DE102014005927A1

DE102014005927A1 - Leuchtmittelvorrichtung sowie Verfahren mit der Leuchtmittelvorrichtung

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Publication number: DE102014005927A1
Application number: DE201410005927
Authority: DE
Inventors: Frank Schmid; Dirk-Achim Schevardo; Martin Bachhuber
Original assignee: Diehl Aerospace GmbH
Current assignee: Diehl Aerospace GmbH
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2015-04-09

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtmittelvorrichtung vorzuschlagen, die eine vordefinierte Lichtintensität in einem Umgebungsbereich des Flugzeugs bei gleichzeitig einem geringen Energiebedarf erzielt. Es wird eine Leuchtmittelvorrichtung 1 vorgeschlagen, die in einem Flugzeug zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs 2 angeordnet ist, mit mindestens einer Leuchtdiode 3, wobei die mindestens eine Leuchtdiode 3 zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs 2 zur Aussendung von Beleuchtungslicht (BL als ein Lichtemitter 3a ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Leuchtdiode 3 zur Messung von Umgebungslicht UL als ein Lichtempfänger 3b ausgebildet ist, wobei die Leuchtmittelvorrichtung 1 zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich 2 ausgebildet ist, das Beleuchtungslicht BL der mindestens einen Leuchtdiode 3 an das gemessene Umgebungslicht UL anzupassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtmittelvorrichtung mit mindestens einer Leuchtdiode, wobei die mindestens eine Leuchtdiode zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs zur Aussendung von Beleuchtungslicht als ein Lichtemitter ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Leuchtdiode zur Messung von Umgebungslicht als ein Lichtempfänger ausgebildet ist, wobei die Leuchtmittelvorrichtung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich ausgebildet ist, das Beleuchtungslicht der mindestens einen Leuchtdiode an das gemessene Umgebungslicht anzupassen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs von einem Flugzeug mit der Leuchtmittelvorrichtung.
Innenbeleuchtungen in Flugzeugen dienen zur Ausleuchtung von Innenkabinen und sollen hierbei eine möglichst angenehme Lichtatmosphäre für Passagiere schaffen. Für die Innenbeleuchtung sind beispielsweise Leuchtdioden als Leuchtmittel bekannt.
In einer anderen technischen Anwendung sind aus der Druckschrift WO 2003 083 818 A1 ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Regelung einer Hintergrundbeleuchtung für eine Anzeigevorrichtung eines elektronischen Geräts, insbesondere für ein PDA bekannt. Als Hintergrundbeleuchtung wird eine LED als Leuchtmittel verwendet. Die Hintergrundbeleuchtung ist ausgebildet, bei der Feststellung von Dunkelheit die LED zu aktivieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtmittelvorrichtung vorzuschlagen, die eine vordefinierte Lichtintensität in einem Umgebungsbereich des Flugzeugs bei gleichzeitig einem geringen Energiebedarf erzielt. Die Aufgabe wird durch die Leuchtmittelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit der Leuchtmittelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß wird somit eine Leuchtmittelvorrichtung zur stationären Anordnung in einem Flugzeug zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs vorgeschlagen. Insbesondere ist die Leuchtmittelvorrichtung in dem Flugzeug stationär angeordnet. Beispielsweise ist die Leuchtmittelvorrichtung als eine Decken-, als eine Wand- und/oder als eine Fußbodenbeleuchtung ausgebildet. Beispielsweise weist die Leuchtmittelvorrichtung einen Verbrauch von mindestens einem Watt, insbesondere von mindestens fünf Watt, im Speziellen von mindestens zehn Watt auf. Bei dem Umgebungsbereich handelt es sich insbesondere zumindest um einen Teilbereich einer Innenkabine des Flugzeugs.
Die Leuchtmittelvorrichtung umfasst mindestens eine Leuchtdiode, bevorzugt eine Mehrzahl an Leuchtdioden. Zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs ist die mindestens eine Leuchtdiode als ein Lichtemitter zur Aussendung von Beleuchtungslicht ausgebildet. Z. B. ist die mindestens eine Leuchtdiode als eine blaue, als eine rote, eine grüne und/oder als eine weiße Leuchtdiode ausgebildet. Das ausgesandte Beleuchtungslicht kann beispielsweise eine warmweiße Lichtfarbe mit einer Farbtemperatur weniger als 3300 K, eine neutralweiße Lichtfarbe mit einer Farbtemperatur zwischen 3300 bis 5300 K oder eine tageslichtweiße Lichtfarbe mit einer Farbtemperatur von mindestens 5300 K aufweisen.
Zur Messung von Umgebungslicht ist die mindestens eine Leuchtdiode als ein Lichtempfänger ausgebildet. Somit ist die gleiche Leuchtdiode als Lichtemitter und als Lichtempfänger ausgebildet, insbesondere verschaltet. Anhand des gemessenen Umgebungslichts ist es möglich, auf aktuelle Lichtverhältnisse, insbesondere auf die Helligkeit in dem Umgebungsbereich zu schließen. insbesondere handelt es sich bei dem Umgebungslicht um Tageslicht oder um ausgesandtes Beleuchtungslicht von benachbarten oder weiteren Leuchtmittelvorrichtungen oder von anderen Leuchtquellen in dem Umgebungsbereich. insbesondere ist die mindestens eine Leuchtdiode als der Lichtempfänger ausgebildet, eine Lichtintensität des Umgebungslichts zu messen. Durch die Messung der Lichtintensität kann insbesondere auf die Helligkeit in dem Umgebungsbereich geschlossen werden. Zur Messung der Lichtintensität ist die Leuchtdiode als der Lichtempfänger insbesondere zur Messung eines einfallenden Lichtstroms pro Flächeneinheit in der SI-Einheit Lux ausgebildet.
Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist es möglich, dass eine Teilmenge der Leuchtdioden ausschließlich als Lichtemitter und somit nicht als Lichtempfänger ausgebildet ist. Bevorzugt ist, dass mindestens eine, einige oder alle und somit die Mehrzahl an Leuchtdioden sowohl als Lichtemitter, als auch als Lichtempfänger ausgebildet ist.
Die Leuchtmittelvorrichtung ist zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich ausgebildet, das Beleuchtungslicht, insbesondere eine Lichtintensität des Beleuchtungslichts der mindestens einen Leuchtdiode als der Lichtemitter an das gemessene Umgebungslicht, insbesondere an eine Lichtintensität des Umgebungslichts anzupassen. Somit wird das Beleuchtungslicht an sich veränderndes Umgebungslicht in dem Umgebungsbereich angeglichen. Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist es bevorzugt, dass die Anpassung des Beleuchtungslichts der Leuchtdioden als der Lichtemitter zeitgleich erfolgt.
Die Anpassung des Beleuchtungslichts ermöglicht, auf sich verändernde Lichtverhältnisse in dem Umgebungsbereich zu reagieren, die z. B. durch das Ein- oder Ausschalten weiterer Leuchtmittelvorrichtungen oder durch sich verändernde Tageslichtverhältnisse resultieren. Durch die Anpassung des Beleuchtungslichts wird zumindest annähernd stets die vordefinierte Lichtintensität in dem Umgebungsbereich umgesetzt. Folglich ist die Leuchtmittelvorrichtung ausgebildet, die sich verändernden Lichtverhältnisse im dem Umgebungsbereich auszugleichen und damit die vordefinierte Lichtintensität zu gewährleisten. Auf diese Weise ist z. B. eine angenehme Lichtatmosphäre in dem Umgebungsbereich erzielt.
Je weiter sich das Umgebungslicht an die vordefinierte Lichtintensität annähert, desto geringer ist der Bedarf des Beleuchtungslichts und somit der hierfür aufzuwendende Energiebedarf. Bei der Messung des Umgebungslichts mit einer ausreichenden Lichtintensität in dem Umgebungsbereich kann die Aussendung des Beleuchtungslichts ausgeschaltet werden. Somit wird durch die Anpassung an die aktuellen Lichtverhältnisse eine unnötige Beleuchtung des Umgebungsbereichs vermieden und ein minimaler Energiebedarf zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der vordefinierten Lichtintensität umgesetzt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Leuchtdiode als eine organische Leuchtdiode, auch bekannt als OLED ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich bei der organischen Leuchtdiode um ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen Halbleitern. Im Allgemeinen ist die organische Leuchtdiode im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtdioden kostengünstiger herstellbar. Durch die platzsparende Ausführung der organischen Leuchtdiode eignet sich diese hervorragend zur Anordnung im Flugzeug. Die Leuchtmittelvorrichtung ist mit der mindestens einen organischen Leuchtdiode, insbesondere mit einer Mehrzahl an organischen Leuchtdioden als eine großflächige Leuchtmittelvorrichtung mit einem Flächeninhalt von mindestens 10 Quadratzentimeter, im Speziellen von mindestens 50 Quadratzentimeter herstellbar. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Raumbeleuchtung zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs durch die großflächige Leuchtmittelvorrichtung umgesetzt.
Bevorzugt ist, dass die mindestens eine Leuchtdiode ausgebildet ist, abwechselnd das Beleuchtungslicht auszusenden und das Umgebungslicht zu messen. Somit ist die mindestens eine Leuchtdiode abwechselnd als der Lichtemitter und als der Lichtempfänger geschaltet. Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist es bevorzugt, dass die Leuchtdioden als der Lichtemitter parallel und/oder zeitgleich als der Lichtemitter und als der Lichtempfänger geschaltet werden. Beispielsweise umfasst die Leuchtmittelvorrichtung eine Steuerungseinrichtung zur Schaltung der mindestens einen Leuchtdiode zwischen dem Lichtemitter und dem Lichtempfänger. Durch das abwechselnde Schalten ist sichergestellt, dass das ausgesandte Beleuchtungslicht durch die mindestens eine Leuchtdiode nicht parallel als Umgebungslicht gemessen wird. Auf diese Weise ist eine fehlerhafte Messung und Auswertung der Lichtverhältnisse in dem Umgebungsbereich vermieden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leuchtmittelvorrichtung ausgebildet, die mindestens eine Leuchtdiode bei einer ausgewerteten Unterschreitung eines vordefinierten unteren Grenzwerts durch das gemessene Umgebungslicht als Lichtemitter einzuschalten. Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist es bevorzugt, dass bei der ausgewerteten Unterschreitung die Leuchtdioden als der Lichtemitter parallel als Lichtemitter eingeschaltet werden. Z. B. entspricht der untere Grenzwert einer Lichtintensität des Umgebungslichts weniger als 10%, insbesondere weniger als 5% der vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich. Der vordefinierte untere Grenzwert kann z. B. der Lichtintensität einer Abenddämmerung entsprechen. Beispielsweise umfasst die Leuchtmittelvorrichtung eine Auswerteeinrichtung, der das von dem Lichtempfänger gemessene Umgebungslicht übermittelt wird. Insbesondere ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, die Unterschreitung des unteren Grenzwerts auszuwerten. Bei der ausgewerteten Unterschreitung werden z. B. durch die Auswerteeinrichtung unzureichende Lichtverhältnisse in dem Umgebungsbereich erkannt. Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung bei der ausgewerteten Unterschreitung des unteren Grenzwerts zum Einschalten der mindestens einen Leuchtdiode als der Lichtemitter ausgebildet. Somit wird die geforderte Lichtintensität in dem Umgebungsbereich durch das Einschalten der mindestens einen Leuchtdiode ausgeglichen.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass beim Vorliegen des ausgewerteten unterschrittenen Grenzwerts das Verhältnis der Aussendung des Beleuchtungslichts und der Umgebungslichtmessung in einem definierten Zeitintervall z. B. mindestens 95% zu 5%, insbesondere mindestens 99% zu 1%, im Speziellen mindestens 99.9% zu 0,1% beträgt. Durch den großen prozentualen Anteil des eingeschalteten Lichtemitters wird in dem Zeitintervall zum Großteil Beleuchtungslicht und folglich eine große Lichtmenge zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der vordefinierten Lichtintensität ausgesandt. Zugleich wird durch den geringen prozentualen Anteil des eingeschalteten Lichtempfängers sichergestellt, dass die mindestens eine Leuchtdiode in regelmäßigen Abständen das Umgebungslicht misst. Folglich kann die Leuchtmittelvorrichtung stets auf Änderungen der Lichtintensität in dem Umgebungsbereich reagieren. Vorzugsweise ist die Frequenz zur Messung des Umgebungslichts größer als 10 Hz, vorzugsweise größer als 50 Hz und insbesondere größer als 100 Hz.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Leuchtmittelvorrichtung ausgebildet, die mindestens eine Leuchtdiode bei einer ausgewerteten Überschreitung eines vordefinierten oberen Grenzwerts durch das gemessene Umgebungslicht als Lichtemitter abzuschalten. Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist es bevorzugt, dass bei der ausgewerteten Überschreitung die Leuchtdioden als der Lichtemitter parallel als Lichtemitter abgeschaltet werden. Z. B. entspricht der obere Grenzwert einer Lichtintensität des Umgebungslichts mehr als 90%, insbesondere mehr als 95% der vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich. Beispielsweise wird das von dem Lichtempfänger gemessene Umgebungslicht an die Auswerteeinrichtung übermittelt, die zur Auswertung der Überschreitung des oberen Grenzwerts ausgebildet ist. Beim Überschreiten des oberen Grenzwerts werden ausreichende Lichtverhältnisse in dem Umgebungsbereich z. B. durch die Auswerteeinrichtung erkannt, so dass das Aussenden des Beleuchtungslichts unnötig ist. Auf diese Weise ist ein unnötiger Energiebedarf ausgeschlossen. Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung bei der ausgewerteten Überschreitung des oberen Grenzwerts zum Ausschalten der mindestens einen Leuchtdiode als der Lichtemitter ausgebildet.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass beim Vorliegen des überschrittenen Grenzwerts die mindestens eine Leuchtdiode als der Lichtempfänger eingeschaltet ist. Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist es bevorzugt, dass bei dem überschrittenen Grenzwert die Leuchtdioden als der Lichtempfänger eingeschaltet werden. Besonders bevorzugt beträgt das Verhältnis der Aussendung des Beleuchtungslichts und der Umgebungslichtmessung beim Vorliegen des überschrittenen Grenzwerts in einem definierten Zeitintervall 0% zu 100%. Somit erfolgt die Messung des Umgebungslichts durch die Leuchtdiode als der Lichtempfänger zu 100%, bis das gemessene Umgebungslicht unterhalb des oberen Grenzwerts liegt und es somit für die vordefinierte Lichtintensität das Einschalten der mindestens einen Leuchtdiode als der Lichtemitter bedarf. Auf diese Weise ist die optimale Einsparung des Energiebedarfs umgesetzt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Leuchtmittelvorrichtung ausgebildet, die mindestens eine Leuchtdiode als Lichtemitter bei der Messung des Umgebungslichts innerhalb eines vordefinierten Umgebungslichtbereichs zu dimmen. Bei der Mehrzahl an Leuchtdioden ist bevorzugt, dass bei der Messung des Umgebungslichts innerhalb des vordefinierten Umgebungslichtbereichs die Leuchtdioden als der Lichtemitter zeitgleich und/oder mit der gleichen ausgesandten Lichtmenge gedimmt werden. Insbesondere erfolgt das Dimmen der Leuchtdiode als der Lichtemitter bei einer unzureichenden Lichtintensität im Umgebungsbereich, wobei die fehlende Teilmenge der geforderten Lichtintensität im Umgebungsbereich durch eine Teilmenge des maximal aussendbaren Beleuchtungslichts durch die Leuchtdiode ausgeglichen werden kann. Insbesondere wird beim Dimmen die Aussendung der Lichtmenge der Leuchtdiode als der Lichtemitter innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls gesteuert. Vorzugsweise ist der vordefinierte Umgebungslichtbereich durch den unteren und den oberen Grenzwert begrenzt. Es ist möglich, dass sich die Farbtemperatur bei dem Dimmen des Lichtemitters verändert.
Vorzugsweise erfolgt das Dimmen der mindestens einen Leuchtdiode als Lichtemitter mittels einer Phasenanschnittsteuerung, besonders bevorzugt mittels einer Pulsweitenmodulation. Die Pulsweitenmodulation, kurz PWM, ist eine Modulationsart, bei der eine technische Größe, insbesondere elektrischer Strom zwischen zwei Werten wechselt. Dabei wird insbesondere bei konstanter Frequenz die Tastkraft eines Rechteckpulses modelliert.
In einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist die Leuchtmittelvorrichtung, insbesondere die Auswerteeinrichtung ausgebildet, anhand eines Regelwerks das anzupassende Beleuchtungslicht auszuwerten. Z. B. kann es sich bei dem Regelwerk um eine analytische Funktion, alternativ um eine Logiktabelle handeln. Insbesondere ist in der Logiktabelle das an das Umgebungslicht anzupassende Beleuchtungslicht hinterlegt. Insbesondere umfasst die Logiktabelle den unteren und den oberen Grenzwert sowie gestaffelte Umgebungslichtwerte im Umgebungslichtbereich. Beispielsweise ist in der Logiktabelle den verschieden möglich zu messenden Lichtintensitäten des Umgebungslichts jeweils eine Lichtintensität des auszusendenden Beleuchtungslichts zugeordnet, die gemeinsam die geforderte Lichtintensität in dem Umgebungsbereich umsetzen. Somit ist insbesondere den verschieden möglich zu messenden Umgebungslichtwerten jeweils ein Steuerbefehl für die Steuerungseinrichtung zugeordnet, die entsprechend des übermittelten Steuerbefehls das Ein- und Ausschalten des Lichtemitters sowie zum Dimmen die zeitliche Ansteuerung der Leuchtdiode zwischen Lichtemitter und Lichtempfänger in einem definierten Zeitintervall ansteuert.
Bevorzugt ist, dass die mindestens eine Leuchtdiode der Leuchtmittelvorrichtung manuell ein- und ausschaltbar ist. Das manuelle An- und Ausschalten des auszusendenden Beleuchtungslichts der Leuchtmittelvorrichtung ermöglicht bei Bedarf, z. B. bei schlafenden Passagieren, die Leuchtmittelvorrichtung auszuschalten. Des Weiteren kann optional vorgesehen sein, dass die mindestens eine Leuchtdiode manuell dimmbar ist, so dass beispielsweise auf spezifische Wünsche oder Änderungen der Passagiere bzw. des Personals zu den Lichtverhältnissen in dem Umgebungsbereich eingegangen werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs in einem Flugzeug mit einer Leuchtmittelvorrichtung nach der vorhergehenden Beschreibung. Die mindestens eine Leuchtdiode sendet als Lichtemitter Beleuchtungslicht zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs aus. Ferner misst die mindestens eine Leuchtdiode als der Lichtempfänger Umgebungslicht, insbesondere die Lichtintensität des Umgebungslichts, wobei das gemessene Umgebungslicht an die Auswerteeinrichtung der Leuchtmittelvorrichtung übermittelt wird. Das Aussenden des Beleuchtungslichts und das Messen des Umgebungslichts erfolgt insbesondere antiparallel. Das Beleuchtungslicht, insbesondere die Lichtintensität des Beleuchtungslichts der mindestens einen Leuchtdiode wird zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich an das gemessene Umgebungslicht, insbesondere an die Lichtintensität des Umgebungslichts angepasst. Die Auswerteeinrichtung ist ausgebildet, anhand des übermittelten Umgebungslichts das für die vordefinierte Lichtintensität in dem Umgebungsbereich erforderliche Beleuchtungslicht auszuwerten. Anhand des ausgewerteten, auszusendenden Beleuchtungslichts wird die Leuchtdiode als Lichtemitter ein-, ausgeschaltet oder gedimmt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1 in einem schematischen Aufbau eine Leuchtmittelvorrichtung als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 in einem Diagramm einen eingeschalteten, ausgeschalteten und einen gedimmten Zustand eines Lichtemitters der Leuchtmittelvorrichtung aus 1;
3 einen beispielhaften Verfahrensablauf zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs in einem Flugzeug mit der Leuchtmittelvorrichtung aus 1.
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist schematisch eine Leuchtmittelvorrichtung 1 dargestellt, wobei die Leuchtmittelvorrichtung 1 in einem Flugzeug zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs 2 stationär angeordnet ist. Z. B. ist der Umgebungsbereich 2 eine Innenkabine oder zumindest ein Teilbereich der Innenkabine des Flugzeugs. Die Leuchtmittelvorrichtung 1 kann als eine punktuelle Leuchte zur punktuellen Aufhellung im Umgebungsbereich 2 ausgebildet sein. Alternativ kann die Leuchtmittelvorrichtung 1 als eine flächenhafte, insbesondere diffuse Großraumlampe ausgebildet sein. Z. B. weist die flächenhafte Großraumlampe in der flächigen Erstreckung einen Flächeninhalt von einem halben Quadratmeter auf. Die Leuchtmittelvorrichtung 1 ist zur direkten oder indirekten Beleuchtung geeignet und/oder ausgebildet.
Die Leuchtmittelvorrichtung 1 umfasst mindestens eine Leuchtdiode 3. Beispielsweise ist die Leuchtdiode 3 als eine organische Leuchtdiode 3 ausgebildet, die im Vergleich zu anorganischen Leuchtdioden 3 leichter und kostengünstiger herzustellen ist. Ist die Leuchtmittelvorrichtung 1 als die Großraumlampe ausgebildet, ist es möglich, dass die Leuchtmittelvorrichtung 1 eine Mehrzahl an z. B. aneinandergereihten Leuchtdioden 3 umfasst. Zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs 2 ist die mindestens eine Leuchtdiode 3 als ein Lichtemitter 3a zur Aussendung von Beleuchtungslicht BL ausgebildet. Des Weiteren ist die mindestens eine Leuchtdiode 3 als ein Lichtempfänger 3b zur Messung einer Lichtintensität eines Umgebungslichts UL ausgebildet. Bei dem Umgebungslicht UL handelt es sich um die Lichtintensität in dem Umgebungsbereich oder in einem Teilbereich hiervon zu dem Zeitpunkt der Messung. Somit ist die mindestens eine Leuchtdiode 3 z. B. durch eine entsprechende Beschaltung sowohl zur Lichtaussendung, als auch zur Lichtmessung ausgebildet.
Die Leuchtmittelvorrichtung 1 ist ausgebildet, zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich 2 eine Lichtintensität des ausgesandten Beleuchtungslichts BL des Lichtemitters 3a an die gemessene Lichtintensität des gemessenen Umgebungslichts UL anzupassen. Durch die Anpassung der Lichtintensität des ausgesandten Beleuchtungslichts BL an die des Umgebungslichts UL wird sichergestellt, dass die Summe der Lichtintensitäten des gemessenen Umgebungslichts UL und des Beleuchtungslichts BL die geforderte vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich 2 umsetzt. Durch die Anpassung der Lichtintensität des ausgesandten Beleuchtungslichts BL kann einerseits eine unzureichende Lichtintensität im Umgebungsbereich 2, beispielsweise bei Abenddämmerung durch die Erhöhung der Lichtintensität des ausgesandten Beleuchtungslichts BL ausgeglichen werden. Andererseits kann bei einer ausreichenden Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 das Beleuchtungslicht BL und somit der Energiebedarf reduziert oder eingespart werden.
Die mindestens eine Leuchtdiode 3 ist ausgebildet, abwechselnd das Beleuchtungslicht BL auszusenden und die Lichtintensität des Umgebungslichts UL zu messen. Somit ist die Leuchtdiode 3 antiparallel als der Lichtemitter 3a und als der Lichtempfänger 3b geschaltet. Auf diese Weise wird eine ungewollte Messung des eigens ausgesandten Beleuchtungslichts BL als das Umgebungslicht UL vermieden. Die Leuchtmittelvorrichtung 1 umfasst eine Steuerungseinrichtung 4, die zur abwechselnden Schaltung der Leuchtdiode 3 als der Leuchtemitter 3a und als der Lichtempfänger 3b ausgebildet ist.
Die Taktung der abwechselnden Schaltung erfolgt in Abhängigkeit der gemessenen Lichtintensität des Umgebungslichts UL. Die Leuchtmittelvorrichtung 1 umfasst eine Auswerteeinrichtung 5, an die die gemessene Lichtintensität des Umgebungslichts UL übermittelt wird. Die Auswerteeinrichtung 5 ist ausgebildet, anhand der übermittelten Lichtintensität des Umgebungslichts UL die für die vordefinierte Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 erforderliche Lichtintensität des auszusendenden Beleuchtungslicht BL auszuwerten. Z. B. umfasst die Auswerteeinrichtung 5 eine Logiktabelle mit einer Auflistung der möglichen Lichtintensitäten des Umgebungslichts UL sowie den zugehörigen Lichtintensitäten des auszusendenden Beleuchtungslichts BL, um das Beleuchtungslicht BL auf die Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 abzustimmen. Die Steuerungseinrichtung 4 ist ausgebildet, anhand der von der Auswerteeinrichtung 4 ausgewerteten Lichtintensität des auszusendenden Beleuchtungslichts BL daraufhin die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a einzuschalten, auszuschalten oder zu dimmen.
Das Einschalten der Leuchtdiode 3 als der Lichtemitter 3a bei Vorliegen einer geringen Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 hat zum Ziel Beleuchtungslicht BL mit einer möglichst hohen Lichtintensität auszusenden. Die Auswerteeinrichtung 5 definiert einen unteren Grenzwert für die gemessene Lichtintensität des Umgebungslichts UL, bei dem bei einer Unterschreitung auf unzureichende Lichtverhältnisse in dem Umgebungsbereich 2 geschlossen wird und somit der Lichtemitter 3a eingeschaltet wird. Die Auswerteeinrichtung 5 ist zur Auswertung des unterschrittenen Grenzwerts ausgebildet. Die Steuerungseinrichtung 4 ist anhand des ausgewerteten unterschrittenen Grenzwerts ausgebildet, die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a einzuschalten.
Um trotz des Einschaltens der Leuchtdiode 3 als der Lichtemitter 3a weiterhin die Messung der Lichtintensität des Umgebungslichts UL zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Verhältnis der Aussendung des Beleuchtungslichts BL und der Umgebungslichtmessung in einem definierten Zeitintervall z. B. 99,9% zu 0,1% beträgt. Durch den hohen prozentualen Anteil des eingeschalteten Lichtemitters 3a wird in dem Zeitintervall eine möglichst große Lichtmenge zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich 2 ausgesandt. Die Steuerung der Leuchtdiode 3 als eingeschalteter Lichtemitter 3a bei Unterschreitung des unteren Grenzwerts wird durch den in 2 gezeigten Zustand III näher erläutert.
Das Ausschalten der Leuchtdiode 3 als der Lichtemitter 3a erfolgt bei Auswertung der geforderten Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 und erzielt auf diese Weise eine Energie- und folglich Kostenersparnis. Zum Ausschalten der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a definiert die Auswerteeinrichtung 5 einen oberen Grenzwert für die gemessene Lichtintensität des Umgebungslichts UL, bei dem bei einer Überschreitung auf ausreichende Lichtverhältnisse in dem Umgebungsbereich 2 geschlossen wird. Die Auswerteeinrichtung 5 ist zur Auswertung des überschrittenen Grenzwerts ausgebildet. Die Steuerungseinrichtung 4 ist ausgebildet, die Leuchtdiode 3 anhand des ausgewerteten überschrittenen Grenzwerts als Lichtemitter 3a auszuschalten. Bei der Auswertung des überschrittenen Grenzwerts ist vorgesehen, dass die Leuchtdiode 3 zur Messung des Umgebungslichts UL in einem definierten Zeitintervall zu 100% als Lichtempfänger 3b eingeschaltet ist. Die Steuerung der Leuchtdiode 3 als ausgeschalteter Lichtemitter 3a bei Überschreitung des oberen Grenzwerts wird durch den in 2 gezeigten Zustand I näher erläutert.
Das Dimmen der Leuchtdiode 3 als der Lichtemitter 3a erfolgt bei einer unzureichenden Lichtintensität im Umgebungsbereich 2, wobei die fehlende Teilmenge der geforderten Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 durch eine Teilmenge der maximal aussendbaren Lichtintensität des Beleuchtungslichts BL ausgeglichen werden kann. Die Auswerteeinrichtung 5 ist zur Auswertung der fehlenden Teilmenge der geforderten Lichtintensität des Umgebungslichts UL und der zugehörigen Dimmung des Lichtemitters 3a ausgebildet. Beim Dimmen wird die Aussendung der Lichtmenge innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls delta t gesteuert (2). Zum Dimmen der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a definiert die Auswerteeinrichtung 5 einen vordefinierten Umgebungslichtbereich, der durch den unteren und den oberen Grenzwert begrenzt ist. Die Steuerungseinrichtung 4 ist ausgebildet, die Leuchtdiode 3 anhand der ausgewerteten fehlenden Teilmenge der geforderten Lichtintensität als Lichtemitter 3a zu dimmen. Die Steuerung der Leuchtdiode 3 als gedimmter Lichtemitter 3a wird durch den in 2 gezeigten Zustand II näher erläutert.
Beispielsweise erfolgt das Dimmen der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a mit einem pulsweitenmodulierten Strom. Ein Tastverhältnis und/oder eine Amplitude des pulsweitenmodulierten Stroms sind abhängig von der Lichtintensität des Lichtemitters 3a einstellbar, wobei zur Einstellung der Lichtintensität des Lichtemitters 3a gezielt mindestens ein Impuls des Impulszugs des pulsweitenmodulierten Stroms ausgelassen wird.
2 zeigt in einem Diagramm rein schematisch und nicht maßstabsgetreu die drei möglichen schaltbaren Zustände der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a zur Anpassung an die Lichtintensität des Umgebungslichts UL. Auf der x-Achse ist die Zeit t und auf der y-Achse der Ausschalt- und der Einschaltmodus 10, 11 des Lichtemitters 3a aufgetragen. Somit ist die Leuchtdiode 3 bei dem Modus L0 als Lichtemitter 3a ausgeschaltet und als Lichtempfänger 3b eingeschaltet und bei dem Modus L1 als Lichtemitter 3a eingeschaltet.
Bei dem gezeigten Zustand 1 ist die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a ausgeschaltet, hier durch den Modus L0 dargestellt. Bei dem Schalten der Leuchtdiode 3 in den Zustand I wurde die geforderte Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 ausgewertet. Die Auswertung erfolgte z. B. durch die Überschreitung des definierten oberen Grenzwerts. Aufgrund der ausreichenden Lichtverhältnisse ist die Aussendung des Beleuchtungslichts BL nicht nötig, so dass die hierfür aufzuwendenden Energiekosten eingespart werden können. Die Leuchtdiode 3 ist in dem Zustand I zur Messung des Umgebungslichts UL als Lichtempfänger 3b eingeschaltet, so dass auf sich verändernde Lichtverhältnisse im Umgebungsbereich 2 aktuell reagiert werden kann.
Bei dem gezeigten Zustand II ist die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a im gedimmten Zustand eingeschaltet. Für das Schalten der Leuchtdiode 3 in den Zustand II wurde eine fehlende Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 ausgewertet, die durch das Dimmen des Lichtemitters 3a im Umgebungsbereich 2 ausgeglichen werden kann. Das Dimmen erfolgt über die Pulsweitenmodulation. Beim Dimmen werden die Ein- und die Ausschaltzeiten t1, t2 zur Erzielung der gewünschten Lichtmenge innerhalb des bestimmten Zeitintervalls delta t gesteuert.
Bei dem gezeigten Zustand II ist die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a eingeschaltet. Für das Schalten der Leuchtdiode 3 in den Zustand II wurde eine unzureichende Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 ausgewertet, die durch das Einschalten des Lichtemitters 3a im Umgebungsbereich ausgeglichen werden kann. Bei diesem Beispiel wurde der untere Lichtintensitäts-Grenzwert unterschritten. Um weiterhin die Lichtintensität des Umgebungslichts UL messen zu können, beträgt das Verhältnis V der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a und als Lichtempfänger 3b, d. h. das Verhältnis V der Aussendung des Beleuchtungslichts BL und der Umgebungslichtmessung in einem Zeitintervall 99,9 % zu 0,1%.
3 zeigt einen beispielhaften Verfahrensablauf zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs 2 im Flugzeug. In einem ersten Schritt 6 wird die Lichtintensität des Umgebungslichts UL durch die Leuchtdiode 3 als der Lichtempfänger 3b gemessen. Die Leuchtdiode 3 ist zur Übermittlung der gemessenen Lichtintensität des Umgebungslichts UL mit der Auswerteinrichtung 5 gekoppelt. In einem zweiten Schritt 7 wird die erforderliche Lichtintensität des auszusendenden Beleuchtungslichts BL anhand der übermittelten Lichtintensität des Umgebungslichts UL durch die Auswerteeinrichtung 5 ausgewertet. Beispielsweise vergleicht die Auswerteeinrichtung 5 die übermittelte Lichtintensität mit den in der Logiktabelle aufgelisteten Lichtintensitäten und wertet die zugehörige Lichtintensität des auszusendenden Beleuchtungslichts BL aus. Die Auswerteeinrichtung 5 ist zur Übermittlung der ausgewerteten Lichtintensität des auszusendenden Beleuchtungslichts BL mit der Steuerungseinrichtung 4 gekoppelt. In einem dritten Schritt 8 steuert die Steuerungseinrichtung 4 die Leuchtdiode 3 derart an, dass das auszusendende Beleuchtungslicht BL gemeinsam mit dem Umgebungslicht UL die geforderte Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 erfüllt. Dabei kann der Schritt 8 in drei Zustände der Leuchtdiode 3 unterteilt werden, um die geforderte Lichtintensität zu erhalten. In dem Schritt 8a wird die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a eingeschaltet, um die geforderte Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 zu erhalten. In dem Schritt 8b wird die Leuchtdiode 3 als der Lichtemitter 3a ausgeschaltet, da die geforderte Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 bereits vorliegt. In dem Schritt 8c wird die Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a gedimmt, um bei einem optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnis die fehlende Lichtintensität im Umgebungsbereich 2 auszugleichen. Abwechselnd zu den Schritten 8a und 8c wird die Leuchtdiode 3 als Lichtempfänger 3a gemäß Schritt 6 zur Messung der Lichtintensität des Umgebungslichts UL eingeschaltet. Parallel zum Schritt 8b wird die Leuchtdiode 3 als der Lichtempfänger 3b eingeschaltet.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtmittelvorrichtung
2: Umgebungsbereich
3: Leuchtdiode
3a: Lichtemitter
3b: Lichtempfänger
4: Steuerungseinrichtung
5: Auswerteeinrichtung
6: Messen der Lichtintensität des Umgebungslichts UL
7: Auswerten der auszusendenden Lichtintensität des Beleuchtungslichts BL
8: Ansteuerung der Leuchtdiode 3 zum Erhalt und zur Aufrechterhaltung der Lichtintensität im Umgebungsbereich 2
8a: Einschalten der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a
8b: Ausschalten der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a
8c: Dimmen der Leuchtdiode 3 als Lichtemitter 3a
BL: Beleuchtungslicht
UL: Umgebungslicht
dt: Zeitintervall
t1: Einschaltzeit des Lichtemitters
t2: Ausschaltzeit des Lichtemitters
L: Lichtintensität

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2003083818 A1 [0003]

Claims

Leuchtmittelvorrichtung (1) zur stationären Anordnung in einem Flugzeug zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs (2), mit mindestens einer Leuchtdiode (3), wobei die mindestens eine Leuchtdiode (3) zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs (2) zur Aussendung von Beleuchtungslicht (BL) als ein Lichtemitter (3a) ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Leuchtdiode (3) zur Messung von Umgebungslicht (UL) als ein Lichtempfänger (3b) ausgebildet ist, wobei die Leuchtmittelvorrichtung (1) zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich (2) ausgebildet ist, das Beleuchtungslicht (BL) der mindestens einen Leuchtdiode (3) an das gemessene Umgebungslicht (UL) anzupassen.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Leuchtdiode (3) als eine OLED ausgebildet ist.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Leuchtdiode (3) ausgebildet ist, abwechselnd das Beleuchtungslicht (BL) auszusenden und das Umgebungslicht (UL) zu messen.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtmittelvorrichtung (1) ausgebildet ist, die mindestens eine Leuchtdiode (3) bei einer Unterschreitung eines vordefinierten unteren Grenzwerts durch das gemessene Umgebungslicht (UL) als Lichtemitter (3a) anzuschalten.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei das Verhältnis der Aussendung des Beleuchtungslichts (BL) und der Umgebungslichtmessung bei der Unterschreitung des unteren Grenzwerts mindestens 99,9% zu 0,1% beträgt.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtmittelvorrichtung (1) ausgebildet ist, die mindestens eine Leuchtdiode (3) bei einer Überschreitung eines vordefinierten oberen Grenzwerts durch das gemessene Umgebungslicht (UL) als Lichtemitter (3a) abzuschalten.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtmittelvorrichtung (1) ausgebildet ist, die mindestens eine Leuchtdiode (3) bei der Messung des Umgebungslichts (UL) innerhalb eines vordefinierten Umgebungslichtbereichs zu dimmen.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei das Dimmen der mindestens einen Leuchtdiode (3) als Lichtemitter (3a) mittels einer Pulsweitenmodulation erfolgt.
Leuchtmittelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, wobei das an das gemessene Umgebungslicht (UL) anzupassende Beleuchtungslicht (BL) in einem Regelwerk hinterlegt ist, wobei die Leuchtmittelvorrichtung (1) ausgebildet ist, anhand des Regelwerks das anzupassende Beleuchtungslicht (BL) auszuwerten und die mindestens eine Leuchtdiode als Lichtemitter (3a) anzuschalten, auszuschalten und/oder zu dimmen.
Verfahren zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs (2) in einem Flugzeug mit einer Leuchtmittelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Leuchtdiode (3) als der Lichtemitter (3a) Beleuchtungslicht (BL) zur Beleuchtung des Umgebungsbereichs (2) aussendet, wobei die mindestens eine Leuchtdiode (3) als der Lichtempfänger (3a) Umgebungslicht (UL) misst, wobei das Beleuchtungslicht (BL) zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der vordefinierten Lichtintensität in dem Umgebungsbereich (2) der mindestens einen Leuchtdiode (3) an das gemessene Umgebungslicht (UL) angepasst wird.