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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Leuchtmittel nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs. Es sind bereits Lampen bekannt, bei denen ein Anwesenheitssensor mit einem Lichterzeuger verbunden ist. Wenn eine Person durch den Anwesenheitssensor erkannt wird, so wird der Lichterzeuger angesteuert, so dass der so erkannten Person Licht zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise lässt sich eine bedarfsabhängige Beleuchtung erzielen. Als Lichterzeuger sind neben herkömmlichen Glühbirnen auch LED-Lampen gebräuchlich.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Durch das erfindungsgemäße Leuchtmittel werden die Daten des Anwesenheitssensors anderen Einheiten zur Verfügung gestellt und können dort für andere Steueraufgaben verwendet werden. Neben der Ansteuerung des Lichterzeugers können so noch weitere Funktionen, die mit einer Anwesenheit einer Person verbunden sind, gesteuert werden.
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Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Maßnahmen der abhängigen Patentansprüche. Das Leuchtmittel kann auch entsprechende Daten von weiteren Anwesenheitssensoren empfangen und diese für die Steuerung des Lichterzeugers verwenden. Beispielsweise kann die Ansteuerung des Lichterzeugers nicht nur von den Daten des eigenen Anwesenheitssensors sondern auch von den Daten der weiteren Anwesenheitssensoren abhängen. Besonders einfach kann dies genutzt werden, wenn die Steuerung des Lichterzeugers, beispielsweise das Ein- oder Ausschalten des Lichterzeugers nicht nur von den Daten des eigenen Anwesenheitssensors sondern auch von den Daten eines weiteren Anwesenheitssensors abhängt. Dabei kann die Steuerung für den Lichterzeuger davon abhängen, dass die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit einer Person mit einem Schwellwert verglichen wird. In Abhängigkeit von Daten weiterer Anwesenheitssensoren kann der Schwellwert erhöht oder verringert werden. Der Anwesenheitssensor ist besonders einfach als Ultraschallsensor, Radarsensor oder Infrarotsensor oder einer Kombination dieser Sensoren ausgebildet. Das Funkmodul wird besonders einfach als W-LAN-Modul oder als Zigbee-Modul ausgebildet. Der Lichterzeuger kann beispielweise als LED ausgebildet sein, da so mit einem geringen Stromverbrauch eine hohe Lichtausbeute und nur eine geringe Abwärme, die die anderen elektronischen Einheiten des Leuchtmittels beeinträchtigen könnten, gering gehalten wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel und
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2 mehrere erfindungsgemäße Leuchtmittel.
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Beschreibung
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In der 1 wird ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel 1 dargestellt, welches von seiner äußeren Form her, wie eine herkömmliche Glühbirne, ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Leuchtmittel 1 weist ein Lichterzeuger 2 auf, der beispielsweise hier im oberen Bereich des glühbirnenartigen Körpers des Leuchtmittels 1 angeordnet ist. Am unteren Ende weist der glühbirnenartige Körper des Leuchtmittels 1 eine Fassung 3 auf, die als standardisierte Fassung zum Einschrauben in eine entsprechende Fassung einer Lampe ausgebildet ist. Typischer Weise kann es sich bei dieser Fassung 3, beispielsweise um ein E27- oder ein E14-Gewinde handeln, wie es für herkömmliche Glühbirnen bekannt ist. Es sind aber auch andere elektrische Verbindungssysteme oder Fassungen, wie beispielsweise Steckfassungen, Bajonettfassungen oder dergleichen bekannt.
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Im Inneren des Leuchtmittels 1 ist neben dem Lichterzeuger 2 ein Anwesenheitssensor 4, ein Funkmodul 5 und eine Steuerung 6 angeordnet. Weiterhin kann optional noch ein weiterer Sensor 7 vorgesehen sein.
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Der Lichterzeuger 2 wird vorzugsweise als LED (Light Emitting Diode) ausgebildet. Derartige LED haben den Vorteil, dass bei einer geringen Stromaufnahme hohe Lichtausbeuten erzielt werden. Durch diese hohe Lichtausbeute sind auch die Verluste, die durch die LED entstehen und somit auch die Wärmeerzeugung durch die LED gering. In der Zeichnung nach 1 ist der Lichterzeuger 2 in einem Bereich abgewandt von der Fassung 3 angeordnet. Es sind auch andere Anordnungen rechts und links, oder vollständig in einer Ringstruktur um das Leuchtmittel 1 herum denkbar, je nachdem, welches Abstrahlverhalten von dem Lichterzeuger 2 gewünscht ist.
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Aufgrund der Fassung 3 und dem Lichterzeuger 2 kann das erfindungsgemäße Leuchtmittel, wie eine herkömmliche Glühbirne verwendet werden. Es wird so beispielsweise an einem zentralen Punkt in der Mitte des Raumes ein Leuchtmittel zur Verfügung gestellt, welches sich in die bisherige übliche Einrichtung von Wohnungen oder Bürogebäuden einfügt. Neben dieser reinen Funktion als herkömmliches Leuchtmittel, kann das erfindungsgemäße Leuchtmittel aber noch eine Vielzahl anderer Funktionen wahrnehmen.
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Durch den Anwesenheitssensor 4 kann die Anwesenheit von Personen oder auch Fahrzeugen in einem Erkennungsbereich des Leuchtmittels 1 bzw. des Anwesenheitssensors 4 festgestellt werden. Typischer Weise ist ein derartiger Anwesenheitssensor 4, als Infrarotsensor, Radarsensor oder Ultraschallsensor ausgebildet. Die Verwendung von Radar hat den Vorteil, dass durch eventuelle Bestandteile einer Lampe, die das Leuchtmittel 1 umgeben, hindurch, die Anwesenheit von Personen oder Fahrzeugen oder dergleichen erkannt werden kann. Alternativ kann dies auch dadurch erfolgen, dass ein entsprechend gestaltetes Leuchtmittel 1 unmittelbar ohne eine umgebende Hülle verwendet wird. Weiterhin kann durch Radar auch eine Bewegungsrichtung festgestellt werden. Weiterhin können auch verschiedene Sensoren miteinander kombiniert werden, beispielsweise kann ein Infrarotsensor und ein Radarsensor gleichzeitig vorgesehen sein, deren Daten dann gemeinsam herangezogen werden, um die Anwesenheit von Personen oder Fahrzeugen oder anderen Gegenständen, Tieren oder dergleichen, die eine Beleuchtung erfordern, auszulösen.
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Weiterhin ist in dem erfindungsgemäßen Leuchtmittel 1 ein Funkmodul 5 angeordnet, welches dazu ausgebildet ist, Daten des Anwesenheitssensors 4 über entsprechende Funksignale auszusenden. Unter Daten des Anwesenheitssensors 4 sind hier nicht nur die unmittelbaren Rohdaten des Anwesenheitssensors 4 sondern auch davon abgeleitet d.h. weiterverarbeitete Daten zu verstehen. Weiterhin ist das Funkmodul 5 auch ausgebildet, um von außen Signale zu empfangen, beispielsweise von anderen Anwesenheitssensoren oder aber Steuersignale. Das Funkmodul 5 ist typischer Weise mit einer Steuerung 6 verbunden, welches die Signale des Funkmoduls 5 erhält bzw. Daten des Anwesenheitssensors 4 empfängt und in entsprechende Signale für das Funkmodul 5 umsetzt. Die Steuerung 6 ist somit ausgebildet, um nicht nur Daten von dem Funkmodul 5 zu erhalten oder Daten für das Funkmodul 5 zu erzeugen sondern auch noch um den Lichterzeuger 2 zu steuern. Weiterhin können in dem Leuchtmittel 1 auch noch weitere Sensoren 7 vorgesehen sein. Ein typisches Beispiel für einen derartigen Sensor wäre beispielsweise ein Rauchsensor oder ein Feuersensor, der die Entstehung eines Brandes feststellen kann und entsprechend werden diese Daten dann durch das Funkmodul 5 weitergegeben.
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Das erfindungsgemäße Leuchtmittel kann beispielsweise über das Funkmodul 5 und die Steuerung 6 gesteuert werden. Beispielsweise kann das Funkmodul einen Befehl erhalten, durch den die Steuerung den Lichterzeuger 1 ein- oder ausschaltet. Weiterhin können auch Befehle vorgesehen sein, durch den eine Veränderung des Lichtes des Lichterzeugers 2 bewirkt werden. Beispielsweise kann der Lichterzeuger 2 hinsichtlich der erzeugten Lichtstärke oder Lichtfarbe beeinflusst werden. Das Funkmodul 5 und die damit verbundene Steuerung 6, die den Lichterzeuger 2 ansteuern, können somit genutzt werden, um eine Fernbedienung des Leuchtmittels 1 zu bewirken, beispielsweise kann durch ein Mobiltelefon mit einer WLAN-Verbindung, das Leuchtmittel 1 gesteuert werden.
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Das Leuchtmittel 1 im Verbund mit anderen entsprechenden Leuchtmitteln genutzt werden, wobei dadurch eine verbesserte Ansteuerung der einzelnen Leuchtmittel erreicht wird. Dies wird beispielsweise in der 2 dargestellt, in der ein erstes Leuchtmittel 1 und beispielhaft zwei weitere Leuchtmittel 11 dargestellt sind. Es sind aber auch größere Gruppen von Leuchtmitteln sinnvoll. Weiterhin sind schematisch Funkwellen 12 dargestellt, durch die das Leuchtmittel 1 Signale, insbesondere Daten des Anwesenheitssensors 4 des Leuchtmittels 1 an die weiteren Leuchtmittel 11 sendet. Entsprechend können die weiteren Leuchtmittel 11 Daten der eigenen Anwesenheitssensoren 4 auch an das erste Leuchtmittel 1 senden. Ebenso können Anwesenheitssensoren 4 ohne Leuchtmittel vorgesehen sein. Durch diesen Datenaustausch zwischen den verschiedenen erfindungsgemäßen Leuchtmitteln kann die Qualität der Ansteuerung der Lichterzeuger 2 in den Leuchtmitteln 1, 11 verbessert werden.
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Die verschiedenen Anwesenheitssensoren liefern jeweils ein Messsignal, welches auf die Anwesenheit von Personen oder Fahrzeugen oder dergleichen schließen lässt. Dabei gibt es eine gewisse Unsicherheit, beispielsweise wenn sich eine Person dem Erfassungsbereich eines Anwesenheitssensors 4 nähert, so wird in einem äußeren Bereich, die sich näherende Person zunächst ein nur sehr schwaches Signal geben. Je näher sich dann die Person dem Anwesenheitssensor 4 nähert, umso stärker und eindeutiger kann der Anwesenheitssensor 4 die Person erkennen. Das Signal der Anwesenheitssensoren 4 ist somit mit einer Wahrscheinlichkeit die Erkennung einer Person behaftet, d. h. bei einer unmittelbaren Auswertung des Signals der Anwesenheitssensoren gibt es einen Unsicherheitsbereich, in dem unklar, ob eine Person anwesend ist oder nicht. Dieser Unsicherheitsbereich, bei dem aufgrund der Wahrscheinlichkeit der Erkennung einer Person nicht ganz eindeutig ist, ob sich nun eine Person dem Leuchtmittel 1 nähert oder nicht oder im Bereich des Leuchtmittels 1 sich aufhält, kann durch die Kommunikation zwischen verschiedenen Leuchtmitteln verbessert werden. Wenn beispielsweise in der 2 das mittlere Leuchtmittel 1 eindeutig die Anwesenheit einer Person feststellt, so wird dieses sichere Erkennen einer Person, durch die in der 2 schematisch dargestellten Funkwellen 12 den weiteren Leuchtmitteln 11 übermittelt. Diese Leuchtmittel können dann ein Signal der eigenen Anwesenheitssensoren anders Gewichten, derart, dass wenn das zentrale Leuchtmittel 1 eine Person erkannt hat, bei einer sehr geringen Schwelle des Signals der Anwesenheitssensoren davon ausgegangen wird, dass sich nun die Person von dem zentralen Leuchtmittel 1 hin zu einem der weiteren Leuchtmittel 11 bewegt hat. Dies bedeutet, dass jedes Leuchtmittel nicht nur die Daten des eigenen Anwesenheitssensors 4 sondern auch noch die Daten weiterer Anwesenheitssensoren 4 von benachbarten Leuchtmitteln heranzieht, um zu entscheiden, ob sich eine Person im Leuchtbereich des Leuchtmittels 1 befindet. Besonders einfach erfolgt dies dadurch, dass ein Schwellwert für die Signale der Anwesenheitssensoren vorgesehen ist, ab dem die Anwesenheit einer Person erkannt wird. Wenn von weiteren Anwesenheitssensoren Funksignale erhalten wurden, dass Personen anwesend sind, so wird dieser Schwellwert herabgesetzt, so dass die Empfindlichkeit der Erkennung von Personen sinkt. Es kann so durch die Kommunikation zwischen mehreren Leuchtmitteln die Erkennung von Personen verbessert werden.
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Sofern zumindest einer der Anwesenheitssensoren 4 auch noch eine Bewegungsrichtung erkennen kann (beispielsweise ein Radarsensor) so kann diese Information benutzt werden um die Anwesenheitserkennung durch die anderen Anwesenheitssensoren 4 zu verbessern. Der Sensor der auch die Bewegungsrichtung erkennt sendet dazu Information über die Bewegungsrichtung an die anderen Anwesenheitssensoren 4 die diese Information zu Verbesserung der eigenen Anwesenheitserkennung nutzen.
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Die Signale Anwesenheitssensoren können auch dazu verwendet werden, zu entscheiden, dass sich nun keine Person mehr im Bereich eines bestimmten Leuchtmittels aufhält. Beispielsweise bei einem langen Flur, der mit mehreren Leuchtmitteln ausgestattet ist, kann bei einem Bewegungsmuster, bei dem sukzessive nebeneinander angeordnete Leuchtmittel eine Person erkennen und eine Bewegungsrichtung dieser Person erkennen, die jeweils hinter der sich bewegenden Person liegenden Leuchtmittel schneller abgeschaltet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Leuchtmittel nur aufgrund ihres eigenen Anwesenheitssensors üblicherweise für eine bestimmte Mindestzeitdauer eingeschaltet werden. Wenn aufgrund der mehreren, beispielsweise in einem langen Flur angeordneten Leuchtmittel eine klare Bewegung der Person festgestellt wird, so können die Leuchtmittel, die sich in einem Bereich angeordnet sind, in dem sich die Person nun nicht mehr aufhält, schneller abgeschaltet werden. Dadurch, dass durch die mehreren Bewegungssensoren in den Leuchtmitteln, die Zuverlässigkeit der Anwesenheitsinformation verbessert wird, kann auch entsprechend schneller ausgeschaltet werden.
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Alternativ ist es auch möglich, eine Helligkeitssteuerung mit der Wahrscheinlichkeit des Aufenthalts einer Person zu verknüpfen. Beispielsweise wenn benachbarte Leuchtmittel die Anwesenheit einer Person feststellen, so kann schon bei einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit, dass sich die Person nun auf ein bestimmtes Leuchtmittel zubewegt, das Leuchtmittel zunächst mit einer geringen Intensität angesteuert werden, die sich mit zunehmendem Grad der Wahrscheinlichkeit, dass die Person nun in den Leuchtbereich des Leuchtmittels kommt, gesteigert wird. Eine Person im Bereich dieser Leuchtmittel würde so immer von einem leuchtenden Bereich umgeben sein, dessen Leuchtintensität an den Randbereichen abnimmt.
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Weiterhin können das Funkmodul 5 und die Steuerung 6 und auch der Anwesenheitssensor 4 für andere Steuerungsaufgaben herangezogen werden. Beispielsweise wenn die Anwesenheit einer Person in einem Raum festgestellt, so wird entsprechend die Heizung, Klimatisierung oder dergleichen gesteuert. Weiterhin kann das Funkmodul 5 genutzt werden, um weitere Daten in das Leuchtmittel 1 einzubringen. Beispielsweise wenn das Gebäude einen äußeren Lichtsensor aufweist, so kann in Abhängigkeit von der äußeren Beleuchtungsintensität entschieden werden, ob eine Beleuchtung in einem Zimmer erforderlich ist, wenn sich eine Person im Raum befindet. Dies kann dabei individuell an jedes Leuchtmittel angepasst werden, beispielsweise kann bei einem Raum mit sehr vielen Fenstern die individuelle Schwelle für ein bestimmtes Leuchtmittel anders ausgelegt sein, als bei einem Raum, der nur sehr wenig Fensterfläche oder kein Fenster aufweist.
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Weiterhin kann das Funkmodul 5 auch genutzt werden, um die Daten weiterer Sensoren 7, beispielsweise von Rauchsensoren, Feuersensoren oder Helligkeitssensoren weiter zu kommunizieren. Neben der Funktion als Leuchtmittel kann das Leuchtmittel 1 somit auch noch weitere Funktionen wahrnehmen, insbesondere von weiteren Sensoren 7, die in dem Leuchtmittel 1 angeordnet werden können. Diese Daten können dann nicht nur von Leuchtmittel zu Leuchtmittel sondern insbesondere auch zu einer zentralen Empfangseinheit für die Funksignale der Funkmodule 5 übermittelt werden. Insbesondere bei Brandmeldern ist eine derartige Installation sinnvoll. Weiterhin können die einzelnen Leuchtmittel über eine derartige Zentralstation auch zentral angesteuert werden. Beispielsweise kann ein Bewohner des Hauses die Beleuchtung in einem Haus durch eine Fernsteuerung ein- und ausschalten. Dazu sollte insbesondere die Zentralstation über das Internet oder eine Telefonleitung verbunden sein.
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Die Informationen von Helligkeitssensoren können zu einer bedarfsgerechten Ansteuerung von Lichten genutzt werden. Dabei kann der Helligkeitssensor eine Wellenlänge auswerten die nicht durch die nicht durch den eigenen Lichterzeuger oder benachbarten Lichterzeugern 2 erzeugt wird. Es kann so Tages- oder Sonnenlicht von der künstlichen Beleuchtung unterschieden werden und entsprechend werden die Lichterzeuger 2 angesteuerte. Dabei kann es sinnvoll sein Helligkeitssensoren nur in der Nähe von Fenstern anzuordnen und die so gewonnene Information dann auch zu Lichterzeugern in einem größeren Abstand zum Fenster zu übermitteln. Es kann so ein Dämmerzustand von einer Anordnung weiter weg von einem Fenster unterschieden werden.
