DE102012014715A1 - Verfahren für die Detektion optischer Signale - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Detektion optischer Signale mit einem Lichtmodul (10) mit zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen (20) mit jeweils wenigstens einer LED (30), aufweisend die folgenden Schritte: – Betreiben der zumindest zwei Lichtquellen (20) mit zeitverschobenen Ein/Aus-Zeiten, – Detektion optischer Signale mit der Lichtquelle (20), welche sich jeweils in der Aus-Zeit befindet.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Detektion optischer Signale mit einem Lichtmodul, ein Lichtmodul für die Detektion optischer Signale sowie die Verwendung eines solchen Lichtmoduls für eine Operationsleuchtvorrichtung.
• Verfahren für die Detektion optischer Signale sind grundsätzlich bekannt. So weisen zum Beispiel Lichtmodule von Ausleuchtvorrichtungen zusätzliche Detektoren auf, um optische Signale wahrzunehmen. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine Rückmeldung hinsichtlich einer reflektierten Amplitude von einem solchem Detektor erkannt werden. Wird für eine Ausleuchtvorrichtung ein Ausleuchtbereich definiert, so kann es sinnvoll sein, eine Rückmeldung hinsichtlich der Ausleuchtsituation zu erhalten. Basierend auf dieser Rückmeldung kann eine Nachregelung der Ausleuchtung erfolgen, sodass zum Beispiel einzelne Abschattungen durch Abschattungsobjekte ausgeglichen bzw. kompensiert werden können. Bei bekannten Lichtmodulen sind hierfür separate Detektoren notwendig, welche die optischen Signale, insbesondere das von anderen Lichtquellen ausgesandte Licht, wahrnehmen können.
• Nachteil bekannter Verfahren und bekannter Lichtmodule ist es, dass die Detektion durch zusätzliche Bauteile in Form von zusätzlichen Detektoren erfolgen muss. Diese benötigen zusätzlichen Bauraum, wodurch die Baugröße bekannter Lichtmodule vergrößert wird. Darüber hinaus erzeugen zusätzliche Bauteile in Form der Detektoren zusätzliche Kosten und zusätzlichen Materialaufwand. Ein weiterer Nachteil ergibt sich, da die zusätzlichen Detektoren nicht die exakt gleiche optische Blickrichtung besitzen, was sich insbesondere bei nahen Objekten störend auswirken kann.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Detektion optischer Signale mit einem Lichtmodul, ein solches Lichtmodul zur Detektion optischer Signale sowie die Verwendung eines Lichtmoduls für eine Operationsleuchtvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger und einfacher Weise vorzugsweise eine zeitlich durchgängige Detektion mit geringen Kosten und geringem Konstruktionsaufwand ermöglichen.
• Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Lichtmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie durch die Verwendung eines Lichtmoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lichtmodul und der erfindungsgemäßen Verwendung eines Lichtmoduls und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
• Ein erfindungsgemäßes Verfahren für die Detektion optischer Signale wird für ein Lichtmodul mit zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen mit jeweils wenigstens einer LED verwendet. Ein solches Verfahren weist erfindungsgemäß die folgenden Schritte auf:
• – Betreiben der zumindest zwei Lichtquellen mit zeitverschobenen Ein/Aus-Zeiten,
• – Detektion der optischen Signale mit der Lichtquelle, welche sich jeweils in der Aus-Zeit befindet.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Lichtquellen des Lichtmoduls neben ihrer Hauptfunktion zur Emission von Licht auch mit einer Sekundärfunktion belegt. Diese Sekundärfunktion ist die Detektion optischer Signale, also zum Beispiel die Detektion von Amplituden von empfangenem Licht. Dabei macht sich die Erfindung den Grundsatz zunutze, dass LEDs, insbesondere einige dafür ausgelegte LED-Typen, auch als Strahlungsempfänger bzw. Fotodetektoren eingesetzt werden können. Damit erfolgt eine Doppelbelegung dieser Lichtquellen, sodass der zusätzliche Kostenaufwand und der zusätzliche Konstruktionsaufwand für separate Detektoren, wie sie bei bekannten Ausleuchtvorrichtungen verwendet werden, vermieden werden können.
• Ein erfindungsgemäßes Verfahren behebt darüber hinaus den Nachteil, dass eine LED, welche als Lichtquelle Licht emittieren und optische Signale wahrnehmen soll, jeweils nur eine dieser beiden Funktionen gleichzeitig erfüllen kann. Dafür werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei dem Lichtmodul zumindest zwei Lichtquellen vorgesehen. Diese werden erfindungsgemäß mit zeitverschobenen Ein/Aus-Zeiten betrieben, sodass immer zumindest eine der beiden Lichtquellen sich im Aus-Zustand, also in der Aus-Zeit, befindet.
• Bei bekannten LEDs wird zur Helligkeitsregelung häufig die sogenannte Pulsweitenmodulation verwendet. Das bedeutet, dass für die Einstellung einer bestimmten Helligkeit nicht ein bestimmter Prozentsatz der Maximalhelligkeit der LED eingestellt wird, sondern vielmehr nur über einen bestimmten Zeitanteil (Ein-Zeit) die LED zur Emission von Licht verwendet wird. Während eines entsprechend korrelierenden Zeitanteils (Aus-Zeit) befindet sich die LED im Aus-Zustand, sodass kein Licht emittiert wird. Diese bisher ungenutzten Aus-Zeiten werden nun für die Detektion von Signalen verwendet. Aufgrund der Tatsache, dass wenigstens zwei mit solchen Ein/Aus-Zeiten betriebene Lichtmodule mit Lichtquellen im Lichtmodul vorliegen, können sich diese beiden Lichtquellen sozusagen gegenseitig überwachen, sodass immer eine der beiden Lichtquellen im Aus-Zustand die Detektionsfunktion zur Verfügung stellt. Auf diese Weise wird es sozusagen möglich, dass das Lichtmodul mit den zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen sich selbst überwacht.
• Die zeitverschobene Ausbildung der Ein/Aus-Zeiten der zumindest zwei Lichtquellen erfolgt vorzugsweise derart, dass sich die Aus-Zeiten der zumindest zwei Lichtquellen nicht überlappen. Die ausgesendeten Signale bzw. die detektierten Signale der zumindest zwei Lichtquellen sind jedoch sonst vorzugsweise identisch. Somit kann immer diejenige Lichtquelle, welche sich in der Aus-Zeit befindet, die Detektionsfunktion übernehmen. Für das gesamte Lichtmodul befindet sich somit vorzugsweise immer eine der Lichtquellen im Aus-Zustand bzw. in der Aus-Zeit, sodass für das Lichtmodul eine quasi-kontinuierliche Detektion der optischen Signale zur Verfügung gestellt werden kann. Dies ist ein großer Vorteil, da die LEDs vorzugsweise bereits hinsichtlich der von ihnen emittierten Lichtart spezifisch ausgebildet sind. Diese Spezifität besteht dementsprechend auch für eine spezifische Detektion der entsprechend ausgesendeten Lichtart innerhalb der Detektionsfunktion der optischen Signale.
• Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul kann dabei zum Beispiel in einer Ausleuchtvorrichtung eingesetzt werden, welche eine Vielzahl von Lichtmodulen aufweist. Jedes dieser Lichtmodule ist in erfindungsgemäßer Weise mit einer solchen Detektionsverfahrensfunktion ausgebildet, sodass zum Beispiel Abschattungseffekte eines Ausleuchtbereichs durch dieses Detektionsverfahren wahrgenommen werden können. Auf diese Weise kann kostengünstig und einfach eine Ausgleichsfunktion für solche Abschattungssituationen zur Verfügung gestellt werden, sodass nicht abgeschattete Lichtmodule mit einer höheren Lichtintensität arbeiten, um den abgeschatteten Bereich zusätzlich auszuleuchten.
• Der Versatz bei dem zeitverschobenen Betrieb der beiden Lichtquellen hinsichtlich ihrer Aus-Zeiten muss nicht zwangsläufig ganzzahlig sein. Wichtig ist jedoch, dass zumindest abschnittsweise eine der Lichtquellen an und eine der Lichtquellen aus ist, um die Zeitverschiebung hinsichtlich der Möglichkeit der Detektion optischer Signale in der Aus-Zeit einer der Lichtquellen zur Verfügung zu stellen. In idealer Weise liegt ein vollständiger oder im Wesentlichen vollständiger Phasenversatz vor, sodass immer zumindest eine der Lichtquellen sich in der Aus-Zeit befindet. Dabei hängt die Länge der Aus-Zeit genauso wie die Länge der Ein-Zeit bei der Regelung durch Pulsweitenmodulation von der gewünschten Lichtintensität ab. Je höher die gewünschte bzw. geforderte Lichtintensität des Lichtmoduls ist, desto länger sind die Ein-Zeiten und desto kürzer sind die Aus-Zeiten, in welchen das Detektionsverfahren durchgeführt werden kann. Je höher also die maximale Lichtintensitätsforderung ist, desto höher muss die maximale Anzahl der zumindest zwei Lichtquellen ausgebildet sein. Konstruktiv wird ein Lichtmodul also vorzugsweise hinsichtlich seiner maximal zur Verfügung stehenden Lichtintensitätsleistung ausgewählt bzw. ausgebildet sein. Dementsprechend wird sich die Anzahl der zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen auch an der maximalen Lichtintensität und dementsprechend an der minimalen zugehörigen Aus-Zeit während der Pulsweitenmodulation dieser Lichtquellen orientieren.
• Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dahingehend weitergebildet werden, dass eine Auswertung der detektierten optischen Signale erfolgt. Dabei wird mit Bezug auf die Anzahl der Lichtquellen ein Korrekturfaktor berücksichtigt, welcher als Korrekturfaktor m – 1 sich auf die Anzahl m der Lichtquellen bezieht. Dieser Korrekturfaktor rührt von der Tatsache, dass während der Detektion immer eine der Lichtquellen sich im Aus-Zustand, nämlich im Detektionszustand befindet. Dementsprechend kann das Signal des eigenen Lichtmoduls nur der Amplitude nach, jedoch nicht dem Ein/Aus-Verlauf nach, detektiert werden. Dementsprechend wird als summarische Helligkeit nur die Helligkeit von m – 1-Strahlern berücksichtigt, weshalb der bestimmte Anteil des eigenen Lichtmoduls hinsichtlich der Messamplitude um den Faktor m – 1/m zu klein ist. Wird dieser Korrekturfaktor berücksichtigt, kann auch eine Aussage über die summarische Helligkeit getroffen werden, obwohl zur Detektion eine eigene Lichtquelle des Lichtmoduls Verwendung findet, welche sich zum Zeitpunkt der Detektion in der Aus-Zeit befindet.
• Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Auswertung der detektierten optischen Signale erfolgt und dabei mit Bezug auf das Puls-Pausen-Verhältnis V der Ein-Zeit T₁ und der Aus-Zeit T₀ der Korrekturfaktor 1 + 1/V berücksichtigt wird. Das Puls-Pausen-Verhältnis V ist dabei wie folgt definiert: V = T₁/T₀
• Der voranstehend definierte Korrekturfaktor bezieht sich auf die bestimmte und ausgewertete mittlere Helligkeit des Lichtmoduls. Um auch diese mittlere Helligkeit korrekt erfassen zu können, ist das Puls-Pausen-Verhältnis des Lichtmoduls zu berücksichtigen. Aufgrund der Tatsache, dass hinsichtlich der mittleren Helligkeit die Messamplitude auf eine Lichtquelle zu wenig verteilt wird, nämlich diejenige Lichtquelle, welche sich im Detektionszustand und damit in der Aus-Zeit befindet, ist die gemessene Messamplitude um den Faktor 1 + 1/V zu groß. Wird dieser Faktor als Korrekturfaktor verwendet, kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zusätzlich auch die mittlere Helligkeit des Lichtmoduls bei der Auswertung bestimmt werden, ohne einen zusätzlichen Detektor einsetzen zu müssen.
• Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Lichtmodul mit zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen mit jeweils wenigstens einer LED. Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine Recheneinheit vorgesehen ist, welche die zumindest zwei Lichtquellen mit zeitverschobenen Ein/Aus-Zeiten betreibt. Weiter wird durch die Recheneinheit mit der Lichtquelle, welche sich jeweils in der Aus-Zeit befindet, eine Detektion optischer Signale durchgeführt. Ein solches Lichtmodul kann zum Beispiel für eine Ausleuchtvorrichtung, insbesondere eine Operationsleuchtvorrichtung, eingesetzt werden. Die Recheneinheit ist dementsprechend vorzugsweise zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar, sodass die gleichen Vorteile erzielt werden, wie sie ausführlich hinsichtlich eines erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert worden sind. Die LED wird dementsprechend ebenfalls wieder hinsichtlich der Erzeugung einer vorgegebenen Lichtintensität durch Pulsweitenmodulation geregelt. Durch die zeitverschobene Betriebsart der zwei Lichtquellen hinsichtlich der Ein/Aus-Zeiten wird sich immer zumindest eine Lichtquelle in der Aus-Zeit befinden, sodass die Sekundärfunktion der Detektion optischer Signale durchgeführt werden kann.
• Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Anzahl m der Lichtquellen in Abhängigkeit des Puls-Pausen-Verhältnisses V zwischen Ein-Zeit T₁ und Aus-Zeit T₀ vorgesehen ist, insbesondere nach folgender Vorgabe: m = 1 + V mit V = T₁/T₀
• Die voranstehende Vorgabe ist insbesondere hinsichtlich der Auslegung bzw. bei der Regelung des Lichtmoduls hinsichtlich der Aufteilung entsprechender Lichtquellenuntergruppen entscheidend. Wird über das Puls-Pausen-Verhältnis ein maximales Puls-Pausen-Verhältnis vorgegeben, welches sich ergibt bei der maximal, geforderten Lichtintensität des Lichtmoduls, so kann auf dieses Maximum eine Auslegung der maximal notwendigen Anzahl von Lichtquellen erfolgen. Ist zum Beispiel ein maximales Puls-Pausen-Verhältnis vorgesehen, bei welchem die Ein-Zeit 75% und die Aus-Zeit 25% einer Ein/Aus-Phase beträgt, so ist das Puls-Pausen-Verhältnis V = 3. Dementsprechend werden vier Lichtquellen notwendig, welche in dem erfindungsgemäßen Lichtmodul bzw. für ein erfindungsgemäßes Verfahren einzusetzen sind. Damit kann sichergestellt werden, dass immer ausreichend Lichtquellen zur Verfügung stehen, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Für ein V von zum Beispiel 9, das heißt eine Ein-Zeit von bis zu 90% und eine Aus-Zeit von 10% ergibt sich also zum Beispiel ein m von 10. In der Praxis sollte sich also die Anzahl m nach dem maximal zulässigen Wert für V richten. Unabhängig von dem maximalen Wert für das Puls-Pausen-Verhältnis ist jedoch zumindest eine Anzahl von zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen notwendig.
• Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul zumindest eine Detektionsvorrichtung vorgesehen ist, welche die Signale der jeweils zur Detektion genutzten Lichtquelle verstärkt, weiterleitet und/oder auswertet. Eine solche Detektionsvorrichtung weist insbesondere einen Detektionsverstärker auf. Die Detektionsvorrichtung dient dazu, auch ein Sammeln der detektierten Signale zur Verfügung zu stellen. Somit kann über die Detektionsvorrichtung ein einziger Detektionsanschluss zur Verfügung gestellt werden, welcher der Recheneinheit oder anderen Auswerteeinheiten als Anschlussschnittstelle zur Verfügung steht. Die nachgeschaltete Regelung kann zum Beispiel in der Detektionsvorrichtung selbst oder auch in separaten Regeleinheiten oder Recheneinheiten durchgeführt werden. Insbesondere erfolgt über die Detektionsvorrichtung eine zumindest eindimensionale, insbesondere zweidimensionale Signalkommunikation mit einem Steuergerät und/oder einer Auswerteeinheit.
• Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Detektionsvorrichtung zumindest einen Detektionsverstärker für die Verstärkung der detektierten Signale aufweist. Damit kann eine erleichterte Auswertung stattfinden, da auch geringe Unterschiede in der Detektion der optischen Signale durch die Verstärkung klar und deutlich für die Auswertung hervortreten. Insbesondere kann für jede einzelne Lichtquelle ein eigener Detektionsverstärker vorgesehen sein, wobei diese in einer parallelen Anordnung miteinander verschaltet sind.
• Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Detektionsvorrichtung genau einen Detektionsverstärker aufweist, welcher über eine Umschaltvorrichtung mit den Lichtquellen in signalkommunizierender Verbindung steht. Dies reduziert den Aufwand hinsichtlich der elektronischen Bauteile und der Montage weiter. So ist nur ein einziger Detektionsverstärker für alle Lichtquellen notwendig. Die Umschaltvorrichtung weist vorzugsweise für jede Lichtquelle einen einzelnen Schalter auf, sodass immer diejenige Lichtquelle bzw. diejenigen Lichtquellen mit dem Detektionsverstärker verbunden sind, welche sich momentan in der Aus-Zeit und damit im Detektionszustand befinden.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es mit Bezug auf die Ausführungsformen des voranstehenden Absatzes von Vorteil sein, wenn bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Recheneinheit ausgebildet ist, um die Umschaltvorrichtung gemäß dem Zeitraster der Ein/Aus-Zeiten der Lichtquellen zu schalten. Somit erfolgt eine Korrelation des Schattens der Ein/Aus-Zeiten der Lichtquellen mit dem Anschluss der Lichtquellen an den Detektionsverstärker. Die gleiche Modulationsfrequenz, wie sie für die Lichtquellen zur Verfügung gestellt wird, kann also zusätzlich als Modulationsfrequenz für die Umschaltvorrichtung dienen. Sie dient als Schaltfrequenz der Umschaltvorrichtung. Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass bei sich überlappenden Aus-Zeiten einzelner Lichtmodule auch zwei oder mehr Lichtquellen gleichzeitig sich in den Detektionszustand versetzen lassen, um optische Signale zu detektieren. Bei der Verwendung der Detektionsvorrichtung kann auf diese Weise eine Mehrfachmessung erkannt werden, sodass sichergestellt wird, dass kein Verfälschen durch zwei oder mehr gleichzeitige Signale von zwei oder mehr gleichzeitig sich im Detektionszustand befindlichen Lichtquellen das Ergebnis verfälschen. Die Umschaltvorrichtung kann zum Beispiel als Multiplexer ausgebildet sein.
• Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Recheneinheit ausgebildet ist, um eine Korrektur der detektierten optischen Signale durchzuführen. Insbesondere erfolgt die Korrektur hinsichtlich der summarischen Helligkeit und/oder der mittleren Helligkeit des Lichtmoduls. Dabei wird für die summarische Helligkeit zum Beispiel der Korrekturfaktor m – 1 verwendet, wobei m für die Anzahl der Lichtquellen steht. Für die mittlere Helligkeit wird zum Beispiel der Korrekturfaktor 1 + 1/V verwendet, wobei V das Puls-Pausen-Verhältnis bezeichnet. Details hierzu wurden bereits mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.
• Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul kann dahingehend weitergebildet sein, dass die Recheneihheit ausgebildet ist für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dementsprechend bringt ein erfindungsgemäßes Lichtmodul die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
• Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Lichtmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung oder eines erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Operationsleuchtvorrichtung. Da bei solchen Operationsleuchtvorrichtungen häufig eine Vielzahl von Lichtmodulen sich überlappend einen gemeinsamen Ausleuchtbereich ausleuchten, können Abschattungseffekte durch Objekte in Richtung des Ausleuchtbereichs durch nicht abgeschaltete Lichtmodule kompensiert werden. Durch die erwünschte Kompensation wird eine Detektion der aktuellen Ausleuchtsituation notwendig, welche besonders vorteilhaft durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. ein erfindungsgemäßes Lichtmodul zur Verfügung gestellt werden kann.
• Die voranstehende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten ”links”, ”rechts”, ”oben” und ”unten” beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
• 1 eine Ausführungsform erfindungsgemäßer Lichtmodule 10 in einer Ausleuchtvorrichtung,
• 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
• 3 die zeitverschobene Betriebsweise von drei Lichtquellen in erfindungsgemäßer Weise und
• 4 eine schematische Darstellung einer Schaltung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls.
• 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10, welches insgesamt sieben Lichtquellen 20 aufweist. Jede dieser Lichtquellen 20 ist bei dieser Ausführungsform sogar mit zwei LEDs 30 ausgebildet. Minimal sind erfindungsgemäß zumindest zwei Lichtquellen 20 mit jeweils zumindest einer LED 30 vorgesehen. Weiter weist die Ausführungsform der 2 eine Recheneinheit 40 auf, welche insbesondere zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Diese Recheneinheit 40 führt auch die Pulsweitenmodulation der einzelnen LEDs 30 durch, um die Lichtintensität des Lichtmoduls 10 zu regeln.
• 1 zeigt eine Ausleuchtvorrichtung 100, wie sie zum Beispiel als Operationsleuchtvorrichtung Verwendung finden kann. Bei dieser Ausführungsform sind insgesamt sieben Lichtmodule 10 vorgesehen, die insbesondere gemäß 2 ausgestaltet sein können. Sämtliche Lichtmodule 10 leuchten gemeinsam und sich überlappend einen Ausleuchtbereich 200 aus. Mit einer gestrichelten Linie ist der Detektionsstrahlengang 60 dargestellt. So kann von einem separaten Lichtmodul 10 das optische Signal, also zum Beispiel die Lichtintensität, von anderen Lichtmodulen 10 detektiert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass eine sogenannte Eigendetektion stattfindet, nämlich ein Lichtmodul 10 die eigene Lichtintensität detektiert.
• In erfindungsgemäßer Weise müssen Lichtmodule 10 dieser Ausführungsformen keine eigenen Detektoren aufweisen. Vielmehr sind die einzelnen LEDs 30 über die erfindungsgemäße Ausbildung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage, selbst optische Signale zu detektieren. Dafür sind sie in zeitverschobener Weise hinsichtlich ihrer Ein/Aus-Zeit betrieben. Dies wird zum Beispiel in 3 dargestellt.
• So zeigt 3 die Ein/Aus-Zeit-Situation von drei Lichtquellen 20. Die oberste Lichtquelle befindet sich von Beginn an in der Ein-Zeit T₁ und am Schluss der Phase in der Aus-Zeit T₀. Die mittlere Lichtquelle 20 befindet sich zu Beginn der Phase in der Ein-Zeit und schaltet zur Mitte in die Aus-Zeit, um abschließend wieder in die Ein-Zeit zu schalten. Die dritte Lichtquelle 20 ist am Beginn der Phase in Aus-Zeit, um für den Rest der Phase in Ein-Zeit vorzuliegen. Wie durch die Übereinanderdarstellung der einzelnen Pulsweitenmodulationen der Lichtquellen 20 zu erkennen ist, befindet sich die Situation dieser Lichtquellen 20 derart, dass sich die Aus-Zeiten T₀ nicht zeitlich überlappen. Somit kann immer eine der Lichtquellen 20 für die Detektion dienen, sodass in erfindungsgemäßer Weise eine Eigendetektion ohne zusätzliche Detektoren erfolgen kann.
• 4 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10 mit einer angedeuteten Vielzahl von Lichtquellen 20, welche jeweils eine LED 30 aufweisen. Links ist ein Kasten mit einzelnen Schaltern dargestellt, über welchen die Pulsweitenmodulation durchgeführt werden kann. Die Regelung erfolgt vorzugsweise über die Recheneinheit 40, welche mit diesem Schaltkasten verbunden ist. Damit kann ein Schalten der Ein-Zeiten T₁ und der Aus-Zeiten T₀ der einzelnen LEDs 30 erfolgen. Zusätzlich ist eine Detektionsvorrichtung 50 vorgesehen, welche bei dieser Ausführungsform einen einzigen Detektionsverstärker 52 aufweist. Dieser ist über eine Umschaltvorrichtung 54 mit sämtlichen LEDs 30 verbunden. Die Umschaltvorrichtung 54 ist ebenfalls in signalkommunizierender Weise von der Recheneinheit 40 regelbar. Vorzugsweise wird für die Regelung der Umschaltvorrichtung 54 die Pulsweitenmodulationsfrequenz verwendet, um die Schaltfrequenz zur Verfügung zu stellen. Damit kann erreicht werden, dass der Detektionsverstärker 52 immer mit derjenigen oder denjenigen LED 30 in signalkommunizierender Verbindung steht, welche sich momentan im Aus-Zustand bzw. in der Aus-Zeit befindet. Dies führt zur Möglichkeit, mit einem einzigen Detektionsverstärker 52 die Detektion fortlaufend für alle sich jeweils im Aus-Zustand befindlichen LEDs 30 durchzuführen.
• Die vorliegende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
• Bezugszeichenliste

10

Lichtmodul

20

Lichtquelle

30

LED

40

Recheneinheit

50

Detektionsvorrichtung

52

Detektionsverstärker

54

Umschaltvorrichtung

60

Detektionsstrahlengang

100

Ausleuchtvorrichtung

200

Ausleuchtbereich

m

Anzahl der Lichtquellen

T₁

Ein-Zeit

T₀

Aus-Zeit

V

Puls-Pausen-Verhaltnis

Claims (12)

1. Verfahren für die Detektion optischer Signale mit einem Lichtmodul (10) mit zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen (20) mit jeweils wenigstens einer LED (30), aufweisend die folgenden Schritte: – Betreiben der zumindest zwei Lichtquellen (20) mit zeitverschobenen Ein/Aus-Zeiten, – Detektion optischer Signale mit der Lichtquelle (20), welche sich jeweils in der Aus-Zeit befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung der detektierten optischen Signale erfolgt und dabei mit Bezug auf die Anzahl (m) der Lichtquellen (20) der Korrekturfaktor (m – 1) berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswertung der detektierten optischen Signale erfolgt und dabei mit Bezug auf das Puls-Pausen-Verhältnis (V) der Ein-Zeit (T₁) und der Aus-Zeit (T₀) der Korrekturfaktor (1 + 1/V) berücksichtigt wird.
4. Lichtmodul (10) mit zumindest zwei mit Ein/Aus-Zeiten betriebenen Lichtquellen (20) mit jeweils wenigstens einer LED (30), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Recheneinheit (40) vorgesehen ist, welche die zumindest zwei Lichtquellen (20) mit zeitverschobenen Ein/Aus-Zeiten betreibt und mit der Lichtquelle (20), welche sich jeweils in der Aus-Zeit befindet, eine Detektion optischer Signale durchführt.
5. Lichtmodul (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (m) der Lichtquellen (20) in Abhängigkeit des Puls-Pausenverhältnisses (V) zwischen Ein-Zeit (T₁) und Aus-Zeit (T₀) vorgesehen ist, insbesondere nach folgender Vorgabe: m = 1 + V mit V = T₁/T₀
6. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Detektionsvorrichtung (50) vorgesehen ist, welche die Signale der jeweils zur Detektion genutzten Lichtquelle (20) verstärkt, weiterleitet und/oder auswertet.
7. Lichtmodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (50) zumindest einen Detektionsverstärker (52) für die Verstärkung der detektierten Signale aufweist.
8. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (50) genau einen Detektionsverstärker (52) aufweist, welcher über eine Umschaltvorrichtung (54) mit den Lichtquellen (20) in signalkommunizierender Verbindung steht.
9. Lichtmodul (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (40) ausgebildet ist, um die Umschaltvorrichtung (54) gemäß dem Zeitraster der Ein/Aus Zeiten der Lichtquellen (20) zu schalten.
10. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (40) ausgebildet ist, um eine Korrektur der detektierten optischen Signale durchzuführen, insbesondere hinsichtlich der summarischen Helligkeit und/oder der mittleren Helligkeit des Lichtmoduls.
11. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (40) ausgebildet ist für die Ausführung eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 3.
12. Verwendung eines Lichtmoduls (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 4 bis 11 oder eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 3 für eine Operationsleuchtvorrichtung.

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