專利名稱：照明設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的技術領域為照明。更具體地，本發(fā)明涉及用于運動畫面錄制系統(tǒng)(例如， 電視錄制系統(tǒng))的照明設備。
背景技術：
電視(TV)錄制攝影機可以使用CXD或CMOS傳感器并結合濾色鏡來記錄彩色圖像?？梢葬槍ΤＲ?guī)光源(比如日光或放電燈)而優(yōu)化傳感器特性、濾光鏡和流程矩陣的組合。然而，由于濾光鏡的性質(zhì)，在攝影機內(nèi)部可能需要進行圖像處理來創(chuàng)建以自然方式重現(xiàn)色彩的圖像。然而，該圖像處理可以假設要使用特定的光源。通常假設由黑體輻射體、太陽或者鎢光源照射待記錄的對象。工作室環(huán)境中使用的照明傳統(tǒng)上為鎢燈、氙氣燈或具有適當連續(xù)光譜的其他高壓放電燈?，F(xiàn)今，固態(tài)照明(solid state lighting, SSL)源(諸如，發(fā)光二極管(LED))在各種照明應用(諸如例如，環(huán)境照明、食品照明或工作室錄制照明)中正變得越來越流行。在工作室環(huán)境中使用LED可具有若干優(yōu)勢。例如，可以使顏色調(diào)校和顏色控制比在工作室中使用的傳統(tǒng)照明設備更加容易并且更加準確。因此，可能期望在工作室環(huán)境中使用LED。然而，使用LED源的照明在若干方面與傳統(tǒng)工作室照明不同。例如，LED源通常具有不同的發(fā)光特性，諸如比上文提到的被廣泛使用的傳統(tǒng)照明設備更窄的發(fā)射光譜。因此，在所使用的工作室照明為固態(tài)光源的情況下，具有安排為在由傳統(tǒng)照明手段照亮時重現(xiàn)圖像的最佳色彩的設置的攝影機一般無法重現(xiàn)相同的高質(zhì)量彩色圖像。因此，TV錄制攝影機中LED色彩的重現(xiàn)可能低于可接受的水平。因此，眼睛在工作室中可看到的與攝影機所重現(xiàn)的之間可能存在很大差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是關于以上考慮及其他考慮而做出的。鑒于上述情況，因而期望獲得用于諸如數(shù)字視頻錄制系統(tǒng)、電視錄制系統(tǒng)和/或電影錄制系統(tǒng)之類的運動畫面錄制系統(tǒng)的改進的固態(tài)照明設備。具體地，獲得支持在運動畫面錄制系統(tǒng)中增強的顏色重現(xiàn)的固態(tài)照明設備將會是有益的。為了更好地應對這些顧慮中的一個或多個，在本發(fā)明的第一方面中提供了一種用于運動畫面錄制系統(tǒng)的照明設備，該照明設備包括至少三個SSL源；其中所述至少三個 SSL源中的至少第一 SSL源具有在415nm與435nm之間的峰值發(fā)射波長并且具有0. 5nm與 50nm之間的光譜寬度。本發(fā)明基于發(fā)明人的如下認識即，對于運動畫面錄制系統(tǒng)，所述至少三個SSL源中的至少第一 SSL源應當被選擇為具有在上述范圍內(nèi)的峰值發(fā)射波長和在上述范圍內(nèi)的光譜寬度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當在利用SSL源用于照明的運動畫面錄制系統(tǒng)中使用時，所述至少三個SSL源中的至少第一 SSL源的這些特定范圍提供了具有增強的色彩重現(xiàn)的照明設備。 例如，當在TV錄制系統(tǒng)(例如，解釋為在用于電視和/或電影制作的工作室環(huán)境中的、具有(物力)場景和用于在該場景位置進行錄制的攝影機設備的系統(tǒng))中使用時，照明設備允許照亮場景，使得例如攝影機可以在該場景位置進行錄制。有益地，本發(fā)明可以用于在工作室環(huán)境中提供SSL照明，并且支持增強由攝影機記錄的顏色的重現(xiàn)。因此，應當理解，當使用 SSL源進行照明時，本發(fā)明允許運動畫面錄制系統(tǒng)與SSL源之間更好的兼容性。發(fā)明人已經(jīng)做出了若干重要的認識，以便在利用SSL源來照亮例如工作室環(huán)境時增強顏色的重現(xiàn)。首先，發(fā)明人已認識到，對照明設備所包括的不同SSL源的波長進行調(diào)校可以改善顏色重現(xiàn)的質(zhì)量。其次，發(fā)明人已意識到藍色光譜中的波長對重現(xiàn)的圖像的質(zhì)量具有最明顯效果。本文所使用的“光譜寬度(還被稱作半最大值全寬度，F(xiàn)ffHM) ”被定義為光源的發(fā)射光譜中具有最大峰值強度一半以上強度的部分。在此上下文中，SSL源將被理解為適于照亮例如運動畫面錄制系統(tǒng)(例如，TV錄制系統(tǒng))中場景的任意類型的半導體光源，即使用空穴電荷復合技術的光源，優(yōu)選地為高功率半導體光源。SSL源包括但不限于LED、OLED和激光器。該至少第一 SSL源可以具有位于425nm的峰值發(fā)射波長。由此，平均而言，對于操作在2000K與6000K之間的、優(yōu)選地在大約3000K與5000K之間的照明設備可以獲得較少
的顏色重現(xiàn)誤差。該至少第一 SSL源可以具有在IOnm與45nm之間、更優(yōu)選地在15nm與40nm之間、 最優(yōu)選地在20nm與30nm之間的光譜寬度(S卩，F(xiàn)WHM)。該至少第一 SSL源可以有利地具有大約25nm的光譜寬度。所述至少三個SSL源中的至少第二 SSL源可以具有位于592nm與606nm之間的峰
值發(fā)射波長。所述至少三個SSL源中的至少第三SSL源可以具有位于526nm與538nm之間的峰值發(fā)射波長。該至少第二 SSL源可以有利地具有600nm峰值發(fā)射波長。備選地，該至少第二 SSL 源可以具有位于eiOnm與670nm之間的峰值發(fā)射波長。該至少第三SSL源可以具有大約530nm的峰值發(fā)射波長。所述至少三個SSL源中的至少一個可以包括LED。在一個實施方式中，與例如熒光劑泵浦LED(即，熒光劑轉換LED)形成對比，所述至少三個SSL源可以是直接發(fā)射體(即，‘正?！?SSL設備)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式， 至少一個SSL源可以包括熒光劑轉換光源，并且由該SSL源發(fā)出的光至少部分地是熒光劑轉換光。在又一特定實施方式中，所述熒光劑是發(fā)光陶瓷(Iumiramic)片。一種實施方式可以進一步包括至少一個白光SSL源。至少三個SSL源中的至少一個可以包括激光二極管。據(jù)此，由于激光器通常具有較高亮度(即，每發(fā)射表面的光強更高)，因此可以利用更緊湊的光學系統(tǒng)，尤其是對于光投射系統(tǒng)而言尤為如此。激光二極管可以具有位于415nm至435nm范圍中的、優(yōu)選地大約為425nm的峰值發(fā)射波長。至少三個SSL源的色溫可以是3000K。至少三個SSL源的色溫可以是5000K。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種包括根據(jù)第一方面的照明設備的運動畫面錄制系統(tǒng)。該運動畫面錄制系統(tǒng)可以例如是數(shù)字視頻錄制系統(tǒng)、電視錄制系統(tǒng)和/或電影錄制系統(tǒng)。一般而言，該第二方面可以展現(xiàn)出與第一方面相同的優(yōu)勢和特征。本發(fā)明的這些方面和其他方面將從對以下所述實施方式的參考中變得清楚并得以闡明。一般而言，除非本文中另有明確定義，否則本文中所使用的所有術語均應根據(jù)其在技術領域中的通常含義進行解讀。除非另外明確指出，否則對“一 / 一個/該[元件、設備、組件、裝置、步驟等]”的參考應被開放地解讀為對元件、設備、組件、裝置、步驟等的至少一個實例的參考。


現(xiàn)在將參考附圖更加詳細地描述本發(fā)明的實施方式，其中圖1示出了運動畫面錄制系統(tǒng)的框圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的照明設備的示意圖。圖3示出了圖2中照明設備的一個實施方式的示意圖。圖4示出了 Greta Macbeth顏色檢測圖案的示意圖。圖5示出了圖1中的運動畫面錄制系統(tǒng)的示意圖。圖6示出了一種用于測量攝影機中的顏色重現(xiàn)的方法。
具體實施例方式圖1示出了運動畫面錄制系統(tǒng)1(諸如，電視錄制系統(tǒng))的框圖。在此示例中，照明設備2照亮場景3，該場景3轉而反射光，該光可以由照相機4的一組光學透鏡5捕獲。 該光學透鏡5可以對該光的光譜改變幾乎沒有影響，至少在照相機4是經(jīng)精心設計的情況下會是這樣。在照相機4的內(nèi)部，光進一步透射通過IR-濾光鏡5。濾色鏡6可以將入射光的紅色成分、綠色成分和藍色成分分離。傳感器7可以檢測該紅色成分、綠色成分和藍色成分，并且將檢測的光成分轉送至用于對光進行處理的處理器8，該處理例如涉及伽馬校正和白平衡。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的照明設備2的示意圖。照明設備2包括SSL源 11-1至11-3。SSL源11-1至11-3例如可以包括LED，各自包括一個或多個LED。備選地， SSL源11-1至11-3中的至少一個可以是固態(tài)激光器(諸如，二極管激光器)。在一個實施方式中，SSL源11-1至11-3可以是激光器，而SSL源11_4(圖3中所示)可以是白色發(fā)光 LED。優(yōu)選地，包括SSL源11-1至11-4的實施方式可以包括SSL源11_1至11_3的固態(tài)激光器和LED的組合。SSL源11-1至11-4中的第一 SSL源11-1的發(fā)射波長可以在415nm與4!35nm之間，從而提供處于藍色光譜中的顏色。該第一 SSL源11-1的光譜寬度可以在0. 5nm與50nm 之間，優(yōu)選地在15nm與50nm之間。第一 SSL源的光譜寬度可以例如是25歷。在一個實施方式中，第一 SSL源11-1的峰值發(fā)射波長可以是425nm。在一個實施方式中，當?shù)谝?SSL源 11-1是(藍色)激光器時，光譜寬度可以大約為0.5nm。有利地，激光器的峰值發(fā)射波長可以在415nm與435nm之間，優(yōu)選地具有425nm的峰值發(fā)射波長。 在一個實施方式中，第二 SSL源11-2可以具有在592nm與606nm之間的峰值發(fā)射波長。在一個實施方式中，該第二 SSL源11-2的峰值發(fā)射波長可以為600nm。
在一個實施方式中，第三SSL源11-3可以具有在526nm與538nm之間的峰值發(fā)射波長。在一個實施方式中，該第二 SSL源11-2的峰值發(fā)射波長可以為530nm。有利地，SSL源11-1至11-4中的每一個都可以獨立調(diào)校，即，為了能夠使用具有不同攝影機設置的各種攝影機的目的可以調(diào)校SSL源的色彩輸出。有益地，一個實施方式可以包括具有425nm峰值發(fā)射波長的第一 SSL源11-1 ；具有600nm峰值發(fā)射波長的第二 SSL源11-2 ；以及具有530nm峰值發(fā)射波長的第三SSL源11-3。在任意實施方式中，照明設備2的色溫，或者更具體地，相關色溫，可以為 3000K(開爾文)或 5000Κ。由于獲得具有600nm峰值發(fā)射波長的高功率LED相對困難，因此在一個實施方式中，可以使用590nm熒光劑泵浦(琥珀色)LED作為第二 SSL源11_2，從而發(fā)射比590nm琥珀色LED的指定峰值波長略長的峰值波長。有利地，當使用熒光劑泵浦琥珀色LED(即，熒光劑轉換LED)時，照明設備2的相關色溫為5000K。設想到一個實施方式包括具有430nm峰值發(fā)射光譜的第一 SSL源11_1 ；具有 614nm峰值發(fā)射光譜的第二 SSL源11-2 ；以及具有550nm峰值發(fā)射光譜的第三SSL源11_3。 優(yōu)選地，在此實施方式中SSL源11-1至11-3包括LED。圖3示出了圖2中照明設備2的一個實施方式的示意圖。除了 SSL源11-1至 11-3，所示實施方式還包括白色SSL源11-4，由此形成RGB+W(紅色、綠色、藍色+白色的簡稱)照明設備2。SSL源11-1至11-3可以是參考圖2所述類型的任何組合。有利地，白色 SSL源11-4為LED。該白色SSL源11_4例如可以包括熒光劑轉換光源，優(yōu)選地遠程熒光劑(諸如，Philips Lumileds Lumiramic 熒光劑技術)。在一個實施方式中，第一 SSL源 11-1可以具有472nm峰值發(fā)射光譜。第二 SSL源11-2可以具有615nm的峰值發(fā)射光譜，以及第三SSL源11-3可以具有532nm的峰值發(fā)射光譜。白色SSL源11_4可以具有4100K的相關色溫。圖4示出了所謂的Greta Macbeth顏色檢測圖案12的示意圖。該Greta Macbeth 顏色檢測圖案12(以下稱為GMB 12)可以用作一種測量，用于比較攝影機4中的顏色重現(xiàn)。 內(nèi)部矩形14示出了外部矩形13的原始顏色的重現(xiàn)顏色。外部顏色例如可以仿真工作室環(huán)境，這是因為工作室環(huán)境包括多種顏色，如參考圖1所述當被照亮時這些顏色被反射到攝影機4的光學透鏡5，并且于此之后由攝影機4進行處理。在此示例中，如圖4中所示，內(nèi)部矩形13與外部矩形14之間存在差異。這示出了當攝影機4的顏色重現(xiàn)不佳時的示例。在理想照明條件下以及在理想的攝影機中，應當沒有顏色差異。事實上，Greta Macbeth包括18個不同的顏色以及6個灰度級，但為了簡化起見，在該示例中為了說明Greta Macbeth的原理的目的，只有一對GMB 12的內(nèi)部/外部矩形(內(nèi)部矩形14和外部矩形1 通過不同方向的平行線示出了不同的‘顏色’。這示出了顏色差異。為了推導出固態(tài)照明源的特定波長間隔和峰值發(fā)射波長，已經(jīng)由發(fā)明人通過 MathCAD開發(fā)了高級數(shù)學模型，以用于尋找最小顏色重現(xiàn)誤差(即，內(nèi)部矩形14與外部矩形13之間的最小顏色差異)。發(fā)明人已經(jīng)創(chuàng)建了攝影機4的數(shù)學模型以便獲得照明設備2 的SSL源11-1至11-4的不同波長組合的良好程度的科學測量，該照明設備2用于照明重現(xiàn)運動畫面錄制系統(tǒng)的場景2的顏色，此場景在該情況中由GMB 12仿真。為了得到顏色差異(S卩，場景顏色與照相機重現(xiàn)顏色之間的差異)的數(shù)值測量，可以使用顏色空間(諸如，CIE XYZ和LUV空間)。對于GMB 12的M個區(qū)域中的每個區(qū)域，當每個色調(diào)在LUV空間中具有附屬其上的數(shù)值時，可以使用LUV空間中的Euclidean范數(shù)(norm)來確定參考顏色(外部矩形13) 與重現(xiàn)顏色(內(nèi)部矩形14)之間的距離。這產(chǎn)生了圖6的圖表15中所示的M個值。圖5示出了圖1中運動畫面錄制系統(tǒng)的示意圖。在此示例中，場景3已經(jīng)由GMB 12替換，該GMB 12對場景3的顏色進行仿真。圖6示出了用于測量照相機4中的顏色重現(xiàn)的方法。圖表15中的各列示出了如上文所述的LUV空間中的范數(shù)差。為了獲得更通用的測量，或者所有18種顏色和6個灰度級的顏色重現(xiàn)的效果，可以計算所有列的總和的平均，從而提供攝影機4的顏色重現(xiàn)的單個測量Mluv_m。例如可以通過以下方式對重現(xiàn)質(zhì)量進行分類-范圍0-5代表甚佳的重現(xiàn)，使用GretaMacbeth難于發(fā)現(xiàn)不同，-范圍6-8代表雖然可能觀察到差異，但對于工作室而言尚可，-范圍8-10代表對于觀察者而言可接受的重現(xiàn)的最大限度，以及-10及以上表示不佳的顏色重現(xiàn)。實際上，如果沒有仔細調(diào)校SSL源并且如果使用任意RGB顏色，則SSL源的顏色重現(xiàn)事實上可能非常差。即便與本說明書中限定的波長范圍和組合具有相對小的偏差，Mluv_ m值也很容易達到對應于非常差的顏色重現(xiàn)的60-70的范圍。在另一方面，具有425nm峰值發(fā)射波長的第一 SSL源11-1、具有530nm峰值發(fā)射波長的第二 SSL源11-2和具有600nm峰值發(fā)射波長的第三SSL源11-3的組合給予具有3000K 的相關色溫的照明設備2剛好低于7的可接受Mluv_m值。對于5000K的相關色溫而言，該值會略高，但仍在7以下。對Mluv_m值的仿真和分析還示出了第一 SSL源11_1 (即，在可見光的藍色光譜內(nèi)發(fā)射的SSL源)對攝影機4中的顏色重現(xiàn)具有最大影響。第一 SSL源11-1的427nm的峰值發(fā)射波長給予具有3000K的相關色溫的照明設備2低于6的MlUV_m值。另一方面，對于 5000K的相關色溫的情況，通過第一 SSL源11-1的424nm的峰值發(fā)射波長達到最佳Mluv_m 值，從而達到大約在6. 5的Mluv_m值。通過計算3000K和5000K結果的中間值，確定在第一 SSL源11-1的425nm的峰值發(fā)射波長的情況下針對兩個相關色溫的最佳結果，如上文所述。 發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過在600nm附近稍微改變第二 SSL源11_2的峰值發(fā)射波長以及在530nm 附近稍微改變第三SSL源11-3的峰值發(fā)射波長，MlUV_m值的變化明顯要比當在425nm附近改變第一 SSL源11-1時要小。設想到可以在工作室環(huán)境中使用照明設備2和傳統(tǒng)光源(諸如，鎢燈或氙氣放電燈)的組合。這種組合可以提供SSL技術的優(yōu)勢以及傳統(tǒng)照明的益處，諸如適于在使用傳統(tǒng)工作室照明時重現(xiàn)顏色的現(xiàn)有攝影機。雖然在附圖和上文描述中詳細說明和描述了本發(fā)明，但是應當將這種說明和描述視為是說明性的或示例性的而不是限制性的；本發(fā)明不限制于所公開的實施方式。通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權利要求，本領域技術人員在實踐所請求保護的發(fā)明時可以理解和實現(xiàn)所公開的實施方式的其他變體。僅憑將某些措施記載在互不相同的從屬權利要求中的事實并不表示不能對這些措施的組合加以利用。此外，權利要求中的任何附圖標記都不應當理解為對范圍的限制。
權利要求
1.一種用于運動畫面錄制系統(tǒng)(1)的照明設備O)，所述照明設備包括至少三個固態(tài)照明(簡稱為SSL)源(11-1、11-2、11-3、11-4)，其中所述至少三個SSL 源(11-1、11-2、11-3、11-4)中的至少第一 SSL源(11-1)具有在415nm與435nm之間的峰值發(fā)射波長和在0. 5nm與50nm之間的光譜寬度。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明設備O)，其中所述至少第一SSL源(11-1)具有在425nm 的峰值發(fā)射波長。
3.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少第一SSL源 (11-1)具有在IOnm與45nm之間的光譜寬度。
4.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少第一SSL源 (11-1)具有25nm的光譜寬度。
5.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少三個SSL源 (11-1、11-2、11-3、11-4)中的至少第二 SSL源(11-2)具有在592nm與606nm之間的峰值發(fā)射波長。
6.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少三個SSL源 (11-1、11-2、11-3、11-4)中的至少第三SSL源(11-3)具有在526nm與538nm之間的峰值發(fā)射波長。
7.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少第二SSL源 (11-2)具有600nm的峰值發(fā)射波長。
8.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少第三SSL源 (11-3)具有530nm的峰值發(fā)射波長。
9.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少三個SSL源 (11-1、11-2、11-3、11-4)中的至少一個包括 LED。
10.根據(jù)權利要求9所述的照明設備O)，其中所述LED包括熒光劑轉換光源。
11.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，進一步包括至少一個白光 SSL 源(11-4)。
12.根據(jù)前述權利要求中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少三個SSL源 (11-1、11-2、11-3、11-4)中的至少一個包括激光二極管。
13.根據(jù)權利要求12所述的照明設備0)，其中所述激光二極管具有在415nm至435nm 范圍中的峰值發(fā)射波長。
14.根據(jù)權利要求1至10中的任意一項所述的照明設備O)，其中所述至少三個SSL 源的色溫為3000K。
15.根據(jù)權利要求1至10中的任意一項所述的照明設備，其中所述至少三個SSL源的色溫為5000K。
16.一種運動畫面錄制系統(tǒng)(1)，其包括根據(jù)權利要求1至15中的任意一項所述的照明設備O)。
全文摘要
呈現(xiàn)了一種用于運動畫面錄制系統(tǒng)(例如，電視記錄系統(tǒng)(1))的照明設備(2)。該照明設備(2)包括至少三個固態(tài)光源(11-1、11-2、11-3、11-4)。所述光源中的至少第一光源(11-1)具有在415nm與435nm之間的峰值發(fā)射波長和在0.5nm與50nm之間的光譜寬度。
文檔編號H01L25/00GK102177467SQ200980140194
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月2日 優(yōu)先權日2008年10月9日
發(fā)明者M·范阿斯, R·庫爾特, 顧文 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司