt. Dies ist z. B. mit dem erwähnten Scanner oder einem nach stehend im Detail diskutierten kopfbewegten Scheinwerfer möglich .

Als Lichtquelle können eine oder mehrere lichtemittieren- de Dioden (LED) verwendet werden, welche auch in Form von mikro-LEDs vorliegen können. Diese kann in Form mindes tens einer einzeln gehausten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden auf weist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam bspw. auf einer Platine (z. B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein ("CoB" = Chip on Board) . Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, bspw. mit min destens einer Fresnel-Linse oder einem Kollimator. An stelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, bspw. auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetz- bar.

Weiterhin sind auch Quantenpunkt-Leuchtdioden verwendbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die lichtemittierende Komponente eine Laserdiode oder eine Laserdioden-Anordnung sein, bspw. eine LARP-Anordnung (Laser-Activated Remote Phosphor) . Denkbar ist auch, eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellen längen der lichtemittierenden Komponenten können im ult ravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die lichtemittierenden Komponenten können zusätz- lieh mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Wei terhin können Halogenlampen und Entladungslampen verwen det werden.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Beleuchtungsein- heit einen Sockel und einen Arm, sowie zur Emission des Beleuchtungslichts einen Leuchtenkopf auf (bevorzugt ge nau einen Leuchtenkopf) . Der Arm ist drehbar an dem So ckel gelagert und der Leuchtenkopf drehbar an dem Arm. In der Anwendung ist die Beleuchtungseinheit dann bevorzugt derart ausgerichtet, dass eine Drehebene, die sich aus der Lagerung des Arms am Sockel ergibt, horizontal liegt, auch als Pan bezeichnet (die Drehachse, um welche gedreht wird, liegt senkrecht zu besagter Drehebene) . Eine Dreh ebene, die sich aus der drehbaren Lagerung des Leuchten- kopfs am Arm ergibt, liegt dann bevorzugt vertikal, der entsprechende Freiheitsgrad wird auch als Tilt bezeichnet (die Drehachse liegt wiederum senkrecht zu besagter Dreh ebene) .

Generell ist die Abstandsmesseinheit in bevorzugter Aus- gestaltung an einem Sockel der Beleuchtungseinheit befes tigt. In abstrakter Betrachtung ist die Abstandsmessein heit relativ zu dem vorstehend erwähnten Ursprung des Po larkoordinatensystems der Beleuchtung ortsfest, es wird auf die vorstehenden Vorteilsangaben verwiesen (keine Ko- ordinatentransformation erforderlich etc.). Vorteilhaft kann eine nahe an der Beleuchtungseinheit angeordnete Ab standsmesseinheit sein, bspw. um nicht mehr als 1,5 m, 1 m bzw. 0,8 m dazu beabstandet (mit möglichen Untergren zen bei 0,1 m bzw. 0,2 m) . Der Abstand wird zwischen Ein- trittspupille der Abstandsmesseinheit und lichtemittie render Fläche der Beleuchtungseinheit genommen (falls dieser Abstand im Zeitverlauf aufgrund einer bewegbaren Lagerung des Leuchtenkopfes variiert, wird ein Mittelwert betrachtet) .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abstands- messeinheit über eine Halterung an dem Sockel befestigt und kann sie mit dieser Halterung in unterschiedliche Kippstellungen relativ zum Sockel gebracht werden. Im Allgemeinen ist bspw. auch ein stufenloses Verkippen in Verbindung mit einer Arretierbarkeit denkbar, bevorzugt sind eine Mehrzahl vordefinierte Kippstellungen vorgege ben. In einer jeweiligen Kippstellung kann die Abstands messeinheit bspw. verrasten oder mit einer Arretier schraube fixiert werden. Trotz dieser Einsteilbarkeit ist die Abstandsmesseinheit dann relativ zu dem Sockel wiede- rum orts- und lagefixiert.

In bevorzugter Ausgestaltung ist eine mit den stufenlos oder vordefiniert einstellbaren Kippstellungen aufge spannte Ebene parallel zu einer Drehebene, die sich aus der Lagerung des Leuchtenkopfs am Sockel ergibt. Bevor- zugt ist der Leuchtenkopf nicht direkt, sondern über ei nem Arm am Sockel gelagert (siehe vorne) und ergibt sich besagte Drehebene aus der Lagerung des Arms am Sockel, siehe vorne (Pan) . Die von den unterschiedlichen Kippstellungen aufgespannte Ebene liegt senkrecht zu ei- ner Drehachse, um welche die unterschiedlichen Kippstel lungen ineinander übergeführt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abstands messeinheit dazu ausgelegt, für die Abstandsmessung Pulse im infraroten Spektralbereich zu emittieren. Die Wellen- längen können also bspw. bei mindestens 700 nm, 750 nm, 800 nm bzw. 850 nm liegen, mit möglichen (davon unabhän gigen) Obergrenzen bei bspw. höchstens 2000 nm, 1800 nm bzw. 1600 nm (jeweils in der Reihenfolge der Nennung zu nehmend bevorzugt) . Ein besonders vorteilhafter Wert kann bspw. bei rund 905 nm liegen, weitere vorteilhafte Ober grenzen ergeben sich zu 1500 nm, 1400 nm, 1300 nm, 1200 nm, 1100 nm, 1000 nm bzw. 950 nm.

Auch unabhängig vom Spektralbereich im Einzelnen kann das Abstandsbild auf unterschiedliche Weise erhalten werden, gibt es also unterschiedliche Möglichkeiten zur Realisie rung der Raumwinkelauflösung. Es wird auch auf die Anmer kungen eingangs verwiesen. Die Raumwinkelauflösung kann sich einerseits aus einem raumwinkelselektiven Aussenden der elektromagnetischen Pulse ergeben, die Raumwinkelseg- mente werden also abgescannt. Dazu ist in der Regel ein bewegbar gelagerter bzw. schwingender Spiegel vorgesehen, etwa ein MEMS-Spiegel , über den typischerweise ein Laser strahl in den Objektraum geführt wird. Je nach Spiegel stellung gelangt der Laserstrahl bzw. Laserpuls in ein jeweiliges Segment des Objektraums, die Segmente werden nacheinander bepulst (wobei jeweils für eine bestimmte Zeitdauer gewartet wird, ob ein Echopuls zurückkommt) .

Bei einem alternativen Ansatz wird in den gesamten Ob jektraum ein Licht- bzw. Strahlungspuls emittiert, also in alle Segmente gleichzeitig, wobei sich die Differen zierung zwischen den unterschiedlichen Segmenten dann aus einem raumwinkelauflösenden Sensor ergibt, bspw. einem Photomischdetektor, auch PMD-Sensor genannt. Der Sensor kann aus den unterschiedlichen Raumrichtungen und damit aus den unterschiedlichen Segmenten eintreffende Echopul- se zuordnen, was die pixel- bzw. segmentweise Auflösung ergibt .

In bevorzugter Ausgestaltung ist als Abstandsmesseinheit eine TOF-Kamera vorgesehen, die nach dem eben beschriebe- nen Prinzip mit einem raumwinkelauflösenden Sensor arbei tet. Der Lichtpuls wird in den gesamten Objektraum emit tiert, und für jeden Bildpunkt wird die Zeit gemessen, die bis zum Eintreffen eines Echopulses vergeht. Zur Il lustration, eine solche Raumwinkelauflösung kann sich bspw. durch die Kombination eines konventionellen Bildsensors, z. B. CCD oder CMOS, und einer vorgelagerten Optik ergeben, welche die Sensorfläche ins Unendliche ab bildet, jedes Pixel in einer jeweilig eigene Raumrich tung. Umgekehrt wird damit ein aus einer jeweiligen Raum- richtung eintreffender Echopuls auf ein jeweilig eigenes Pixel (bzw. eine Pixelgruppe) geführt. Unabhängig davon im Einzelnen können mit einer typischen TOF-Kamera bspw. rund 20 Bilder ( Frames) pro Sekunde aufgenommen werden, was für die vorliegende Anwendungen adäquat sein kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Beleuch tungssystem dazu eingerichtet, das Objekt mithilfe des Markersignals bzw. Signalanteils zu klassifizieren. Sol che Obj ektklassen können bspw. „Mensch" und „Fahrzeug" oder „Tier" sein, wobei selbstverständlich auch eine wei- tergehende Differenzierung möglich ist. So kann z. B. bei den Menschen zwischen Schauspielern und Statisten bzw. Bühnenarbeitern oder auch dem Publikum unterschieden wer den. Die Fahrzeuge können bspw. Landfahrzeuge sein, etwa Kraftfahrzeuge, auch in miniaturisierter Form, oder auch Luftfahrzeuge, wie bspw. Drohnen. Generell können bspw. auch Roboter subsumiert oder auch einer eigenen Klasse zugeordnet werden. Weiterhin kann bspw. zwischen Bühnenausstattung und den eigentlichen Akteuren unterschieden werden, also bspw. zwischen dem Bühnenequipment inkl . Lautsprechern etc. einerseits und den Schauspielern bzw. der Musikgruppe oder anderweitig handelnden Personen (Moderator etc.) andererseits. Der erfindungsgemäße Ansatz der zusätzlichen Markierung kann z. B. insoweit von Vorteil sein, als auch die Bühnenaus stattung selbst zumindest in Teilen beweglich sein kann (z. B. auf Schienen oder frei beweglich, etwa an einer Drohne fliegend) , was die Unterscheidung von den Akteuren anspruchsvoll machen kann.

Generell kann das Markersignal bevorzugt eine Information über das Objekt tragen, bevorzugt kann dann allein anhand dieser die Klassifizierung vorgenommen werden. Auch unab hängig von einer späteren Klassifizierung kann die Objek tinformation dem bevorzugten Funksignal aufmoduliert sein, etwa über die Trägerfrequenz oder im bevorzugten UWB-Betrieb, in welchem Einzelpulse erzeugt werden, über eine Pulsphasenmodulation oder eine Veränderung der Pola rität bzw. Amplitude der Pulse.

Ein aus dem Abstandsbild und dem Markersignal gewonnener Datensatz kann selbstverständlich auch um weitere Ein gangsdaten ergänzt werden, es kann bspw. auch eine akus tische Erfassung geben, z. B. von Rhythmen und/oder auch Lied- bzw. Textinhalten . Ebenso ist denkbar, dass bspw. mit einer zusätzlichen Kamera oder einem Scanner speziell Gesichter bzw. geometrische Daten erfasst werden. Auch unabhängig davon im Einzelnen kann der gewonnene Daten satz dann mit unterschiedlichen Datenbanken abgeglichen werden, kann also bspw. zu jeder Objektklasse eine Liste bzw. ein Parametersatz hinterlegt sein. Mit entsprechen den Datenspeichern kann die Steuereinheit direkt oder auch über ein Netzwerk bzw. eine Cloud-Anbindung verbun den sein. Dies gilt selbstverständlich auch für Datenban ken mit Details zu der Beleuchtungseinheit (Lichtsteue- rungs-Datenbank, Leuchten-Datenbank, Leuchtmittel- Datenbank etc.).

Weitere Eingangsgrößen können sich bspw. aus Steuerungs systemen von Seilwinden, Flugwerken, Bühnenmaschinerie, sowohl Ober- als auch Untermaschinerie, Drehgebern, Line argebern, Lichtschranken und/oder Endschaltern ergeben. Ebenso ist denkbar, dass über ein Smartphone zusätzliche Einflussgrößen erfasst werden, bspw. über Schrittzahlen, Bewegungsrichtung, Position und/oder Orientierung (Gyro skop-Information) , auch benutzerbezogene Daten können eingehen, bspw. die Pulszahl etc.

Für die Auswertung des Abstandsbildes kann auf an sich bekannte Verfahren zurückgegriffen werden. Es kann bspw. durch morphologisches Filtern eine geometrische Struktur analysiert werden (was die Grundlage einer Bilderkennung sein kann) , und es lassen sich auch eine Schwellwertana lyse, Bild-Segmentierung, Kanten-Detektion und/oder Farb- Analyse auf das Abstandsbild anwenden. Mittels eines so genannten Connected-Component Labelling lassen sich ver bundene Objekt- bzw. Datenpunkte finden und gruppieren, was gelegentlich auch als Blob-Detektion bezeichnet wird. Im Prinzip ist auch denkbar, dass das Abstandsbild mit einem weiteren Abstandsbild zusammengefügt wird (als Sti- tching bezeichnet) , welches mit einer weiteren Abstands messeinheit, die ebenfalls an der Beleuchtungseinheit an- geordnet ist, zur Vergrößerung des Erfassungswinkels auf genommen wird. Bevorzugt ist an der Beleuchtungseinheit jedoch genau eine Abstandsmesseinheit vorgesehen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines vorstehend beschriebenen Beleuchtungssystems, wobei das Objekt mit der Marker-Emittereinheit ausgestattet wird, vorzugsweise mit einem vorstehend beschriebenen Zweiwegsystem (Marker-Gerät) . Dieses emittiert dann im Betrieb das Markersignal, das mit der Marker- Empfängereinheit, die bevorzugt ebenfalls Teil eines Mar ker-Geräts ist, erfasst wird. Die Marker-Empfängereinheit kann bspw. am Rand der Bühne angeordnet sein, bevorzugt gemeinsam mit einer oder mehreren weiteren Marker- Empfängereinheit (en) . Zugleich wird mit der Abstandsmess- einheit das Abstandsbild des Objektraums aufgenommen, an hand davon wird das Objekt im Objektraum lokalisiert, je denfalls in einem Bereich davon. Das Markersignal bzw. der/die erfassten Signalanteile werden dabei für eine In dividualisierung des Objekts genutzt. Bevorzugt kann das Objekt auch anhand des Markersignals lokalisiert werden, was die Genauigkeit erhöhen kann.

Im Einzelnen wird dann im Betrieb idealerweise nicht nur ein Abstandsbild aufgenommen, sondern werden im Zeitver lauf eine Vielzahl Abstandsbilder nacheinander aufgenom- men, bspw. mindestens 5 bzw. 10 Abstandsbilder pro Sekun de (technisch bedingt können Obergrenzen bspw. bei höchs tens 50, 40 bzw. 30 Abstandsbildern pro Sekunde liegen) .

Wird bevorzugt eine TOF-Kamera verwendet, emittiert diese zur Aufnahme eines jeweiligen Abstandsbildes in der Regel nicht nur einen einzigen Puls, sondern ein Pulspaket, al so mehrere Einzelpulse nacheinander. Daraus resultiert eine entsprechende Mehrzahl Echopulse, und es kann bspw. durch Mittelung das Signal-/Rauschverhältnis verbessert werden .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird mit der Ab- Standsmesseinheit vorab ein Referenz-Abstandsbild des Ob jektraums aufgenommen. Die Abstandsmesseinheit befindet sich hierbei bereits in ihrer Position relativ zu z. B. der Bühne, und das Referenz-Abstandsbild wird dann im Zu ge eines Einrichtens bzw. Einmessens aufgenommen. Dabei befindet sich das später zu beleuchtende Objekt noch nicht im Objektraum, andere Gegenstände wie Bühnene quipment etc. sind jedoch idealerweise bereits an ihren Positionen angeordnet. Wird später im Betrieb das Ab standsbild des Objektraums mit dem darin befindlichen Ob- jekt aufgenommen, kann das Referenz-Abstandsbild für eine Differenzbetrachtung genutzt werden. Damit lassen sich jene Pixel bzw. Voxel herausrechnen, die einen statischen Hintergrund bilden und in der Bildauswertung entsprechend nicht weiter berücksichtigt werden müssen. Dies kann den Rechenaufwand reduzieren und Reaktionszeiten verkürzen helfen .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden im Betrieb, also während der Beleuchtung, wenn sich das Objekt in dem Objektraum befindet, nacheinander eine Mehrzahl Abstands- bilder aufgenommen (siehe vorne) . Im Zuge einer Diffe renzbetrachtung werden dann diese Abstandsbilder in ein Verhältnis zueinander gesetzt, und es lassen sich bspw. Bewegungstraj ektorien gewinnen. Bewegt sich das Objekt z. B. durch den Objektraum und wird es dabei mit einem Lichtkegel verfolgt, kann anhand der Bewegungstraj ektori en eine Vorausberechnung erfolgen. Aus den vorherigen Ab- standsbildern wird also ein Zukunftsvektor erstellt, was auch als Prediction-Modelling bezeichnet werden kann. Da mit lässt sich in einem Bereich von z. B. bis zu 200 ms _V orhersagen, wo sich das Objekt befinden wird und kann die Steuerung der Beleuchtungseinheit entsprechend in die Zukunft hinein angepasst bzw. vorbereitet werden.

Die Differenzbetrachtungen können bspw. auch dahingehend genutzt werden, dass Pixel bzw. Voxel, die aktuell in Be wegung sind, anders gewichtet werden als für einen länge- ren Zeitraum ruhende Pixel/Voxel. Es kann also nicht nur ein statischer Hintergrund abgezogen werden (Referenz- Abstandsbild, siehe vorne) , sondern es kann auch eine dy namische Anpassung wichtig/weniger wichtig geben. Längere Zeit unbewegte Pixel/Voxel werden dann z. B. nicht mehr in derselben Genauigkeit wie die bewegten Pixel/Voxel ausgewertet. Sie können in darauffolgenden Abstandsbil dern auch herausgerechnet werden.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines vorlie gend beschriebenen Beleuchtungssystems zur Beleuchtung einer Darbietungsfläche. Hierbei kann es sich insbesonde re um eine Bühne, etwa eine Konzert- bzw. Showbühne, ins besondere Arena, handeln, selbstverständlich aber auch um Theaterbühne oder dergleichen. Die Darbietung kann z. B. auch auf einer Messe erfolgen, es ist also insbesondere eine Beleuchtung von Messeflächen und dergleichen mög lich. Auch im Film- bzw. Fernsehbereich sind Anwendungen denkbar, ebenso zur Beleuchtung von Tanzflächen, auch in Discotheken .

In der Anwendung können auch eine Mehrzahl Beleuchtungs- einheiten, die jeweils mit einer dazu ortsfesten Ab- Standsmesseinheit ausgestattet sind, kombiniert werden. Sie können die Darbietungsfläche bspw. von unterschiedli chen, aber auch von derselben Seite aus beleuchten. Je nach Anordnung im Einzelnen kann die Zahl der Beleuch tungseinheiten mit Abstandsmesseinheiten (insbesondere TOF-Kameras) beliebig erhöht werden, insbesondere wenn die Objekträume nicht oder nur teilweise überlappen. An dererseits kann aber auch eine Begrenzung nach oben von Interesse sein, bspw. um einer unerwünschten Wechselwir kung der einzelnen TOF-Messungen vorzubeugen. So können bspw. nicht mehr als 10, 8 bzw. 6 erfindungsgemäß ausge stattete Beleuchtungseinheiten bzw. -Systeme an derselben Darbietungsfläche kombiniert werden.

In einem Verbund von Beleuchtungseinheiten können dann die von einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem bzw. der zugeordneten Steuereinheit ermittelten Obj ektinforma- tionen bzw. Obj ektkoordinaten zur Steuerung weiterer Be leuchtungseinheiten verwendet werden, bspw. um ein ge meinsames Objekt zu beleuchten.

Gibt es mehrere Objekte, die unterschiedlich beleuchtet werden sollen, werden diese bevorzugt jeweils mit einer eigenen Marker-Emittereinheit (insbesondere einen jewei ligen Marker-Gerät) ausgestattet, wobei dem jeweiligen Markersignal vorzugsweise eine jeweilig eigene Objektin formation aufmoduliert ist. Trotz der zusätzlichen Mar kierung mittels Marker-Emittereinheit kann auch eine Be grenzung der Anzahl an unterschiedlichen bzw. zu unter scheidenden Objekten von Vorteil sein. In der Anwendung können bspw. höchstens 10, 8 bzw. 6 Objekte zu unter scheiden und unterschiedlich zu beleuchten sein. Relativ zu der Darbietungsfläche kann die Beleuchtungs einheit samt Abstandsmesseinheit ortsfest vorgesehen sein, bspw. an einem ortsfesten Ständer oder Träger mon tiert. Es ist aber andererseits auch eine relativ zur Darbietungsfläche versetzbar, insbesondere verschiebbar, gelagerte Beleuchtungseinheit denkbar. Da die Abstands messeinheit relativ zur Beleuchtungseinheit bzw. deren Sockel ortsfest ist, wird, wenn diese Einheit insgesamt versetzt wird, die vorstehend diskutierte Korrelation zwischen den Bezugs- bzw. Koordinatensystemen nicht auf gehoben. Die Beleuchtungseinheit kann samt Abstandsmess einheit bspw. auf einer Schiene verschiebbar sein, es ist aber bspw. auch eine Anordnung an einem Roboterarm denk bar .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiel näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kom bination erfindungswesentlich sein können und auch wei terhin nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.

Im Einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Anwendung eines erfindungsgemäßen Beleuch tungssystems in einer Aufsicht, von oben auf ei ne Bühne blickend; Fig. 2 eine Beleuchtungseinheit des Beleuchtungssystems gemäß Fig. 1 in einer Detailansicht; Fig. 3 wiederum in einer Aufsicht auf eine Bühne bli ckend in schematischer Darstellung ein Marker- System als Teil des Beleuchtungssystems gemäß Fig. 1; Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Illustration der Vorgänge bei Erfassung und Beleuchtung eines Objekts mit dem Beleuchtungssystem gemäß Fig. 1.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem 1 in schematischer Darstellung, zur Illustration in einer Anwendung. Diese betrifft die Beleuchtung eines Objekts 2, etwa eines Schauspielers oder Moderators auf einer Bühne (siehe unten im Detail) . Dazu weist das Beleuch tungssystem zunächst eine Beleuchtungseinheit 3 auf. Die se ist aus einem Sockel 3a und einem daran bewegbar gela- gerten Leuchtenkopf 3b aufgebaut, bezüglich weiterer De tails siehe Fig. 2. In dem Leuchtenkopf 3b ist ein Leuchtmittel angeordnet, bspw. LED-basiert, in der Regel in Verbindung mit einer Optik. Im Betrieb kann mit dem Leuchtenkopf 3b jedenfalls entlang eines Strahls 4a ein Lichtkegel 4 mit dem Beleuchtungslicht 4b emittiert wer den. Aufgrund der bewegbaren Lagerung des Leuchtenkopfs 3b kann der Lichtkegel 4 über die Darbietungsfläche be wegt werden.

Das Beleuchtungssystem 1 weist ferner eine Abstandsmess- einheit 5 auf, vorliegend eine TOF-Kamera. Mit dieser kann von einem Objektraum 8 ein Abstandsbild aufgenommen werden, es ist dann eine Lokalisierung des Objekts 2 an hand des Abstandsbildes möglich. Damit kann der Lichtke gel 4 über eine entsprechende Ansteuerung der Beleuch- tungseinheit 3 automatisiert auf das Objekt 2 gerichtet werden bzw. diesem folgen, wenn es sich bewegt. Dazu wird das Abstandsbild ausgewertet, vgl. auch Fig. 4 und die detaillierten Angaben in der Beschreibungseinleitung. Die Abstandsmesseinheit 5 ist am Sockel 3a der Beleuch tungseinheit 3 befestigt. Dies ist insoweit von Vorteil, als die TOF-Kamera von derselben Stelle aus auf die Dar bietungsfläche bzw. Bühne blickt, von welcher aus auch beleuchtet wird. Vereinfacht ausgedrückt sind Abstands- mess- und Beleuchtungseinheit 5, 3 also im selben Bezugs system angeordnet, womit die Detektion des Objekts 2 im Abstandsbild unmittelbar in eine Ansteuerung der Beleuch tungseinheit 3 (insbesondere Pan/Tilt-Koordinaten) umge setzt werden kann. Das Beleuchtungssystem 1 weist ferner ein Marker-System 6 auf, wobei vorliegend ein erstes Marker-Gerät 6a und ein zweites Marker-Gerät 6b gezeigt sind. Ersteres ist am So ckel 3a der Beleuchtungseinheit 3 angeordnet, Letzteres trägt der Schauspieler. Jedes der Marker-Geräte 6a, b weist eine Emittereinheit 6aa,ba und eine Empfängerein heit 6ab,bb auf. Im Betrieb emittiert die dem Schauspie ler, also dem Objekt 2 zugeordnete Marker-Emittereinheit 6ba ein Markersignal 7 (ein UWB-Signal) . Dieses bzw. ein Signalanteil davon wird mit der dem Sockel 3a der Be- leuchtungseinheit 3 zugeordneten Marker-Empfängereinheit 6ab erfasst. Das Markersignal 7 kann bspw. eine Informa tion über das Objekt 2 tragen, anhand welcher dieses in dividualisiert bzw. die Beleuchtung eingestellt werden kann (z. B. „zu beleuchtendes Objekt: ja/nein" bzw. auch „Art der Beleuchtung: Farbe etc.") . Bezüglich weiterer Möglichkeiten wird auch auf Fig. 3 verwiesen. Der symmetrische Aufbau der Marker-Geräte 6a, b kann bspw. in einer Einmessphase von Vorteil sein, wenn also das Be leuchtungssystem 1 an der Bühne installiert wird. Es wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen. Fig. 2 zeigt nun zunächst die Beleuchtungseinheit 3 wei ter im Detail, und zwar in einer Seitenansicht. Die Be leuchtungseinheit 3 ist als kopfbewegter Scheinwerfer ausgeführt, der Leuchtenkopf 3b ist über einen Arm 3c am Sockel 3a gelagert. Relativ zu dem Sockel 3a ist der Arm 3c in einer Drehebene 30a drehbar, die in der vorliegen den Darstellung und auch in der Anwendung horizontal liegt (Pan) . Der Leuchtenkopf 3b ist in einer Drehebene 30b drehbar an dem Arm 3c gelagert. Die Drehebene 30b liegt vorliegend und in der Anwendung vertikal ( Tilt) . Mit dem entsprechend gelagerten Leuchtenkopf 3b kann der Lichtkegel 4 über die Darbietungsfläche bzw. Bühne bewegt und kann insbesondere das Objekt 2 verfolgt werden.

Fig. 3 zeigt eine Bühne 35 in schematischer Darstellung, und zwar von oben auf die Darbietungsfläche 35a blickend. Die Ansicht entspricht also jener gemäß Fig. 1, im Unter schied dazu ist vorliegend die Beleuchtungseinheit 3 nicht mehr im Einzelnen dargestellt. Stattdessen illus triert die Figur insbesondere das Marker-System 6 weiter im Detail. Am Rand der Bühne 35 ist nicht nur das Marker- Gerät 6a, sondern sind zwei weitere Marker-Geräte 6c, d angeordnet. Es gibt somit zwei weitere Marker- Empfängereinheiten 6cb,db.

Jede der Marker-Empfängereinheiten 6ab,cb,db empfängt ei nen jeweiligen Signalanteil 7a,c,d des Markersignals 7. In Kenntnis der Ausgangsleistung wird dabei über die je- weilig erfasste Signalintensität aus dem Leistungsabfall ein jeweiliger Abstandswert errechnet. Jede Marker- Empfängereinheit 6ab,cb,db für sich ergibt damit jeweils einen Kreis 36a, c,d auf dem sich das Objekt 2 befinden kann. Da mehrere, von unterschiedlichen Stellen aus auf genommene Messwerte vorliegen, lässt sich das Objekt 2 damit lokalisieren, nämlich am Schnittpunkt der Kreise 36a, c,d. Die Marker-Empfängereinheiten 6ab,cb,db sind je weils Teil eines bidirektionalen Marker-Geräts 6a,c,d. Im Zuge einer Einrichtung bzw. eines Einmessen können so bspw. die Relativabstände untereinander ermittelt werden. Die Lokalisierung des Objekts 2 ist dann mittels einer Triangulation möglich.

Fig. 4 illustriert in einem Ablaufdiagramm die Vorgänge in einer Steuereinheit 40 des Beleuchtungssystems 1. Die Steuereinheit 40 hat einen oder mehrere Eingänge 40a für das bzw. die Abstandsbilder und die Messergebnisse der Marker-Empfängereinheiten 6ab,cb,db, sowie ferner einen oder mehrere Ausgänge 40b zur Ausgabe von Befehlen an die Beleuchtungseinheit 30 (entweder direkt an diese oder an ein Steuergerät davon) . Eine Eingangsgröße ist nun einer seits das Abstandsbild 41, wobei im Zeitverlauf eine Vielzahl Abstandsbilder des Objektraums 3 aufgenommen werden, bspw. mit einer Wiederholrate von 20 Hz. Im Einzelnen kann die TOF-Kamera bspw. mit einer Pulsdau er von 41 ns und Pulspausen derselben Dauer in den Ob jektraum emittieren, wobei zur Aufnahme eines jeweiligen Abstandsbildes ein Pulspaket mit bspw. 40000 Pulsen zu grunde gelegt werden kann. Dessen Dauer liegt dann bei 3,5 ms, was ein Messzeitfenster für Phasenbilder vorgibt.

Ein Pulsrahmen kann dann aus vier Pulspaketen im Abstand von 1,6 ms entsprechen, was für den Pulsrahmen eine Dauer von 20,4 ms ergibt. Dies ist das Messzeitfenster für die 3D-Bilder .

Generell können die Puls- und/oder Pausendauern bzw. auch die Zahl der Pulse je Paket kameraintern voreingestellt sein. Es ist aber andererseits auch eine bedarfs- und an wendungsbezogene Parametrisierung möglich, bspw. bei oder vor dem Hochfahren des Beleuchtungssystems. Es kann sogar auch eine Anpassung im laufenden Betrieb möglich sein. Eine gewisse Variabilität kann bspw. in einer Anwendung mit mehreren TOF-Kameras von Interesse sein, um Artefak ten aufgrund einer gegenseitigen Beeinflussung vorzubeu gen .

Wie Fig. 4 zeigt, wird das Abstandsbild dann einer Bild verarbeitung 42 unterzogen. Diese kann im Falle der TOF- Kamera insbesondere in Kombination mit dem 2D-Kamerabild erfolgen; aus dem 3D-Entfernungsbild werden Zielpunkte, auch Blobs genannt, im Objektraum 6 erkannt. Als Ergebnis liegen dann bezogen auf einen Koordinatenraum 43 Informa tionen vor, an welcher bzw. welchen Stellen sich gegebe nenfalls beleuchtungsseitig interessante Objekte befin den. Hierbei ist zu beachten, dass die Darstellungen ge mäß den Fig. 1 und 3 schematischer Natur sind und sich in der Praxis vielfach eine größere Anzahl an Akteuren auf der Bühne 35 befinden wird. Dabei kann es insbesondere auch zu Situationen kommen, in denen einige der Akteure aus Sicht der TOF-Kamera hintereinander stehen, sodass die Akteure anhand des Abstandsbildes 41 nicht mehr ein deutig in dem resultierenden Koordinatensystem 43 veror- tet werden können. Andererseits kann es auch Situationen geben, in denen die Entscheidung über das anzuwendende Beleuchtungsprofil auch dann eine Herausforderung dar stellen kann, wenn sich nur ein einziger Akteur auf der Bühne befindet (z. B. im zeitlichen Wechsel mit anderen Akteuren, die anhand des Abstandsbildes 41 nicht diffe- renziert werden können) .

Als weitere Eingangsgrößen werden deshalb die mit den Marker-Empfängereinheiten 6ab,cb,db erfassten Signalan teile 7a,c,d zugrunde gelegt, wobei im Zuge einer Auswer tung 45 eine Obj ektinformation 46 erhalten wird. Diese kann eine mittels Triangulation bestimmte Position des Objekts auf der Darbietungsfläche 35a und/oder eine In formation über die Objektklasse beinhalten. Es können al so auch unabhängig von der Ortung gemäß Fig. 3 unter schiedliche Objekte bspw. mit einer jeweilig eigenen Ob- j ektinformation codiert und so für die Steuereinheit 40 erkennbar gemacht sein.

Nach einer Korrelation 47 zwischen Ergebnis der Bildaus wertung einerseits und Auswertung der Obj ektinformation andererseits kann dann das eigentliche Beleuchtungsschema 48 erstellt werden. Aus der Lokalisierung im Koordinaten system 43 können dann bspw. Pan/Tilt-Werte für die An steuerung der Beleuchtungseinheit 3 erzeugt werden, was noch innerhalb der Steuereinheit 40 oder auch bereits im Steuergerät der Beleuchtungseinheit 3 erfolgen kann. Im Einzelnen können für die Beleuchtung dann sogenannte Light Codes programmiert und/oder gespeichert sein. Diese können fest vorgegeben sein, z. B. „Folge dem Objekt"/ „Beleuchte nach 10 Sekunden mit einer anderen Farbe" etc., es ist aber auch eine Adaption im Betrieb denkbar (z. B. durch bestimmte Bewegungen des Objekts ausgelöst, etwa ein Springen) . Mögliche Steuerungsfunktionen der Be leuchtungseinheit 3 können z. B. Pan, Tilt, Dimmer, Fo kus, Zoom, Frost, Farbe, relative Iris, relativer Fokus und/oder relativer Dimmer sein, auch eine Korrelation mit anderen Effekteinrichtungen und/oder Bühneneinrichtungen (auch Kleidung etc., auch des Publikums) bzw. mit Effek ten auf Videoproj ektions- und LED-Wänden ist denkbar.

BEZUGSZEICHENLISTE

BeleuchtungsSystem 1

Objekts 2

Beleuchtungseinheit 3

Sockel 3a

Leuchtenkopf 3b

Arm 3c

Lichtkegel 4

Strahl 4a

Beleuchtungslicht 4b

Abstandsmesseinheit 5

Marker-Geräte 6a-d

Emittereinheiten 6aa, ba, ca _; da Empfängereinheiten 6ab, bb, cb, db Markersignal 7

Signalanteile 7a, c, d Objektraum

Drehebene (Pan) 30a

Drehebene ( Tilt) 30b

Bühne 35 Darbietungsfläche 35a

Kreise 36a, c,d

Steuereinheit 40

Eingänge 40a Ausgänge 40b

Abstandsbild 41

Bildverarbeitung 42

Koordinatenraum 43

Auswertung (Markersignal) 45 Obj ektinformation 46

Korrelation 47

Beleuchtungsschema 48