用于改善照明设备的照明区域的照明的方法

用于改善照明设备的照明区域的照明的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于改善照明设备的照明区域的照明的方法、一种相对应的照明设备以及这种照明设备用于手术灯设备(Operat 1ns Ieuchtvorrichtung)的应用。
【背景技术】
[0002]公知的是，照明设备例如针对手术灯设备有了用处。为此，照明设备具有至少两个光模块，所述至少两个光模块能够发射光。这种被发出的光用于提供对照明区域的照亮。在此尤其是手术区域，使得在手术期间对伤口的照明可以通过这种照明设备而被确保。在此十分重要的是，在照明区域之内达到足够的亮度级，以便可以在照明区域之内明确地并且尽可能特定地察觉尤其是色调差别和阴影。
[0003]在公知的照明设备的情况下不利的是，必须在照明区域之内工作。这导致在照明区域之内必然形成投影。如果照明设备例如是手术灯，那么负责的手术医生必须用他的双手、他的双臂和部分地甚至用他的身体而被定位在照明设备和照明区域之间。这导致这些各个身体部分给照明区域投下阴影。通常，照明区域是从相对宽地被构造的照明设备出发的聚焦(Fokussierung)。如果手术医生的身体部分处在照明设备和照明区域之间，那么基本上甚至完全遮暗该照明区域并且由此使视野情况变糟糕。到目前为止公知的针对这种避免阴影形成的解决方案的目的在于提供特别宽的照明设备。然而这导致高的结构上的花费，使得这样的照明设备特别地昂贵。也不是在每个使用地点都有足够的位置，以便完全安置这种特别大地被构造的照明设备。这种特别大地被构造的照明设备的可操作性也是不利的。

【发明内容】

[0004]本发明的任务在于，消除至少一个在前面所描述的缺点。本发明的任务尤其是以成本低廉的并且简单的方式来提供针对照明区域的改善的照明状况。
[0005]在前面的任务通过具有权利要求1所述的特征的方法、具有权利要求10所述的特征的照明设备和具有权利要求13所述的照明设备的应用而被解决。本发明的其它的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。在此，与按照本发明的方法相关地被描述的特征和细节当然也与按照本发明的照明设备以及按照本发明的照明设备的应用相关地适用并且在所有情况下反之亦然，使得关于对各个发明方面的公开内容总是相互间被援引或者能被援引。
[0006]按照本发明的方法用于改善照明设备的照明区域、尤其是手术区域的照明。为此，(尤其是以手术灯设备为形式的)照明设备具有至少两个光模块和至少一个用于检测深度信息的传感器设备。按照本发明的方法具有下列步骤:
—监控在光模块和照明区域之间的监控容积(Ueberwachungsvolumen)，
-识别在监控容积之内的至少一个对象(Objekt)的作为对象数据的位置和几何形状， -比较所识别的对象数据与光模块的光路，
-基于所识别的对象数据与光模块的光路的比较来改变至少一个光模块的光强度。
[0007]照明区域尤其是要被理解为照明设备的全部光场的区域。当然，全部光场和照明区域也可以全等地被构造。也可能的是，光场的单个区域或者多个区域被构造为照明区域。
[0008]通过按照本发明的方法实现至少一个光模块的光强度与在监控容积之内的所识别的对象的适配。在此，该监控容积被限定为至少部分地在照明设备和照明区域之间延伸的容积。尤其是该监控容积至少部分地遮盖照明容积，所述照明容积也就是从光模块出发的射到照明区域上的所有光路的总和。有利的是，在该照明容积与监控容积之间的相交尽可能大地被构造。尤其是，从针对照明容积的照明区域出发的区域基本上完全与监控容积相交。然而，向照明设备方向可以是，识别间距被遵守，使得直接紧接着照明区域在监控容积和照明容积之间必须没有相交存在。深度信息尤其是要被理解为三维的空间信息。
[0009]通过按照本发明的方法变得可能的是，执行对在前面所描述的监控容积之内的潜在的对象在位置和几何形状方面的监控。如果这种对象被识别，那么不仅原则上的存在而且作为该对象的对象数据的位置和至少从传感器设备角度的几何形状被识别。现在，这些对象数据可以与光模块的各个光路、也就是原则上与已经被描述的照明容积相比较。然而，所述对象或对象数据不仅原则上与照明容积相比较，而且与各个光模块的各个光路相比较，使得可以制订在光模块和对象的对象数据之间的被遮盖的和自由的光路的相互关系(Korrelat1n)。换句话说，可以得出哪些光模块的哪些光路被所识别的对象遮盖的相互关系。相反，可以不受所识别的对象影响地从相应的光模块到达照明区域的光路是可限定的。这样，通过识别对象数据及其与光模块的光路的比较而被影响的光路可以在通过该对象影响、也就是投下阴影(Verschattung)方面而与不受影响的光路相区别。由此，所述光模块基本上可以被分成三种不同的投下阴影情况。如果一个光模块的所有光路不受对象影响并且因此在这些光路之内没有阴影形成被构造，那么涉及没有被投下阴影的(unverschattet)光模块。与之相反，如果情况是通过该对象影响该光模块的所有光路，那么涉及被全部投下阴影的(vol Iverschattet)光模块。如果一个光模块的只有一部分光路(例如在具有多个光源的光模块的情况下)被该对象影响，也就是被投下阴影，那么这可以被理解为被部分投下阴影的(tei Iverschattet)光模块。
[0010]紧接着的在前面的比较上对至少一个光模块的光强度的改变现在考虑到在前面的段落中所阐明的对各个光模块的不同的限定。这样，对象原则上将导致投下阴影并由此导致在照明区域中的光强度的减少。如已经阐明的那样，所述光强度的减少是不符合期望的，使得应该进行补偿。这种补偿通过具有较高的光强度或具有较高的光辐射功率的没有被投下阴影的光模块被运行而实现。换句话说，在照明区域中进行均衡，使得被遮暗的光路可以通过不受影响的光模块的加强的光路而被补偿。由于对象进入到监控容积中，所以在各个光模块之间进行光强度的权重移位。没有被投下阴影的光模块由此接管被投下阴影的或者被部分投下阴影的光模块的光辐射，使得在照明区域中总共可提供恒定的或者基本上恒定的光强度。
[0011]对至少一个光模块的光强度的改变也要被理解为对被部分投下阴影的或者被全部投下阴影的光模块的影响。这样，被全部投下阴影的光模块可在其光辐射方面被减少或者甚至完全被断开。因为光路完全由对象影响并且与此相应地不再可能到达用于照明同一对象的照明区域，所以这些光路对于在照明区域中的所希望的总强度也没有带来贡献。为了节省能量而且也在热辐射方面获得改善，这种被全部投下阴影的光模块可以与此相应地在其光辐射方面被减少或者甚至完全被断开。
[0012]在被部分投下阴影的光模块的情况下，可再次区分两种基本运行方式。这样要区分，哪个总强度在照明区域中是希望的，并且该总强度是否可以由剩余的没有被投下阴影的光模块通过提高这些光模块的光强度而达到。如果这是这种情况，那么附加的光辐射不再是必需的，使得被部分投下阴影的光模块在其光强度方面可以始终不变或者甚至被减少。然而，如果没有被投下阴影的光模块的被增高的光强度由于对象的例如大面积地施加的投下阴影而不足以补偿或者基本上补偿该投下阴影，那么具有被提高的光强度的被部分投下阴影的光模块也可以被运行，以便在照明区域中利用没有被投下阴影的光路带来对投下阴影的补偿或者部分补偿。以这种方式，虽然对于被投下阴影的光路来说带来光强度的不必要的提高，然而没有被投下阴影的光路可以提供它们的补偿贡献，以便即使在大面积的投下阴影的情况下在照明区域中的总发光强度方面也带来对投下阴影的尽可能好的补m
Iz? O
[0013]在本发明的意义上，传感器设备尤其是摄像机设备、优选地所谓的3D摄像机。该传感器设备被构造为深度信息系统(所谓的TIS)并且提供深度信息，依据所述深度信息可以识别在监控容积之内的对象的作为对象数据的位置和几何形状。当然，传感器设备可以具有一个传感器装置或者也可以具有多个传感器装置。尤其是进行对各个深度信息图像的叠加，以便可以特别精确地提供所描述的对象数据。
[0014]当然，对于按照本发明的方法来说，校准步骤可以事先被执行，以便可以在控制单元中将各个光路分派给光模块。对传感器设备在所检测到的深度信息和与对象数据的相互关系方面的校准也可以在按照本发明的方法的开始作为单独的步骤而被执行。
[0015]在对象的位置和几何形状的识别方面，尤其是在发射方向上、也就是沿着光路的轮廓线对于对象来说是十分重要的。优选地，因此不是该对象的三维延伸、而是更确切地说是该对象向光路方向的投影面被检测。换句话说，不是该对象的三维延伸、而是该对象的具有与光模块的现存的光路的相互关系的投下阴影效果(Verschattungswirkung)被检测。在此，对于每个对象来说，相对地针对