DE10045028A1

DE10045028A1 - Beleuchtungsanlage zur Simulation des Sonnenlichts

Info

Publication number: DE10045028A1
Application number: DE10045028A
Authority: DE
Inventors: Peter M Mueller; Stefan Riebl; Georg Koch
Original assignee: MITRONIC P MILLER GmbH
Current assignee: MITRONIC GMBH, DE
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: DE10045028B8; DE10045028B4

Abstract

Bei Beleuchtungsanlagen zum Simulieren der Bestrahlung eines Objekts durch das natürliche Sonnenlicht erfolgt die Abstrahlung aus den Leuchten bisher mit unveränderter Beleuchtungsrichtung auf das Objekt, meist vertikal von oben. DOLLAR A Um andere Zustände einer statischen Beleuchtung leichter einstellen zu können beziehungsweise dynamisch den Verlauf der Sonne bezüglich eines Beleuchtungsobjektes simulieren zu können, wird vorgeschlagen, innerhalb einer Beleuchtungsanlage die Leuchten zumindest reihenweise zusammenzufassen und wenigstens die Winkelstellung dieser Reihen bezüglich des Grundrahmens der Beleuchtungsanlage verändern zu können, vorzugsweise zusätzlich auch die Winkelstellung der quer zu den Reihen verlaufenden Zeilen bezüglich einer hierzu querliegenden Schwenkachse.

Description

I. Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanlage zur Sonnensimulation, wie sie isnbesondere zur testweisen Beleuchtung ganzer Pkws verwendet werden.

II. Technischer Hintergrund

Derartige Beleuchtungsanlagen bestehen bisher aus einem Tragrahmen, der über dem Beleuchtungsobjekt, zum Beispiel an der Raumdecke oder einem Tragge stell, befestigt war, und in dem eine Vielzahl von Leuchten befestigt ist, die Licht in Richtung auf das Beleuchtungsobjekt abgeben mit einem Wellenlängenspektrum ähnlich dem des Sonnenlichtes.

Da das Beleuchtungsobjekt, beispielsweise ein Pkw, keine ebene Oberfläche be sitzt, haben die zu beleuchtenden Zielflächen auf der Oberfläche des Beleuch tungsobjekts einen jeweils unterschiedlichen Abstand zu der entsprechenden Leuchte. Entsprechend unterschiedlich ist - bei gleichen Leuchten und gleicher von den Leuchten abgegebener Beleuchtungsintensität - die auf dem Beleuch tungsobjekt auftreffende Beleuchtungsstärke.

Um dies auszugleichen, ist es bereits bekannt, die Leuchten nicht in einer Ebene aufzuhängen, sondern den Tragrahmen beispielsweise für den Frontbereich und Heckbereich einschließlich der darin aufgenommenen Leuchten schräg nach un ten abklappbar zu gestalten, um die Kontur des Tragrahmens in etwa der Oberflä chenkontur des Beleuchtungsobjektes, in diesem Fall eines Pkw, anzupassen.

Die auf diese Art und Weise mögliche Abstandskompensation ist jedoch immer nur sehr grob. Zusätzlich wird der konstruktive Aufwand hierdurch immer größer, je genauer die Kompensation auf diesem mechanischen Weg der Beweglichkeit von Rahmenteilen sein soll.

Zusätzlich wurde bereits versucht, die auf der Oberfläche des Beleuchtungsob jekts auftretende Beleuchtungsstärke zu regulieren, indem die näher an der Ober fläche des Beleuchtungsobjekts, beispielsweise die über dem Dach des Pkw an geordneten, Leuchten gedimmt werden, also in der Regel über elektrische Vorwi derstände, die in Lichtleistung umgesetzte Energiemenge reduziert wird. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass durch dieses elektrische Dimmen auch das Wellenlängenspektrum, welches von den in den einzelnen Leuchten verwendeten Lampen emittiert wird, sich verändert und nicht mehr der Zusam mensetzung des natürlichen Sonnenlichtes entspricht.

Zusätzlich können bei den bisher bekannten Beleuchtungseinrichtungen die Leuchten in ihrer Abstrahlrichtung bezüglich des Leuchtenrahmens nicht variiert und insbesondere nicht während der Sonnensimulation, also während des Einsat zes der Leuchten, variiert werden, und erst recht nicht unabhängig voneinander.

III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Simulation der Sonnenbestrahlung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah rens zu schaffen, die der Bestrahlung eines Beleuchtungsobjektes durch natürliches Sonnenlicht näher kommt als bisherige Verfahren und wobei die hierfür ver wendete Vorrichtung trotz einfachen und kostengünstigen Aufbaus einerseits bei stationärer Bestrahlung und andererseits bei dynamischer Beleuchtungsführung entsprechend dem Sonnenumlauf über zum Beispiel einen Tag dem Verhalten des Sonnenlichts wesentlich näher kommt als bei Verwendung bisheriger Be leuchtungsvorrichtungen.

Aufgrund der Verwendung von Leuchten, deren Beleuchtungsintensität einstellbar ist, ohne ihr Wellenlängenspektrum zu verändern, können trotz dreidimensionaler Gestaltung der Oberfläche des Beleuchtungsobjektes die Leuchten innerhalb ei nes ebenen Tragrahmens, also in einer Ebene, angeordnet werden. Die von Leuchte zu Leuchte wechselnden Abstände zum Beleuchtungsobjekt werden durch Veränderung der Leuchtenintensität ausgeglichen. Dies ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau der Beleuchtungsanlage. Zusätzlich können die Einfalls winkel der Strahlenbündel der Leuchten auf der Beleuchtungsoberfläche verän dert werden, indem die Leuchten zu Leuchtenreihen, insbesondere geraden, zu einander parallelen, Leuchtenreihen, zusammengefasst sind und zumindest die ganzen Leuchtenreihen gegenüber dem Tragrahmen verschwenkbar sind um eine Schwenkachse, die in Längsrichtung der Leuchtenreihe verläuft.

Wenn zusätzlich die gesamte Beleuchtungsanlage, also vor allem der Tragrah men mit den darin angebrachten Leuchten, in Querrichtung zu dieser Längsrich tung beweglich, etwa verschiebbar, ist, kann zur Simulation eines Sonnenumlau fes während eines Tages - kontinuierlich oder auch schrittweise - der gesamte Tragrahmen verfahren und dabei die Winkelstellung der Leuchtenreihen gegen über dem Tragrahmen analog verstellt werden, wie es der jeweiligen Sonnenstel lung entspricht.

Um zu erreichen, dass die Strahlenbündel der einzelnen Leuchten jeweils in ei nem gewünschten Winkel auf der Oberfläche des Beleuchtungsobjektes auftref fen, oder den Einstrahlwinkel der Sonne zu einer bestimmten Jahreszeit oder Ta geszeit zu simulieren, können zusätzlich die Leuchten innerhalb jeder Reihe verschwenkbar sein, um eine quer, insbesondere in Querrichtung zur Längsrichtung, liegende Schwenkachse.

Bei lotrecht zueinander liegenden Reihen mit gleicher Anzahl und Leuchtenposi tionierung können zusätzlich die einander entsprechenden Leuchten einer Reihe zusammengefasst und auch mechanisch gemeinsam zur Erzielung einer solchen Verschwenkung bewegt werden.

Ebenso können auch die Leuchten einer Reihe mechanisch miteinander verbun den werden, wobei eine gemeinsame Verstellung in den Reihen oder Zeiten nicht unbedingt eine Verstellung aller Leuchten dieser Reihe oder Zeile um den glei chen Winkelbetrag bewirken muss, sondern auch eine Relation der Winkelver stellungen der einzelnen Leuchten innerhalb einer Reihe beziehungsweise Zeile zueinander festgelegt werden kann.

Dadurch, dass die Leuchten in Reihen zusammengefasst sind, ist der Aufwand für einen mechanische oder motorische Verstellung der Leuchten geringer als bei Verstellung jeder einzelnen Leuchte um ein oder gar zwei separate Schwenkach sen.

So kann beispielsweise die Justierung des Schwenkwinkels der Leuchten um eine in Querrichtung liegende Achse innerhalb jeder Reihe manuell vor Beginn der Si mulation erfolgen, und während des Ablaufes der Simulation werden nur die ein zelnen Reihen von Leuchten, beispielsweise sechs oder zehn Reihen insgesamt, separat in ihrer Schwenklage um die Längsachse verstellt. Dies kann mit einem Motor pro Reihe geschehen, aber auch - bei entsprechender Koppelung der Rei hen - mittels nur eines einzigen Stellmotors.

Selbst die zeilenweise Verstellung der Leuchten innerhalb der Reihen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander kann wiederum mittels eines Motors pro Zeile, aber auch - bei entsprechender mechanischer Koppelung - mittels nur ei nes einzigen Stellmotors für alle Zeilen gemeinsam erfolgen.

Gleiches gilt für das sogenannte mechanische Dimmen, also das nachfolgend noch näher beschriebene Verlagern der Lichtquelle im insbesondere paraboloiden Reflektor der Leuchte zur Veränderung der Beleuchtungsintensität. Der Ablauf und die Koordinierung der einzelnen notwendigen mechanischen Verstellungen erfolgt dabei über eine Steuerung, insbesondere eine elektronische Steuerung, die auch in der Lage ist, die vorgegebene zwei- oder dreidimensionale Struktur der Beleuchtungsoberfläche als Eingabeparameter hinsichtlich des Abstandes der zu beleuchtenden Oberfläche zur jeweiligen Leuchte umzurechnen und abhängig hiervon beispielsweise Einfallswinkel und Beleuchtungsintensität der jeweiligen Leuchte bzw. Reihe oder Zeile von Leuchten zu steuern. Zusätzlich wird erfin dungsgemäß vorgeschlagen, die für ein bestimmtes Beleuchtungsobjekt, bei spielsweise einen Pkw, eingesetzte Anzahl von Leuchten drastisch zu erhöhen und stattdessen die Leistung pro Leuchte zu senken, beispielsweise auf über 50 Leuchten pro Anlage mit maximal 2500 oder gar maximal nur 1500 Watt pro Leuchte.

Die vorerwähnte sogenannte mechanische Dimmung erfolgt dadurch, dass bei den Leuchten, deren Reflektor in der Regel paraboloid geformt ist, um die Strah len parallel zueinander austreten zu lassen, entsprechend dem parallel auf der Erde eintreffenden Sonnenlicht, die Lichtquelle, also bei Glühlampen die Glüh wendel und bei Gasentladungslampen der Lichtbogen zwischen zwei Polen, aus dem Brennpunkt des Paraboloids heraus verschoben wird, vorzugsweise entlang der optischen Achse, also der Rotationsachse des paraboloiden Reflektors.

Dadurch nimmt das Maß an Reflexionen innerhalb des Reflektors zu, somit auch die Menge des vom Reflektor absorbierten Lichts, womit die Menge des auf das Beleuchtungsobjekt abgegebenen Lichtes vermindert wird.

Die Vorgehensweise bei der Simulation des Sonnenlichts gegenüber dem Stand der Technik unterscheidet sich dadurch, dass zunächst - zum Beispiel bei stati scher Beleuchtung des Beleuchtungsobjekts - zunächst die Winkelstellung der Reihen und/oder Zeilen von Leuchten, insbesondere der einzelnen Leuchten se parat, bezüglich der Beleuchtungsanlage, insbesondere deren Tragrahmen, so eingestellt wird, dass der Auftreffwinkel der Strahlenbündel auf dem Beleuch tungsobjekt einem beabsichtigten fiktiven Sonnenstand entspricht. Auch eine Ein stellung abweichend von der natürlichen Sonnenbestrahlung kann vorgenommen werden, beispielsweise kann der Einfallswinkell auf der Oberfläche des beleuch teten Objekts an allen dessen Stellen jeweils zum Beispiel senkrecht zur Oberflä che eingestellt werden. Bei dynamischer Simulation des Sonnenlichts, also Simu lation des Sonnenverlaufs über einen Tag oder über ein Jahr etc. wird zusätzlich entsprechend dem fiktiven Sonnenstand während der Simulation, also der Be strahlung des Beleuchtungsobjektes, gegebenenfalls auch in kurzen hierfür vor gesehenen Beleuchtungspausen, die Winkelstellung der Reihen und/oder Zeilen und/oder der einzelnen Leuchten separat verändert, und gegebenenfalls zusätz lich auch die Lage der Beleuchtungsanlage, insbesondere deren Tragrahmen re lativ zum Beleuchtungsobjekt verändert, wiederum analog zur Veränderung des zu simulierenden Sonnenstandes.

Zusätzlich zur Einstellung der Winkelstellungen erfolgt auch - sowohl statisch als auch dynamisch - die Einstellung beziehungsweise Veränderung der mechani schen Dimmung der einzelnen Leuchten entweder separat oder reihenweise und/oder zeilenweise.

b) Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 19 gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

c) Ausführungsbeispiele

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Prinzipdarstellung der Beleuchtungsanlage,

Fig. 2 eine Darstellung der einzelnen Leuchte,

Fig. 3 eine Darstellung des Tragrahmens in Blickrichtung III der Fig. 1,

Fig. 4 eine Darstellung des Tragrahmens in Blickrichtung IV der Fig. 1,

Fig. 4a einen alternativen Verstellmechanismus,

Fig. 5 eine Aufsicht auf den Tragrahmen 2 von oben und

Fig. 6 eine Detaildarstellung eines anderen Verstellmechanismus alternativ zu dem der Fig. 3 und 4.

Fig. 1 zeigt auf dem Untergrund stehend das Beleuchtungsobjekt 22, in diesem Fall einen Pkw, und darüber befestigt den Tragrahmen 2, an dem alle Leuchten 3a, b, c. . . befestigt sind. Der Tragrahmen 2 ist in einer Horizontalen montiert und sowohl in seiner Längsrichtung 10 als auch in seiner Querrichtung 11 beweglich, zum Beispiel an der Decke des nicht dargestellten umgebenden Raumes, befe stigt.

Der Tragrahmen 2 könnte anstelle einer ebenene Form auch in Längsrichtung 10 und/oder in Querrichtung 10 leicht gewölbt, mit Öffnung nach unten, ausgebildet sein, um den von den Fahrzeugaußenkanten zur Fahrzeugmitte hin abnehmen den Abstände zwischen Beleuchtungsobjekt 22 und den Leuchten 3 etwas zu kompensieren.

Die Leuchten 3 sind mit Abstrahlrichtung nach unten am Tragrahmen 2 in mehre ren Reihen 4a - e montiert, die vorzugweise parallel zueinander verlaufen. In der Normalstellung strahlen die Leuchten 3 lotrecht nach unten ab, wobei sich die Zielflächen 12a, b, c der Strahlbündel der einzelnen Leuchten 3a, b, c. . . auf dem Untergrund beziehungsweise dem beleuchteten Objekt 22 so ergänzen bezie hungsweise geringfügig überschneiden, dass das Beleuchtungsobjekt 22 voll ständig bestrahlt wird.

Eine einzelne solche Leuchte ist in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt:
Die Leuchte 3 umfasst einen Reflektor 13, der auf der reflektierenden Innenseite die Form eines um die optische Achse 19 rotierenden Paraboloids besitzt, wes halb die vom Brennpunkt 26 dieses Paraboloids ausgehenden Lichtstrahlen am Reflektor 13 reflektiert und von dort parallel zur optischen Achse 19 des Parabo loids abgestrahlt werden, also parallel zueinander. Die Leuchtquelle, im Fall einer Gasentladungslampe bestehend aus zwei elektrischen, beabstandeten Polen 14a, b, die mit einer nicht dargestellten Stromversorgung verbunden sind, liegt für eine optimale Lichtausbeute der Leuchte im Brennpunkt 26. Wegen der eindimen sionalen Ausdehnung der Leuchtquelle sind die Pole 14a, b vorzugsweise auf der optischen Achse auf einander gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Brenn punktes 26 angeordnet. Leuchtquelle und Reflektor 13 sind vorzugsweise in ei nem Gehäuse 25 montiert. Ein Dimm-Motor 23 ist mit der Leuchtquelle 14 me chanisch verbunden und kann diese Leuchtquelle entlang der optischen Achse 19 bezüglich des Reflektors 13 vom Brennpunkt 26 weg verlagern mit der Folge, dass der vom Reflektor 13 absorbierte Anteil, der vom Reflektor 13 in Wärme um gesetzt wird, ansteigt, und die den Reflektor 113 und damit die Leuchte 3 verlas sende Lichtmenge reduziert wird. Auch der Dimm-Motor 23, der in Fig. 2 nur für eine einzige Leuchte 3 die mechanische Dimmung bewirkt, ist vorzugsweise am Motor im Gehäuse 25 befestigt.

Bei reihen- und zeilenweiser Anordnung der Leuchten wie etwa im Tragrahmen 2 der Fig. 1 kann ein solcher Dimm-Motor auch jeweils eine ganze Reihe 4a, b. . . und/oder Zeile . . .x, y, z verstellen hinsichtlich der Position der Leuchtquellen 14 in den Reflektoren 13 der jeweiligen Leuchten 3.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Möglichkeiten der gemeinsamen Verstellung der Leuchten in Anpassung einerseits an die Kontur des Beleuchtungsobjektes 22 und andererseits zur dynamischen Verstellung der Abstrahlrichtung der Leuchten bezüglich des Rahmens 2, um einen Sonnenumlauf zum Beispiels eines Tages bezüglich des Beleuchtungsobjektes 22 zu simulieren.

Zu diesem Zweck umfassen die Leuchten 3 jeweils einen Schwenkarm 27, der vom hinteren Ende des Gehäuses 25 der Leuchte 3 abragt, vorzugsweise über den Tragrahmen 2 nach oben hinaus, so dass oberhalb des Tragrahmens 2 die Schwenkeinheit 8 bzw. 8' an den Schwenkarmen 27 der einzelnen Leuchten 3a, b, c. . . angreifen kann, die über jeweils mindestens eine Schwenkachse 5a, b, c gegenüber dem Tragrahmen 2, insbesondere der Beleuchtungsanlage 1, ver schwenkbar sind.

Die einzelnen Leuchten 5a, b. . . sind dabei zwei quer zueinander verlaufende Richtungen in der Ebene des Tragrahmens 2 oder zumindest nicht senkrecht zu dessen Hauptebene verlaufend, und können in einem einzigen Gelenk, beispiels weise einem Kugelgelenk, realisiert sein, zumal nur eine begrenzte Verschwen kung der einzelnen Leuchte gegenüber dem Tragrahmen in den beiden Schwenkrichtungen erforderlich ist.

Wie Fig. 3a zeigt, umfasst die Schwenkeinheit 8 zum Bewegen einer ganzen Rei he zum Beispiel 4a von Leuchten 3 einen Betätigungshebel 8a, der sich entlang der Leuchten 3, a, b, c. . ., insbesondere deren Schwenkarmen 27a, b, c. . . dieser Rei he 4a erstreckt und mit diesen an einem von dem Gelenk 30 beabstandeten Punkt wirkverbunden ist. Die Befestigung 28 zwischen dem Betätigungshebel 8a und dem jeweiligen Schwenkarm 27 muss dabei nicht bei jeder Leuchte der Reihe den gleichen Abstand vom jeweiligen Gelenk 5 aufweisen. Durch einen von außen zur Mitte der Reihe hin zunehmenden Abstand, und damit einem durchgehenden, gebogenen Betätigungshebel 8a kann die Verschiebung des Betätigungshebels 8a in seiner Längsrichtung unterschiedlich große Schwenkwinkel der einzelnen damit verbundenen Leuchten bewirken, in diesem Beispiel einen etwas geringe ren Schwenkwinkel αa bei zum Beispiel der äußersten Leuchte einer Reihe ge genüber dem Schwenkwinkel αm bei der mittleren Leuchte dieser Reihe.

Auch ein von einem Ende der Reihe zum anderen Ende zunehmender Abstand und damit zunehmender Schwenkwinkel kann gewählt werden, je nach dem zu simulierenden Ablauf

Fig. 3b stellt einen gebogenen Betätigungshebel 8a dar, der mit seiner konkaven Seite nach unten, also in Abstrahlrichtung der Leuchten, weist, einen von der Mittelstellung der Leuchten 3 ausgelenkten Zustand dar.

Dabei wird der Betätigungshebel 8a von einem Motor 16a in seiner Längsrichtung verschoben, der vorzugsweise auf dem Tragrahmen 2 befestigt ist.

Fig. 4 zeigt die Beleuchtungsanlage 1 quer zur Blickrichtung der Fig. 3, also be trachtet in Längsrichtung 10, der Verlaufsrichtung der einzelnen Reihen 4a, b ,c. . .

Die einander entsprechenden Leuchten einer Reihe 4a, b, c. . . bilden eine Zeile . . .x, y, z, wie der Fig. 1 zu entnehmen, und sind ebenfalls wieder über einen Betäti gungshebel 8b zeilenweise gekoppelt, der gelenkig mit den Schwenkarmen 27 aller Leuchten 3 dieser Zeile verbunden ist.

Der Betätigungshebel 8b ist in diesem Fall gerade, und der Abstand der einzelnen Befestigungen 29 zwischen dem Betätigungshebel 8b und dem Schwenkhebel 27 der jeweiligen Leuchte 3 besitzt jeweils den gleichen Abstand zu deren Gelenk 30 gegenüber dem Tragrahmen 2.

Dementsprechend werden durch Betätigung des Betätigungshebels 8b die damit gekoppelten Leuchten 3 dieser Zeile z um gleiche Winkelbeträge bezüglich der in Längsrichtung 10 verlaufenden Schwenkachse 6 des Gelenks 30 der Leuchten 3 gegenüber dem Tragrahmen 2 verschoben.

Auch in dieser Querrichtung 11 wird der Betätigungshebel 8b mittels eines Motors 16b bewegt, der wiederum am Tragrahmen 2 fixiert ist.

Fig. 4a zeigt - alternativ zu den Fig. 3 - eine alternative Verstellmöglichkeit. Dabei sind die Leuchten 3 einer Reihe z. B. 4a in einer gemeinsamen Leuchten wanne 32 montiert, und die gesamte Wanne wird - um eine zum Beispiel in Längsrichtung verlaufende Schwenkachse 5 - bezüglich des Tragrahmens 2 ver schwenkt, beispielsweise mit Hilfe einer von einem Motor 16a angetriebenen Ge windespindel, die an der Wanne 32 außerhalb der Schwenkachse 5 angreift.

Fig. 5 zeigt in der Aufsicht auf den Tragrahmen der Fig. 1 bis 4 die in Längs richtung 10 verlaufenden und parallel zueinander liegenden Betätigungshebel 8a1, 8a2, 8a3. . . für die einzelnen Reihen 4a, b, c. . . sowie die im rechten Winkel hierzu in Querrichtung 11 verlaufenden Betätigungshebel 8b1, 8b2, 8b3. . . für die einzelnen Zeilen . . .x, y, z von Leuchten, und darüber hinaus beispielhaft einige der Schwenkarme 27 der einzelnen Leuchten der Beleuchtungsanlage 1.

Sofern alle parallel zueinander liegenden Betätigungshebel 8a bzw. 8b um die gleiche Strecke bewegt werden sollen, können diese jeweils gemeinsam mittels eines an ihren Köpfen befestigten Kopplungsschienen 17 beziehungsweise 18 verschoben werden. Für jede der beiden im Winkel zueinander liegenden Kopp lungsschienen 17, 18 ist nur jeweils ein Motor 16a, b notwendig, der diese Kopp lungsschiene relativ zum Tragrahmen 2, an dem der Motor befestigt ist, in Längs richtung 10 bzw. Querrichtung 11 bewegt.

Die beiden Motoren 16a, b werden hinsichtlich des bewirkten Weges und der Zeit punkte von einer elektronischen Steuerung 9, die wie dargestellt am Tragrahmen 2, aber auch abseits davon befestigt sein kann, bewegt.

Anstelle der vielen parallel zueinander verlaufenden Betätigungshebel 18a bzw. 18b kann auch jeweils eine Betätigungsplatte verwendet werden, die sich über die gesamte Fläche, auf der die Leuchten bzw. deren Betätigungsarme 27 verteilt sind, erstreckt.

In jedem Fall muss jedoch bei den Betätigungshebeln 8b deren Verlagerung in Längsrichtung 10 durch Verschwenken der Leuchten 3 und deren Schwenkarme 27 mittels der hierzu quer verlaufenden Betätigungsstangen 8a berücksichtigt werden. Gemäß Fig. 5 erfolgt dies durch eine Verschiebbarkeit der Betätigungs hebel 8b quer zu ihrer Längserstreckung bezüglich der sie beaufschlagenden Kopplungsschiene 18, und analog hierzu durch eine Verlagerbarkeit der Betäti gungshebel 8a bezüglich der sie beaufschlagenden Kopplungsschiene 17.

Fig. 6 zeigt eine mechanische Möglichkeit des Längenausgleichs bei der Kopp lung der beiden sich in der Aufsicht kreuzenden Betätigungshebel 8a, 8b mit ei nem Schwenkarm 27 einer Leuchte 3: der am oberen Ende des Schwenkarmes 27 angreifende Betätigungshebel 8b weist eine Durchgangsbohrung auf, durch welche sich ein Stift 33 hindurcherstreckt, der vom im wesentlichen vertikal aufra genden Betätigungsarm 27 quer in Längsrichtung 10 abragt.

Bei Verschwenken des Betätigungsarmes 27 mittels des in Längsrichtung 10 ver laufenden anderen Betätigungshebels 8a, also Verschwenkens um eine in Quer richtung 11 liegende Schwenkachse 6, die ja nur begrenzt benötigt wird, ver schiebt sich der Stift 33 in Längsrichtung 10 in der Durchgangsöffnung des Betäti gungshebels 8b, die mechanische Wirkverbindung zwischen dem Schwenkarm 27 und dem Betätigungshebel 8b bleibt jedoch erhalten.

Auch eine Verschiebbarkeit der Befestigungen 28, 29 der Betätigungshebel 8a, 8b am Schwenkarm 27 entlang der Längserstreckung kann vorgesehen werden, um die zeilenweise bzw. reihenweise Relation der Winkelauslenkungen der einzelnen Leuchten innerhalb einer Reihe bzw. Zeile zueinander zu steuern.

Bezugszeichenliste

1

Beleuchtungsanlage

2

Tragrahmen
3a, b Leuchten

4

Leuchten-Reihe
5a, b Schwenkachse
6a, b Schwenkachse
7a, b Schwenkeinheit

8

Betätigungseinheit
8a, b Betätigungshebel

9

Steuerung

10

Längsrichtung

11

Quer-Richtung

12

Zielfläche

13

Reflektor

14

Leuchtquellen

15

Sensor
16a, b Motor

17

Kopplungsschiene

18

Kopplungsschiene

19

optische Achse

20

Längsmittelebene

21

Querebene

22

Beleuchtungsobjekt

23

Dimm-Motor
24a, b Lichtstrahl

25

Gehäuse

26

Brennpunkt

27

Schwenkarm
x, y, z Zeile

28

Befestigung

29

Befestigung

30

Gelenk

31

Gelenk

32

Wanne

33

Stift

Claims

1. Beleuchtungsanlage (1) zur Sonnensimulation mit
wenigstens einem über dem Beleuchtungsobjekt (22) anzuordnenden Trag rahmen (2),
in dem mehrere einzelne Leuchten (3a, b. . .) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Leuchten (3a, 3b. . .) zu parallelen Leuchtenreihen (4a, 4b) zusammen gefaßt sind,
die Leuchten (3a, b, c. . .) wenigstens getrennt nach Leuchtenreihen ansteuer bar sind,
die Leuchten (3a, 3b. . .) in ihrer Beleuchtungsintensität einstellbar sind unter Beibehaltung des Wellenlängenspektrums der Leuchte (mechanische Dim mung), und
die Leuchtenreihen (4a, 4b. . .) gegenüber dem Tragrahmen (2) verschwenk bar sind um eine Schwenkachse (5a, 5b. . .), die in Längsrichtung (10) der Leuchtenreihen (4) verläuft.

2. Beleuchtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsanlage (1) in Querrichtung (11) zur Längsrichtung (10) beweg lich, insbesondere verschiebbar, ist.

3. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten (3a, 3b) innerhalb jeder Reihe (4a, 4b. . .) verschwenkbar, insbeson dere innerhalb einer Reihe unabhängig voneinander verschwenkbar sind, um eine quer zur Längsrichtung (10), insbesondere in Querrichtung (11), liegende Schwenkachse (6a, 6b. . .).

4. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten innerhalb jeder Reihe mechanisch über eine Schwenkeinheit (8) miteinander verbunden sind und gemeinsam um gleiche oder in Relation zueinan der festgelegte Winkelbeträge verschwenkbar sind.

5. Beleuchtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten innerhalb jeder Zeile (. . . x, y, z) mechanisch über eine Schwenkein heit (8) miteinander verbunden sind und gemeinsam um gleiche oder in Relation zueinander festgelegte Winkelbeträge verschwenkbar sind.

6. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsanlage (1) in Längsrichtung (10) beweglich ist.

7. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der Reihen (4a, 4b. . .) und/oder der Zeilen (. . . x, y, z) und/oder der einzelnen Leuchten (3a, 3b, . . .) mittels eines, mehrerer oder gar für jede Leuchte separaten Motoren bewirkt wird.

8. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (9), insbesondere eine elektronische Steuerung (9), die Ver schwenkungen und das mechanische Dimmen koordiniert, insbesondere koordi niert zueinander, ablaufen läßt.

9. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten (3a, 3b) und insbesondere der Tragrahmen (2) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.

10. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (2) nur horizontal verfahrbar ist.

11. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten (3a, 3b. . .) zusätzlich elektrisch dimmbar sind unter Veränderung des Wellenlinienspektrums, insbesondere über variable Vor-Widerstände.

12. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (9) in der Lage ist, eine vorgegebene Beleuchtungsstärke auf einer Objektoberfläche in vorgegebenem Abstand und vorgegebenem Winkel zur Leuchte mittels elektrischer und/oder mechanischer Dimmung und Verschwen kung der Leuchte oder mehrerer Leuchten zu bewirken.

13. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (9) in der Lage ist, die Oberflächenkontur des Beleuchtungsobjek tes (22) als wenigstens zweidimensionale, insbesondere dreidimensionale, Ziel fläche (12) eingegeben zu erhalten und in jeder Lage der Beleuchtungsanlage (1) Abstand und Winkellage der Teil-Zielflächen (12a, 12b. . .) für jede Leuchte (3a, 3b. . .) zu bestimmen und Winkellage und Dimmung jeder Leuchte entsprechend zu steuern.

14. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsanlage zur vollständigen Beleuchtung eines Personenkraftwa gens mindestens zwanzig, insbesondere mindestens fünfzig Leuchten (3a, 3b, . . .) umfaßt.

15. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten eine Leistung von jeweils maximal 2.500 W, insbesondere jeweils von maximal 1.500 W aufweisen.

16. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchten einen paraboloiden Reflektor (13) aufweisen, und die Lichtquelle relativ zum Reflektor (13) verschiebbar, insbesondere entlang der Symmetrieach se des paraboloiden Reflektors (13) verschiebbar, ist und auch den Brennpunkt (10) des paraboloiden Reflektors einnehmen kann.

17. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle in der Lage ist, Licht mit einem Wellenlängen-Spektrum wenigstens ähnlich, insbesondere identisch der des natürlichen Sonnenlichts abzugeben und insbesondere eine Gasentladungslampe ist.

18. Beleuchtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (14a, 14b) der Entladungslampe zur Bildung des Lichtbogens auf der Symmetrieachse des paraboloiden Reflektors angeordnet und gemeinsam ver schiebbar sind.

19. Verfahren zum Beleuchten eines Beleuchtungsobjektes (22) unter Simulie rung der parallel auf dem Beleuchtungsobjekt (22) auftreffenden Lichtstrahlen unter Verwendung mehrerer Leuchten in begrenztem Abstand vom Beleuch tungsobjekt (22), wobei die Leuchten (3a, b. . .) parallele Lichtstrahlen abgeben und die Leuchten hinsichtlich des Auftreffwinkels ihres Strahlbündels auf dem Be leuchtungsobjekt (22) verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchten (3a, b. . .) während der Sonnensimulation verstellt, insbesondere schrittweise oder kontinuierlich verstellt, werden, insbesondere analog des natürli chen Sonnenumlaufes.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsstärke auf der Oberfläche des Beleuchtungsobjektes (22) gere gelt wird, insbesondere analog zum natürlichen Sonnenverlauf innerhalb eines Tages.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenlängen-Spektrum des von den Leuchten (3a, b. . .) abgegebenen Lichts verändert wird, insbesondere analog zur Veränderung des Wellenlängenspek trums des natürlichen Sonnenlichts, insbesondere innerhalb eines Tages.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Leuchten (22) zum Beleuchtungsobjekt (22) verändert wird zur Erzielung der gewünschten Ergänzung bzw. Überlappung der durch die einzelnen Leuchten beleuchteten Flächen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsanlage (1) relativ zum Beleuchtungsobjekt (22) bewegt wird zur Simulierung der Position der Sonne, insbesondere analog eines Sonnenumlaufes an einem Tag.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eines der vorgenannten Parameter erfolgt mittels Beleuchtungs- Intensitäts-Sensoren (15) auf oder nahe an der Oberfläche des Beleuchtungsob jektes (22).