Title:
Beleuchtungssystem und Abbildungsvorrichtung
Kind Code:
A1
Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem (1) zur Beleuchtung eines abzubildenden Gegenstands (7) mit einer Beleuchtungskuppel (3) und mit mehreren gleichartigen Raumlichtquellen (8), die an der Beleuchtungskuppel (3) angeordnet sind, sodass ein von der Beleuchtungskuppel (3) umgebener Beleuchtungsraum (6) durch die Raumlichtquellen (8) beleuchtet werden kann. Das Beleuchtungssystem (1) weist mindestens eine an der Beleuchtungskuppel (3) angeordnete Spotlichtquelle (9) auf. Die Spotlichtquelle (9) kann eine größere Lichtintensität ausstrahlen als jede einzelne Raumlichtquelle (8). Auf einer dem Beleuchtungsraum (6) zugewandten Innenseite (11) der Beleuchtungskuppel (3) ist beabstandet zu der Beleuchtungskuppel (3) eine Diffusionsvorrichtung (4) mit einem Diffusionsinnenelement (5) angeordnet. Das Diffusionsinnenelement (5) verdeckt die Raumlichtquellen (8) und die Spotlichtquelle (9) von dem Beleuchtungsraum (6) aus betrachtet vollständig.



Inventors:
Erfinder wird später genannt werden
Application Number:
DE102015114955A
Publication Date:
03/09/2017
Filing Date:
09/07/2015
Assignee:
Cruse Spezialmaschinen GmbH, 53343 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE60038128T2N/A2009-02-12
DE202006018145U1N/A2007-04-05
DE10018949A1N/A2001-01-11
Foreign References:
66727372004-01-06
76599382010-02-09
200602858362006-12-21
Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Katscher Habermann, 64293, Darmstadt, DE
Claims:
1. Beleuchtungssystem (1) zur Beleuchtung eines abzubildenden Gegenstands (7) mit einer Beleuchtungskuppel (3) und mit mehreren gleichartigen Raumlichtquellen (8), die an der Beleuchtungskuppel (3) angeordnet sind, sodass ein von der Beleuchtungskuppel (3) umgebener Beleuchtungsraum (6) durch die Raumlichtquellen (8) beleuchtet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (1) mindestens eine an der Beleuchtungskuppel (3) angeordnete Spotlichtquelle (9) aufweist, wobei die Spotlichtquelle (9) eine größere Lichtintensität ausstrahlen kann als jede einzelne Raumlichtquelle (8), wobei auf einer dem Beleuchtungsraum (6) zugewandten Innenseite (11) der Beleuchtungskuppel (3) beabstandet zu der Beleuchtungskuppel (3) eine Diffusionsvorrichtung (4) mit einem Diffusionsinnenelement (5) angeordnet ist, wobei das Diffusionsinnenelement (5) die Raumlichtquellen (8) und die Spotlichtquelle (9) von dem Beleuchtungsraum (6) aus betrachtet vollständig verdeckt.

2. Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spotlichtquelle (9) eine Bündeloptik (13) aufweist, wobei ein Abstand einer Bildebene der Bündeloptik (13) von dem Diffusionsinnenelement (5) kleiner ist als ein Abstand (10) der Spotlichtquelle (9) von dem Diffusionsinnenelement (5).

3. Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Spotlichtquelle (9) zu dem Diffusionsinnenelement (5) in einem Bereich zwischen der dreifachen und fünffachen Brennweite der Bündeloptik (13) liegt.

4. Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Spotlichtquelle (9) zu dem Diffusionsinnenelement (5) in einem Bereich zwischen der 3,5-fachen und 4,5-fachen Brennweite der Bündeloptik (13) liegt.

5. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildebene beabstandet zu dem Diffusionsinnenelement (5) liegt.

6. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündeloptik (13) eine optische Linse oder ein Linsensysteme mit mindestens einer strukturierten oder beschichteten Oberfläche aufweist.

7. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündeloptik (13) eine Sammellinse (14) ist.

8. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündeloptik (13) motorisch fokussierbar ist.

9. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsvorrichtung (4) eine zwischen den Raumlichtquellen (8) und dem Diffusionsinnenelement (5) angeordnetes Diffusionsaußenelement (15) aufweist.

10. Beleuchtungssystem (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spotlichtquelle (9) mindestens abschnittsweise in einen Zwischenbereich (16) zwischen dem Diffusionsaußenelement (15) und dem Diffusionsinnenelement (5) hineinragt, sodass die Spotlichtquelle (9) lediglich von dem Diffusionsinnenelement (5) verdeckt wird.

11. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungskuppel (3) und die Diffusionsvorrichtung (4) jeweils eine deckungsgleich oder mindestens bereichsweise überlappend angeordnete Ausnehmung (21, 22) aufweisen, durch die ein Kamerasystem (20) den innerhalb des Beleuchtungsraums (6) angeordneten Gegenstand (7) aufnehmen kann.

12. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungskuppel (3) aus Metall hergestellt ist.

13. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumlichtquellen (8) und die Spotlichtquelle (9) auf die Beleuchtungskuppel (3) aufgeklebt sind.

14. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumlichtquellen (8) und/oder die Spotlichtquelle (9) jeweils aus mindestens einer Leuchtdiode oder mindestens einer organischen Leuchtdiode bestehen.

15. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffusionsinnenelement (5) und/oder das Diffusionsaußenelement (15) aus diffus streuendem Acrylglas hergestellt sind.

16. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungskuppel (3) als verlängerte Quadratkuppel ausgestaltet ist.

17. Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (1) ein durchleuchtbares oder leuchtendes Bodenelement (2) aufweist.

18. Abbildungsvorrichtung (17) mit einem Beleuchtungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 und mit einem optischen Erfassungssystem (20) zur Aufnahme eines innerhalb des Beleuchtungsraums (6) angeordneten Gegenstands (7).

19. Abbildungsvorrichtung (17) gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Erfassungssystem (20) relativ verlagerbar zu dem Beleuchtungssystem (1) angeordnet ist.

20. Abbildungsvorrichtung (17) gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Erfassungssystem (20) 2D- und/oder 3D-Aufnahmen erzeugen kann.

21. Abbildungsvorrichtung (17) gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem optischen Erfassungssystem (20) 3D-Aufnahmeverfahren wie beispielsweise photometic stereo, shape-from-shading oder stereomatching durchgeführt werden können.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines abzubildenden Gegenstands mit einer Beleuchtungskuppel und mit mehreren gleichartigen Raumlichtquellen, die an der Beleuchtungskuppel angeordnet sind, sodass ein von der Beleuchtungskuppel umgebener Beleuchtungsraum durch die Raumlichtquellen beleuchtet werden kann.

Aus der Produktfotografie sind im Wesentlichen zwei Beleuchtungskonzepte zur Ausleuchtung des abzubildenden Gegenstands bekannt. Häufig werden in diesem Bereich sogenannte Lichtzelte eingesetzt bei dem der Beleuchtungsraum durch flexible Stellwände begrenzt wird, wobei die Stellwände aus einem diffus streuenden Material bestehen, sodass bei einer Beleuchtung der Stellwände mit herkömmlichen Fotostudioleuchten eine gleichmäßige, weiche Ausleuchtung des innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstands erreicht wird und unerwünschter Schattenwurf vermieden wird. Zudem wird durch die aus dem Stand der Technik bekannten Lichtzelte erreicht, dass keine störenden Spiegelungen der Umgebung sowie der Leuchten selbst auf dem Gegenstand entstehen.

Zudem sind aus dem Stand der Technik Dombeleuchtungskonzepte bekannt, bei denen eine Vielzahl gleichartiger Raumlichtquellen – üblicherweise LED-Spots – gleichmäßig an einer kuppelförmigen Konstruktion angeordnet sind und den in dem von der Kuppel umgebenen Beleuchtungsraum angeordneten Gegenstand aus nahezu beliebigen Richtungen beleuchten können. Zu diesem Zweck sind die Raumlichtquellen üblicherweise einzeln ansteuerbar. Bei der Verwendung eines solchen Dombeleuchtungskonzepts ist insbesondere nachteilig, dass durch die Raumlichtquelle unerwünschte Spiegelungen, Schatten und Reflexe auf dem beleuchteten Gegenstand erzeugt werden.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungskonzepten ist es grundsätzlich nicht möglich, eine gerichtete, kontrastreiche Beleuchtung zu ermöglichen und gleichzeitig unerwünschten Schattenwurf, Lichtreflexe auf dem abzubildenden Gegenstand sowie Reflektionen der Umgebung auf dem Gegenstand zu vermeiden.

Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen, die aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssysteme mit einer Vielzahl gleichartiger an einer Beleuchtungskuppel angeordneter Raumlichtquellen so weiterzuentwickeln, dass durch das Beleuchtungssystem eine weiche, diffuse Ausleuchtung des gesamten Beleuchtungsraums ermöglicht wird und gleichzeitig eine direkte, kontrastverstärkende Beleuchtung des abzubildenden Gegenstands ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Beleuchtungssystem mindestens eine an der Beleuchtungskuppel angeordnete Spotlichtquelle aufweist, wobei die Spotlichtquelle eine größere Lichtintensität ausstrahlen kann als jede einzelne Raumlichtquelle, wobei auf einer der Beleuchtungsraum zugewandten Innenseite der Beleuchtungskuppel beabstandet zu der Beleuchtungskuppel eine Diffusionsvorrichtung mit einem Diffusionsinnenelement angeordnet ist, wobei das Diffusionsinnenelement die Raumlichtquellen und die Spotlichtquelle von dem Beleuchtungsraum aus betrachtet vollständig verdeckt. Auf diese Weise wird durch die Raumlichtquellen und das Diffusionsinnenelement eine diffuse Ausleuchtung des gesamten Beleuchtungsraums erreicht, während durch die Spotlichtquelle eine quasi direkte Beleuchtung des Gegenstands durch das Diffusionsinnenelement ermöglicht wird. Zu diesem Zweck kann die Spotlichtquelle so angesteuert und betrieben werden, dass die Spotlichtquelle eine deutlich größere Lichtintensität ausstrahlt als die einzelnen Raumlichtquellen, sodass durch die Spotlichtquelle auf dem Diffusionsinnenelement von dem innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstand aus betrachtet eine nahezu punktförmige, jedoch diffus streuende Lichtquelle erzeugt wird.

Um die Streuung des von der Spotlichtquelle durch das Diffusionsinnenelement gestrahlten Lichts weiter zu verringern und dadurch die kontrastverstärkende Beleuchtung durch die Spotlichtquelle weiter zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spotlichtquelle in einem deutlich geringeren Abstand zu dem Diffusionsinnenelement an der Beleuchtungskuppel angeordnet ist als die Raumlichtquellen. Erfindungsgemäß kann der Abstand der Spotlichtquelle von dem Diffusionsinnenelement mindestens fünfmal kleiner sein als der Abstand der Raumlichtquellen zu dem Diffusionsinnenelement.

Erfindungsgemäß kann das Diffusionsinnenelement aus verschiedenen Materialien hergestellt sein und eine Dicke von weniger als einem Millimeter bis hin zu einigen Zentimetern aufweisen. Als Diffusionsinnenelement kann beispielsweise eine mit einer Diffusorfolie bespannte Rahmenkonstruktion sein, wobei handelsübliche und gebräuchliche Diffusorfolien oftmals eine Dicke zwischen 0,15 mm und 0,3 mm aufweisen. Die Abmessungen der Rahmenkonstruktion werden dabei für die Dicke des Diffusionsinnenelements nicht berücksichtigt. Das Diffusionsinnenelement kann beispielsweise auch aus opakem, satinierten oder beschichteten Glas oder transparentem Kunststoff bestehen und eine Dicke im Bereich von einem Millimeter bis hin zu mehreren Millimetern aufweisen. In einzelnen Fällen kann das Diffusionsinnenelement auch eine Dicke von mehr als 10 Millimetern aufweisen.

Die hier und im Folgenden auf das Diffusionsinnenelement bezogenen Abstandsangaben beziehen sich auf einen mittleren Bereich des Diffusionsinnenelements, der in Richtung auf die Innenseite des Diffusionsinnenelements und eine der Innenseite gegenüberliegende Außenseite des Diffusionsinnenelements den gleichen Abstand aufweist. Zudem werden die angegebenen Abstände jeweils in einer Hauptausstrahlrichtung der verschiedenen Lichtquellen angegeben, in die die einzelnen Lichtquellen jeweils ausgerichtet sind und die jeweils eine Hauptachse des von den jeweiligen Lichtquellen ausgestrahlten Lichts darstellt. Die Abstände beziehen sich dabei immer auf den Teil der Lichtquellen, die den geringsten Abstand zu dem Diffusionsinnenelement aufweisen, wobei die die Lichtquelle umgebenden Gehäuseteile, Befestigungsmittel und dergleichen unberücksichtigt bleiben.

Zur Vermeidung einer ungleichmäßigen Ausleuchtung des Beleuchtungsraums durch eine beispielsweise von einem Gehäuse der Spotlichtquelle hervorgerufene bereichsweise Verschattung des Diffusionsinnenelements gegenüber den Raumlichtquellen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spotlichtquelle eine Bündeloptik aufweist, wobei ein Abstand einer Bildebene der Bündeloptik von dem Diffusionsinnenelement kleiner ist als ein Abstand der Spotlichtquelle von dem Diffusionsinnenelement. Dabei ist die Bildebene diejenige Ebene, in der mit der Bündeloptik eine fokussierte Abbildung der Lichtquelle der Spotlichtquelle erzeugt wird. Der Abstand der Spotlichtquelle zu dem Diffusionsinnenelement entspricht üblicherweise dem Abstand der Bündeloptik zu dem Diffusionsinnenelement, da die Bündeloptik den geringsten Abstand zu dem Diffusionsinnenlement aufweist. Mit der Bündeloptik wird ein Abbild der Lichtquelle der Spotlichtquelle in eine im Abstand zu der Bündeloptik und damit im Abstand zu der Spotlichtquelle befindliche Bildebene projiziert, so dass scheinbar von dort aus die Beleuchtung des Beleuchtungsraums erfolgt. Auf diese Weise kann die Spotlichtquelle in einem größeren Abstand zu dem Diffusionsinnenelement angeordnet werden, sodass eine Verschattung des Diffusionsinnenelements und eine dadurch hervorgerufene ungleichmäßige, von den Raumlichtquellen erzeugte Ausleuchtung des gesamten Beleuchtungsraums vermieden wird. Zudem kann durch die Verwendung einer geeigneten Bündeloptik eine weitere Verstärkung der durch die Spotlichtquelle erzeugten kontrastverstärkenden Beleuchtung ermöglicht werden, da das von der Spotlichtquelle bereitgestellte Licht durch die Bündeloptik auf einen sehr kleinen Flächenbereich im Bereich des Diffusionsinnenelements konzentriert werden kann.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Abstand der Spotlichtquelle zu dem Diffusionsinnenelement in einem Bereich zwischen der dreifachen und fünffachen Brennweite der Bündeloptik, vorzugsweise zwischen der 3,5-fachen und 4,5-fachen Brennweite liegt. Der Abstand der Spotlichtquelle zu dem Diffusionsinnenelement kann auch außerhalb der vorangehend genannten Bereiche liegen und deutlich kleiner oder erheblich größer als die vierfache Brennweite der Bündeloptik sein.

Um störende Lichtreflexe auf dem abzubildenden Gegenstand durch die Spotlichtquelle zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bildebene beabstandet zu dem Diffusionsinnenelement liegt. Sofern die Bündeloptik so ausgestaltet werden würde, dass die Bildebene auf beziehungsweise innerhalb des Diffusionsinnenelements liegt, würde auf der Innenseite des Diffusionsinnenelements eine scharfe und damit kontrastscharfe Ränder aufweisende Abbildung der Lichtquelle erzeugt werden, die unerwünschte Reflexe auf dem Gegenstand erzeugen könnte. Dadurch, dass die Bildebene der Bündeloptik so gewählt wird, dass die scharfe Abbildung in einem Bereich vor dem Diffusionsinnenelement beziehungsweise in einem Bereich hinter dem Diffusionsinnenelement von dem Beleuchtungsraum aus gesehen liegt, wird auf, bzw. in dem Diffusionselement lediglich eine unscharfe und weniger kostrastreich begrenzte Abbildung der Lichtquelle der Spotlichtquelle erzeugt. Auf diese Weise wird das von der Spotlichtquelle bereitgestellte Licht durch das Diffusionsinnenelement ausreichend stark gestreut und von der Bündeloptik gleichzeitig ausreichend konzentriert, um eine kontrastreiche Beleuchtung ohne störende Lichtreflexe auf dem Gegenstand zu ermöglichen.

Es ist ebenfalls möglich, stattdessen oder zusätzlich für die Bündeloptik eine optische Linse oder ein Linsensysteme mit mindestens einer strukturierten oder beschichteten Oberfläche zu verwenden, so dass die Bündeloptik auch in der Bildebene der Bündeloptik nur eine unscharfe bzw. verschwommene Abbildung der Lichtquelle der Spotlichtquelle erzeugt.

Um einen möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bündeloptik eine Sammellinse ist. Sammellinsen können kostengünstig und einfach hergestellt werden und sind weithin verfügbar.

Um die Flexibilität beim Einsatz des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems zu erhöhen und die kontrastverstärkende Wirkung der Spotlichtquelle variieren zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bündeloptik motorisch fokussierbar ist. Auf diese Weise kann die Lage der Bildebene in Bezug auf das Diffusionsinnenelement in einem Bereich um das Diffusionsinnenelement vorgegeben werden.

Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die von der Spotlichtquelle ausgestrahlte Lichtintensität vorgegeben werden kann, sodass die kontrastverstärkende Wirkung der Spotlichtquelle weiter variiert und die Spotlichtquelle zudem als reine Raumlichtquelle verwendet werden kann.

Um eine noch gleichmäßigere Ausleuchtung des Beleuchtungsraums durch die Raumlichtquellen zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Diffusionsvorrichtung ein zwischen den Raumlichtquellen und dem Diffusionsinnenelement angeordnetes Diffusionsaußenelement aufweist. Das Diffusionsaußenelement kann eine vergleichbare Diffusionswirkung wie das Diffusionsinnenelement aufweisen. Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Diffusionsaußenelement eine stärkere oder schwächere Diffusionswirkung als das Diffusionsinnenelement aufweist.

Um die kontrastverstärkende Beleuchtung durch die Spotlichtquelle durch das Diffusionsaußenelement nicht zu beeinflussen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spotlichtquelle mindestens abschnittsweise in einen Zwischenbereich zwischen dem Diffusionsaußenelement und dem Diffusionsinnenelement hineinragt, sodass die Spotlichtquelle lediglich von dem Diffusionsinnenelement verdeckt wird. Durch geeignete Auswahl der Diffusionswirkung des Diffusionsaußenelements und des Diffusionsinnenelements kann auf diese Weise eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Beleuchtungsraums und gleichzeitig eine gerichtete, kontrastverstärkende und dennoch reflexarme direkte Beleuchtung des innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstands durch die Spotlichtquelle erreicht werden.

Um den innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstand durch die Beleuchtungskuppel mit Hilfe eines geeigneten optischen Erfassungssystems wie beispielsweise einer geeigneten Kameraanordnung abbilden zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Beleuchtungskuppel und die Diffusionsvorrichtung jeweils eine deckungsgleich oder bereichsweise überlappend angeordnete Ausnehmung aufweisen, durch die ein optisches Erfassungssystem einen innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstand erfassen und aufnehmen kann. Die Ausnehmungen in der Beleuchtungskuppel und in der Diffusionsvorrichtung können beispielsweise schlitzförmig, kreisförmig oder elliptisch ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann das Erfassungssystem bei einer schlitzförmigen Ausnehmung an dem dadurch gebildeten Schlitz entlang geführt werden, um den Gegenstand aus verschiedenen Winkeln und Perspektiven aufnehmen zu können.

Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Beleuchtungssystem ein drehbar gelagertes Bodenelement aufweist, auf dem der Gegenstand angeordnet werden kann, sodass der Gegenstand von dem optischen Erfassungssystem aus nahezu beliebigen Richtungen abgebildet werden kann, ohne dass eine Verlagerung des optischen Erfassungssystems erforderlich wird.

Vorteilhafterweise ist die Beleuchtungskuppel aus Metall hergestellt oder weist eine mit Platten beplankte oder mit einem Textilmaterial bespannte Rahmenkonstruktion aus Metall oder Kunststoff auf. Die Raumlichtquellen und die Spotlichtquelle sind erfindungsgemäß auf die Beleuchtungskuppel aufgeklebt oder mit geeigneten Befestigungsmitteln festgelegt.

Als Raumlichtquellen und/oder Spotlichtquellen können nahezu beliebige Leuchtmittel mit unterschiedlichen Geometrien verwendet werden. Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Raumlichtquellen und/oder die Spotlichtquelle jeweils aus mindestens einer Leuchtdiode (LED) oder mindestens einer organischen Leuchtdiode (OLED) bestehen. Vorteilhafterweise besteht zumindest die Spotlichtquelle aus einer Vielzahl von Leuchtdioden, die eine Leuchtdiodenmatrix bilden. Die Raumlichtquellen können ebenfalls eine oder mehrere großflächige und schwächer besetzte Leuchtdiodenmatrizen bilden. Die Raumlichtquellen können auch flächige Lichtquellen wie beispielsweise OLEDs sein, die auf einem formstabilen oder flexiblen Träger angeordnet sind. Auch die Verwendung von anderen Lichtquellen wie beipielsweise Halogenleuchten oder Glühfadenleuchten für entweder einzelne Spotlichtquellen oder für Raumlichtquellen sowie die Kombination verschiedener Leuchtmittel und Lichtquellen ist denkbar.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems ist vorgesehen, dass das Diffusionsinnenelement und/oder das Diffusionsaußenelement aus diffus streuendem Acrylgas hergestellt sind.

Um eine möglichst einfache und kostengünstige Konstruktion des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Beleuchtungskuppel als verlängerte Quadratkuppel ausgestaltet ist. Auf diese Weise können die Raumlichtquellen und die Spotlichtquelle beispielsweise als flächige LED-Module auf die durch die Quadratkuppel gebildeten Rechteck- und Dreiecksflächen aufgeklebt werden, sodass für die Bestückung der Beleuchtungskuppel mit Leuchtquellen lediglich quadratische und dreieckige LED-Module bereitgestellt werden müssen.

Zur weiteren Verbesserung der Ausleuchtung des Beleuchtungsraums ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Beleuchtungssystem ein durchleuchtbares oder leuchtendes Bodenelement aufweist. Das Bodenelement kann erfindungsgemäß ebenfalls aus diffus streuendem Acrylgas hergestellt sein und durch LED-Module beleuchtet werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Aufnahmevorrichtung mit einem wie voranstehend beschrieben Beleuchtungssystem und mit einem optischen Erfassungssystem zur Aufnahme eines innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstands. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung können aus allen Richtungen Aufnahmen eines Gegenstands oder beispielsweise eine 360°-Animation des innerhalb des Beleuchtungsraums angeordneten Gegenstands erzeugt werden.

Um den Gegenstand aus nahezu beliebigen Perspektiven abbilden zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das optische Erfassungssystem relativ verlagerbar zu dem Beleuchtungssystem angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das optische Erfassungssystem so angeordnet, dass es relativ zu der gegebenenfalls schlitzförmigen Ausnehmung verlagert werden kann und eine Ausrichtung des optischen Erfassungssystems in Bezug auf den Gegenstand bei der Verlagerung konstant bleibt, sodass ein Fokus des optischen Erfassungssystems bei der Verlagerung in ein und demselben Bereich des Beleuchtungsraums verbleibt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung ist vorgesehen, dass das optische Erfassungssystem zusätzlich zu einer optischen Abbildung Scaninformationen und insbesondere 2D- und/oder 3D-Aufnahmen erzeugen kann. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik zahlreiche geeignete Scan- beziehungsweise Kamerasysteme bekannt. Als Scan-Systeme können zweckmäßigerweise punkt- oder linienförmige Abbildungssysteme verwendet werden. Das optische Erfassungssystem kann auch dazu eingerichtet sein und verwendet werden, um aktive oder passive 3D-Abtastverfahren wie beispielsweise shape-from-shading oder photometic stereo oder aber stereomatching durchzuführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems und der erfindungsgemäßen Scanvorrichtung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

1 eine schematisch dargestellte Schnittansicht eines Beleuchtungssystems mit einer in der Nähe eines Diffusionsinnenelements angeordneten Spotlichtquelle,

2 ein schematisch dargestelltes Beleuchtungssystem mit einer Spotlichtquelle, die eine Bündeloptik aufweist,

3 eine schematisch dargestellte Schnittansicht eines Beleuchtungssystems wobei eine Diffusionsvorrichtung ein Diffusionsinnenelement und ein Diffusionsaußenelement aufweist und

4 eine schematisch dargestellte Schnittansicht einer Scanvorrichtung.

1 zeigt ein Beleuchtungssystem 1 mit einem auf einem drehbar gelagerten Bodenelement 2 innerhalb eines von einer Beleuchtungskuppel 3 und einer Diffusionsvorrichtung 4 mit einem Diffusionsinnenelement 5 umgebenen Beleuchtungsraum 6 angeordneten, abzubildenden Gegenstand 7. An der Beleuchtungskuppel 3 sind mehrere Raumlichtquellen 8 angeordnet. Bei den Raumlichtquellen 8 handelt es sich um getrennt steuerbare LED-Module. In den Abbildungen sind jeweils lediglich einzelne Raumlichtquellen 8 exemplarisch mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.

An der Beleuchtungskuppel 3 ist zudem eine Spotlichtquelle 9 angeordnet, die einen lediglich geringen Abstand 10 zu dem Diffusionsinnenelement 5 aufweist. Durch die Spotlichtquelle 9 wird auf einer Innenseite 11 des Diffusionsinnenelements 5 eine diffus streuende Abbildung des von der Spotlichtquelle 9 ausgestrahlten Lichts erzeugt, durch die der Gegenstand 7 aus Richtung der Spotlichtquelle 9 gerichtet, kontrastverstärkend beleuchtet wird.

Die Beleuchtungskuppel 3 und die Diffusionsvorrichtung 4 sind jeweils als verlängerte Quadratkuppeln ausgestaltet. Das Bodenelement 2 ist zudem diffus durchleuchtbar ausgestaltet und kann durch Bodenleuchten 12 beleuchtet werden. In den Darstellungen sind jeweils lediglich einzelne Bodenleuchten 12 mit einem Bezugszeichen exemplarisch gekennzeichnet.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines alternativ ausgestalteten Beleuchtungssystems 1, wobei eine Spotlichtquelle 9 eine Bündeloptik 13 aufweist. Bei der Bündeloptik 13 handelt es sich um eine Sammellinse 14. Die Sammellinse 14 ist so ausgestaltet, dass ein Abstand einer Bildebene der Sammellinse 14 von dem Diffusionsinnenelement 5 deutlich kleiner ist als ein Abstand 10 der Spotlichtquelle 9 von dem Diffusionsinnenelement 5. Zudem liegt der Abstand der Spotlichtquelle 9 zu dem Diffusionsinnenelement 5 in einem Bereich zwischen der 3,5-fachen und 4,5-fachen Brennweite der Bündeloptik 13 liegt. Die Beleuchtungskuppel 3 und die Diffusionsvorrichtung 4 sind bei dem in 2 dargestellten Beleuchtungssystem als gleichmäßig halbkugelförmige, domförmige oder abgerundete Kuppel ausgestaltet. Die Sammellinse 14 weist eine strukturierte Oberfläche auf, so dass auch in der Bildebene der Sammellinse 14 keine scharfe und insbesondere keine kontrastscharfe Abbildung erzeugt wird.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems 1 mit einer Diffusionsvorrichtung 4, wobei die Diffusionsvorrichtung 4 ein zwischen den Raumlichtquellen 8 und dem Diffusionsinnenelement 5 angeordnetes Diffusionsaußenelement 15 aufweist. Die Spotlichtquelle 9 ist so ausgestaltet und an der Beleuchtungskuppel 3 angeordnet, dass die Spotlichtquelle abschnittsweise in einen Zwischenbereich 16 zwischen dem Diffusionsaußenelement 15 und dem Diffusionsinnenelement 5 hineinragt.

In 4 ist schematisch eine Schnittdarstellung einer Abbildungsvorrichtung 17 mit einem Beleuchtungssystem 1 und einer schwenkbar an einer Führungsvorrichtung 18 angeordneten Kamera 19 dargestellt, wobei die Führungsvorrichtung 18 und die Kamera 19 Teil eines optischen Erfassungssystems 20 sind. Die Beleuchtungskuppel 3 und die Diffusionsvorrichtung 5 des Beleuchtungssystems 1 weisen jeweils eine deckungsgleich angeordnete schlitzförmige Ausnehmung 21, 22 und 23 auf. Die Kamera 19 kann an der Führungsvorrichtung 18 entlang der Ausnehmungen 21, 22 und 23 geführt werden, sodass die Kamera 19 durch die Ausnehmungen 21, 22 und 23 hindurch in den Beleuchtungsraum 6 ragt und der Gegenstand 7 aus verschiedenen Perspektiven von der Kamera 19 erfasst werden kann. Das Bodenelement 2, auf dem der Gegenstand 7 angeordnet ist, ist drehbar ausgestaltet, sodass mit Hilfe des optischen Erfassungssystems 20 und des Beleuchtungssystems 1 eine nahezu vollständige, dreidimensionale Abbildung des Gegenstands 7 erzeugt werden kann.

Lediglich in 4 sind exemplarisch mehrere Spotlichtquellen 9 gezeigt. Bei allen Ausführungsbeispielen können für eine möglichst variabel gestaltbare Ausleuchtung des Beleuchtungsraums 6 mehrere Spotlichtquellen 9 in Abständen zueinander über die Beleuchtungskuppel 3 verteilt angeordnet sein, so dass der Gegenstand 7 aus einer nahezu beliebigen Richtung gezielt angeleuchtet werden kann. Die Anzahl der Raumlichtquellen 8 und deren Ausgestaltung kann an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Neben LEDs können auch OLEDs oder andere entweder nahezu punktförmig oder flächig abstrahlende Raumlichtquellen 8 verwendet werden. Die Raumlichtquellen 8 können ebenso wie die Spotlichtquellen 9 jeweils einzeln oder zu Modulen zusammengefasst angesteuert werden.